2.1 路由協(xié)議
現(xiàn)有無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議通?？煞譃椋罕眚?qū)動式路由協(xié)議和按需路由協(xié)議。前者需要網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點維護一張或多張路由表，以記錄到其他節(jié)點的路由，增加了路由開銷。而按需路由協(xié)議——動態(tài)源路由協(xié)議(DSR)使用了源路由，每一個數(shù)據(jù)分組的幀頭中包含整條路由的信息，中間節(jié)點不需要維持當(dāng)前的路由信息，分組自己帶有路由信息，按需路由的特性避免了周期性路由廣播和鄰居節(jié)點的檢測。
DSR協(xié)議包括兩個過程：路由發(fā)現(xiàn)和路由維護。路由發(fā)現(xiàn)過程使用泛洪路由(Flooding Routing)。為了減少路由發(fā)現(xiàn)過程的開銷，每一個節(jié)點都包括一個緩存器，存放最近學(xué)到的和用過的路由信息。路由維護過程是源節(jié)點用來檢測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫欠癜l(fā)生變化的機制。若拓?fù)浒l(fā)生變化、源路由發(fā)生中斷，源節(jié)點就會收到路由錯誤信息。其他節(jié)點收到路由錯誤信息后刪除中斷路由，并且重新發(fā)起廣播尋找路由。
本系統(tǒng)中的路由協(xié)議采用DSR協(xié)議，并對DSR協(xié)議進行一些改進。
(1)每個節(jié)點中到達目的節(jié)點含有最多兩個路由緩存。
(2)查到中斷節(jié)點后先檢查本節(jié)點中有無到中斷節(jié)點下級節(jié)點的信息，若有，則直接使用此路由，若無，則立即廣播發(fā)送RRER。
(3)所有節(jié)點收到RRER后，檢查是否含有終端路由，有則刪除中斷路由。
系統(tǒng)通信協(xié)議格式如表1所示。其中，F(xiàn)RAME_TYPE表示命令幀類型，SOURCE_ADDR表示源地址，F(xiàn)IRE_ADDR表示目的地址，MID表示路由節(jié)點地址，REMIAN表示最大跳數(shù)下剩余跳數(shù)，MAX表示最大跳數(shù)，DATA表示要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，ODD代表奇校驗。

2.2 程序設(shè)計
2.2.1 廣播
在廣播RREQ時，為了避免廣播沖突，利用nRF905的載波檢測多路訪問機制CSMA/CA，發(fā)送前先進入接收模式，監(jiān)聽該信道是否空閑。如果檢測到CD信號為高，則表示該信道被占用，根據(jù)退避延時一段時間，再檢測CD信號是否為高。
而根據(jù)檢測，數(shù)據(jù)包接收的時間大致為20 μs，時隙為60 μs，加上程序運行的時間，定義短幀空間SIFS和時隙分別為50 μs及100 μs，分散幀空間DIFS為SIFS加2個時隙即250 μs。CSMA/CA程序流程如圖3所示，定義NB、CW和BE。

后退次數(shù)(NB)：NB的初始值為0，當(dāng)設(shè)備有數(shù)據(jù)要傳送時，經(jīng)過一段后退時間(2BE-1)×100 μs后，檢測CD，若檢測到信道忙，則會再一次產(chǎn)生倒退時間。此時NB值會加1，NB值最大定義為4。當(dāng)信道在經(jīng)過4次的后退延遲時間后仍為忙，則放棄此次的傳送，以避免過大開銷。
嘗試次數(shù)(CW)：循環(huán)判斷當(dāng)前頻道是否空閑，當(dāng)判斷到了一定次數(shù)后該頻道依然空閑則跳出循環(huán)，開始傳送數(shù)據(jù)，設(shè)初值為2。
后退指數(shù)(BE)：初值設(shè)為2。
本設(shè)計中，CD信號為高時必須通過切換至standby模式來使CD信號復(fù)位，以保證下次CD信號的檢測。
根據(jù)nRF905模塊的時序可知，模塊從standby模式切換至接收或發(fā)送模式的時間為650 μs，發(fā)送和接收模式之間的切換需要550 μs，切換時間遠(yuǎn)大于時隙及DIFS的值。因此，BE設(shè)置為2，最大為4。
2.2.2 數(shù)據(jù)傳輸
在進行數(shù)據(jù)傳輸時，源節(jié)點首先檢查自己的緩存中是否有到目的節(jié)點的路由信息，如果沒有，則先進行路由發(fā)現(xiàn)，與廣播模式相同。如果有至目的節(jié)點的路由信息，則根據(jù)路由信息，先發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令RTS。當(dāng)目的節(jié)點接收到返回的允許發(fā)送命令CTS信號時，則表示已經(jīng)建立了數(shù)據(jù)傳輸通道，由請求節(jié)點開始傳輸數(shù)據(jù)，傳輸完畢后，由目的節(jié)點發(fā)送DATA_ACK給源節(jié)點，表示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。其工作流程如圖4所示。