一种短距离无线传输的CSMA／CA协议实现方法

3 实现协议的关键
①串口数据帧的拷贝。为保存串口接收到的数据帧，并为以后能区分缓存不同的数据帧，设计了能缓存4个数据帧的缓存空间。在接收到串口的数据帧时，跟原来直接处理数据的做法不同，新的程序中，首先将数据存在缓存区中，如果缓存区满，则不再保存新的数据帧。
②串口缓存区数据帧的处理顺序。按照接收到数据的先后顺序进行处理。
③随机退避的处理。由于MCl3213不仅需要发送数据和接收数据，还需要与串口进行通信，此处随机退避采用中断方式，当退避时间到时，置退避时间完成标志位，而后进入随机退避完成的处理过程。
④无线数据帧3次重发的实现。DATA类型的数据如果发送不成功，需要有3次重传机制，实现过程与之前有很大不同。当数据发送成功后，在一定的时间内等待ACK，如果没有接收到ACK，则判断是否重传3次。若未到3次，置重传标志位，重传数据帧，否则丢弃此帧。随机退避次数大于最大退避次数时，同样判断是否重传3次：若未到3次，置重传标志位，重传数据帧，否则丢弃此帧。在此帧数据没有发送成功，并且重传次数未到时，不处理之后的数据帧，保证重传的数据帧是需要重传的数据帧。
⑤无线模块的状态切换。为了保证无线模块状态切换的时序没有错误，防止由于无线模块状态切换而导致的严重问题，在CSMA_MAC协议实现过程中，无论对无线模块进行了什么操作，最终都需要把无线模块的状态置为RX_STATE，打开无线模块的接收天线。
⑥串口数据帧3次重发的实现。DATA类型的数据帧发送完成后，如果在一定的时间内未收到ACK，将对数据进行重发，直至收到ACK；或者重发超过3次，丢弃此帧。

4 测试结果
在我们搭建的一个无线定位小系统测试中，定位节点与定位卡通信，工作正常；两个定位节点之间的通信，定位节点收发状态正常，工作正常；定位节点将接收到的定位卡的数据帧转发至PC上，经过定位算法处理后，定位误差在2 m范围之内。

结语
本文基于ZigBee基带芯片实现了简单的CSMA／CA协议，同时也适用于其他短距离无线通信系统。笔者已经在1套433 MHz定位系统中使用了同一协议，收到了良好的效果。本文介绍实现的只是基本的CSMA／CA协议，在应用于不同的无线通信系统中时，可以根据系统的特点再加以改进，就可以达到更好的无线通信效果。