基于nRF24L01的功能分址无线传感器网络设计与实现

《电气自动化》杂志于2019年第41卷第6期刊载了题为"一种基于功能分址的无线传感器网络设计"的文章，作者翁宇华、张峰和张士文来自上海交通大学电子信息与电气工程学院。随着无线传感器网络中终端设备数量的增加以及对数据传输实时性需求的增长，本文提出了一种创新的解决方案。 该研究的核心是功能分址通信网络设计，特别基于nRF24L01无线通信芯片。nRF24L01是一种广泛应用的2.4GHz无线射频收发器，它在物联网(IoT)和无线传感器网络中扮演着重要角色。文章将网络建立、命令传输和数据传输分别映射到三个不同的地址数据通道上，这样可以有效地避免数据包碰撞和丢失。通过在数据帧中添加逻辑地址，系统能够准确识别各个从机，极大地提高了网络的连接容量，使得能连接的从机数量显著增加。 为了防止竞争性和冲突情况，作者还引入了载波监听(carrier sense)和随机延时机制，这有助于优化网络通信效率，确保在传输过程中不会因多个节点同时发送而导致干扰。这种设计强调了多从机(Multi-robot/Multi-node)通信能力，使得传感器网络能够在大规模部署中保持高效运作。 实验结果表明，该设计方案不仅切实可行，而且网络连接稳定，数据传输速率高，具有良好的扩展性和适应性。关键词如nRF24L01、多从机、无线传感器网络和多址通信等，进一步突出了研究的重点。此外，文章的DOI提供了全文索引，方便读者查找和引用。 这篇文章为无线传感器网络的设计提供了一个实用且高效的框架，对于提高网络性能、扩展网络规模以及满足实时数据传输需求具有重要的理论价值和实际应用潜力。未来的研究可以在此基础上探索更多的优化策略和算法，以应对不断增长的无线传感器网络挑战。