基于無線HART協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議模型設(shè)計

　　3.3.2 狀態(tài)機

　　圖3為TDMA狀態(tài)機，該狀態(tài)機建立在邏輯鏈路層所建立的四張調(diào)度表以及調(diào)度機制的基礎(chǔ)上，TDMA狀態(tài)機開始于節(jié)點加入無線HART網(wǎng)絡(luò)，加入的同時建立狀態(tài)機所需要的超幀表、圖表、鏈路表，開始從鄰居節(jié)點接收數(shù)據(jù)并以此為基礎(chǔ)建立鄰居表。節(jié)點維護存儲著一列待發(fā)送數(shù)據(jù)包，當(dāng)一個發(fā)送時隙發(fā)生，節(jié)點將會嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)包。發(fā)送數(shù)據(jù)包包括發(fā)送數(shù)據(jù)包和接收ACK應(yīng)答兩個過程。當(dāng)一個發(fā)送時隙產(chǎn)生，進入發(fā)送狀態(tài)。成功發(fā)送一個廣播地址的數(shù)據(jù)包在數(shù)據(jù)包發(fā)送之后結(jié)束，并從等待表中刪除。成功發(fā)送一個非廣播地址的數(shù)據(jù)包，節(jié)點將等待ACK應(yīng)答數(shù)據(jù)包，ACK數(shù)據(jù)包將表明數(shù)據(jù)包是成功接收還是出現(xiàn)接收錯誤。如果目的地址是廣播地址，將不會有ACK應(yīng)答數(shù)據(jù)包，發(fā)送完成并進入空閑狀態(tài)進行調(diào)度表的更新;成功發(fā)送一個非廣播地址數(shù)據(jù)包，進行數(shù)據(jù)完整性和權(quán)限完整性檢驗，TDMA狀態(tài)機進入等待ACK狀態(tài)，如果無ACK應(yīng)答表明發(fā)送失敗。如果是一個共享鏈接，將啟動重發(fā)機制，若最終依然失敗，進入空閑狀態(tài)更新調(diào)度表。如果一個ACK應(yīng)答數(shù)據(jù)包被成功接收，節(jié)點根據(jù)ACK確定發(fā)送是否成功，若發(fā)送成功，進入空閑狀態(tài)更新調(diào)度表。如果顯示發(fā)送錯誤，將啟動重發(fā)機制。所有的接收鏈接都將在沒有發(fā)送請求的基礎(chǔ)被全部服務(wù)，節(jié)點接收數(shù)據(jù)有三種可能：1)數(shù)據(jù)包的目的地址就是節(jié)點地址;2)數(shù)據(jù)包目的地址是路由地址;3)數(shù)據(jù)包目的地址非以上兩種情況。每一次接收數(shù)據(jù)，鄰居表都將被更新維護。

　　4 結(jié)論

　　以無線HART協(xié)議為基礎(chǔ)根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的特點，設(shè)計并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議模型。在以無線HART適配器節(jié)點為平臺的實驗結(jié)果表明，模型所實現(xiàn)的時鐘同步精度達到30μs，滿足工業(yè)現(xiàn)場要求的前提下降低了節(jié)點的能耗，以模型為基礎(chǔ)的無線HART節(jié)點成功組建形成無線HART單跳網(wǎng)絡(luò)。