钱光明 易超

摘  要： 物联网相关课程的实验及演示非常重要。文章以nRF24L01无线模块和STM32F103单片机组成基本无线节点，设计教学模板程序，对同步和轮转发包这样的基本通信手段进行实验。实验强调软件和硬件相结合，需要学生从细节入手，充分理解相关原理，有助于他们真正认识无线网络中相关重要概念的基本实现。

关键词： 同步; 基本无线节点; 自动应答; 轮转发包

中图分类号：TP393.1          文獻标识码：A     文章编号：1006-8228（2020）06-109-03

Abstract： The experiment and demonstration of Internet of Things related courses are very important. In this paper， with a basic wireless node consisted of nRF24L01 wireless module and STM32F103 single-chip microcomputer， the teaching template program is designed to carry out the experiments on the basic communication methods such as synchronization and packet delivery with round robin. The experiment emphasizes the combination of software and hardware， and students need to start with details and fully understand the relevant principles， which is helpful for them to truly understand the basic implementation of the relevant important concepts in wireless networks.

Key words： synchronization; basic wireless node; auto acknowledgment; round robin delivery

0 引言

关于短距离无线网课程内容的安排，有些学校偏向于介绍蓝牙和ZigBee等多种协议，而这些协议有的其实非常复杂[1]。课堂上堆积太多的理论和协议文件，有时会损害学生的学习兴趣。并且，相关实验教学的内容，也不宜只注重于协议的高层。较底层的教学演示和典型无线原理的底层实现，对于引导学生、启发学生、提高学生兴趣来说，无疑是至关重要的。我们用淘宝网购的nRF24L01无线模块和STM32F103RCT6单片机组成价格实惠的基本无线节点（下称基本节点） [2-3]，针对同步和轮转发包等基本的通信手段，设计了相应的教学模板程序和演示实验。

1 实验设计

1.1 网络基本组成和工作方式

图1是实验用简单无线局域网示意图，一个主节点，三个从节点。主节点和每一个从节点的硬件组成（一个基本节点）完全相同，如节点2所示，即nRF24L01无线模块通过SPI总线与单片机STM32F103RCT6相接。

三个从节点以轮转方式向主节点发送数据包。轮转方式是网络通信的一种传统方式[4-5]，看似简单，不过首先就需要节点同步。……