如何去实现两对SX1278模块的全双工通信呢

如何去实现两对SX1278模块的全双工通信呢？有哪些操作步骤？

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李万寿

2022-2-21 09:40:18

前言须知

本文章假定读者已经熟悉单片机串口基本使用，若您对单片机串口开发还不熟悉，建议先快速学习如何使用单片机串口再来阅读本文章。本人开发水平有限，若有不足之处，欢迎提出。
发现问题

大四寒假制作毕业设计，考虑到通信距离问题，于是买了一对sx1278模块（正点原子的），等读了相关的文档后才发现这种模块只能做半双工通信，也就是说，如果A、B两个模块同时发送数据那就会发生碰撞，导致双方都不能正确接收数据。那该怎么解决碰撞问题呢？如下有两种方案。
A方案：两对SX1278模块，实现全双工通信

这是我最先想到的方案，如下图：

A1—>A2以及B1<—B2，这两条线路都是单工通信，合起来便成了全双工通信。已知STM32至少都有三个串口，两个用于SX1278的数据收发。
这时又出现了新的问题。STM32要和两个串口模块通信（如同时与A1和B1通信），多个串口同时运作有冲突的可能。比如，串口2在收数据时，又有串口3发数据的需求。这时我的做法是让串口2使用DMA传输，让串口3使用中断方式来传输（反正大部分时候DMA传输是不占用CPU的，只有在传输完毕或错误时才短暂地需要CPU）。
通过两对半双工模块来解决通信碰撞，顺便连全双工通信都实现了，确实是个可行的方案，只是成本也跟着翻倍了。
B方案：环线列车法（自己瞎取的名字）

示意图如下：

简单地描述一次环线的流程：
列车到达A站，若A有乘客（也就是想发的数据），则上列车，列车驶向B站。到达B站，有乘客则下车。同理，此时若B站有乘客上车，则搭上此次班车，接着列车从B站出发驶向A站，在A站下客。
因为列车始终是朝着一个方向行驶，所以不会出现列车迎面相撞的情况（也就是碰撞）
如果乘客上下车的速度足够快（也就是单片机处理速度够快），则可以考虑在这条铁路上多放几辆列车，加快传输速率。
这里要小心列车追尾（也就是这一趟数据还没有接收完，下一趟数据就到了，就是因为数据列车太多了）
实现了数据列车后，碰撞问题就迎刃而解了。
虽然成本是A方案的一半，但传输效率也打了一些折扣。
环线列车法的改进1

坐地铁有这样的经历，无论有没有上下车的乘客，列车都会在站台上停一下再出发。如果数据列车也这么做呢？没错，便可实现心跳包机制。简单的说，就是即便没有想发的数据，也发一个空数据包给对方，以便通知对方这条线路没有断开。这样数据列车就不断地在AB两站间环线行驶了。
环线列车法的改进2

可靠传输。这里我是理解了TCP的重传机制后想到的一种可靠传输的方法。给每个待发送的数据包都标上ID（空数据包除外），并且都暂存它们的副本。如果传输出错，则根据ID进行重传。
我用的是STM32–f103–c8t6，很头疼，因为它的处理速度还是慢了点，数据校验用的还是校验和法，都还没用CRC校验呢，如果用STM32F4或F7或许可以考虑。
重传机制和心跳包机制同样也可以用在A方案上。

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张健

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