多功能监护仪的无线通讯系统

　　本系统设计为1台主机，6台从机，采用简单的轮询机制。首先主机根据不同的从机地址，向其中的一台从机发出数据请求，在一段确定的时间之内，如果没有得到回传的数据，就可以判断为超时。如果得到的数据有错误，nRF24L01会自动启动错误重传机制。由于经过了CRC校验，可以确认上层得到的数据就是正确的数据。在数据链路层，由于上行(数据由从机到主机)和下行(数据由主机到从机)的数据量不同，上行的数据量较大，是主要的数据通道，下行的数据量很小，只有一些控制信号，所以上行的数据包采用32 B／包，而下行的数据包采用8 B／包。按照从机的UART接收的数据速率为19 200 b／s，每秒的数据量约为19 200／8 B，即2 400 B／s。按照32 B／包计算，每秒需要传输2 400／32包，即75包。从机使用的控制器只负责存储与转发，ATmega8具有1 000 B的SRAM，可以开辟出320 B，即10个数据包的上行缓冲区，在每个轮询周期，每台从机传送320 B的数据。所以把轮询厨期设为10 ms，在每个轮询周期内，主机分别与6台从机交换一次数据，每秒可以有大于10个轮询周期，射频部分收发状态的切换时间，只有几个μs，可以忽略。扣除SPI通讯中协议的开销，每秒上行通道可以传送大于3 200 B的数据，这个速度超过从机从UART接收数据的速度，可以保证不丢数据。至于下行数据链路，由于数据量很小，可以忽略不计。

　　5 本设计的亮点

　　为什么不用蓝牙：蓝牙具有完善的协议层，可以保证不同手持设备之间数据的自由交换，但蓝牙为了确保互换性而形成的协议包结构相当复杂，这不仅导致了其硬件的复杂性，也大幅度增加了处理量和同步处理需求，导致电池消耗迅速增加。

　　为什么不用WiFi：不可否认WiFi具有更好的通用性、更快的数据速率，但同样对接口的硬件具有相当高的性能要求，无法与普通的单片机相连。如果采用更高性能的处理器，会增加硬件的复杂度和软件的成本，同时WiFi的高功耗也不适合使用电池供电的多功能监护仪。

　　为什么不使用ZigBee：ZigBee也是一种近距离低速率数据交换的可选设计，但ZigBee的传输速率只有250 k／s，不能满足本系统的需求。ZigBee协议复杂、开发难度大、周期长，这进一步限制了中小厂商的使用。

　　6 结 语

　　本嵌入式系统的设计应该以系统本身的需求为中心，而不能把一个系统的设计生搬硬套到另外，一个系统上。另外一个优秀的嵌入式系统还要兼顾硬件、软件、功耗、应用环境等各种因素。