1、月球車(chē)與地球基地服務(wù)器通信協(xié)議概述1 通信結(jié)構(gòu)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)ESSID=ETCLINKpassword=月球車(chē)月球車(chē)IP=Getway ip=)無(wú)線(xiàn)局z_.域網(wǎng) 上;無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)IP=地球基地LJ地球基地IP=Getway ip=Getway ip=圖1通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖無(wú)線(xiàn)評(píng)分通信系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，由月球車(chē)、評(píng)分系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn) 組成。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)的 802.11g標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)為：ETCLINK無(wú)密碼 認(rèn)證。無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)IP和網(wǎng)關(guān)由組委會(huì)現(xiàn)場(chǎng)指定。地球基地IP和網(wǎng)關(guān)組委會(huì)現(xiàn)場(chǎng) 指定。月球車(chē)的IP由組委會(huì)現(xiàn)場(chǎng)指定，范圍為：192.168.1.1192.168.1.250 , 月球車(chē)

2、需要按組委會(huì)要求配置網(wǎng)關(guān)。2 底層協(xié)議本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議完成地球基地和月球車(chē)通信，其中地球基地 作為T(mén)CP的服務(wù)器端，月球車(chē)作為T(mén)CP的客戶(hù)端。每次通信由月球車(chē)發(fā)出連接請(qǐng) 求，服務(wù)器響應(yīng)后建立連接，月球車(chē)和地球基地之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸完成后斷開(kāi)該次連接。在通信中，套接字(socket )網(wǎng)絡(luò)地址類(lèi)型選取在In ternet上通信的網(wǎng)絡(luò) 地址類(lèi)型(AF_INET，套接字類(lèi)型采用流連接方式(SOCK_STRE)和默認(rèn)的網(wǎng) 絡(luò)協(xié)議。連接端口 port由組委會(huì)現(xiàn)場(chǎng)指定。3 應(yīng)用層通信協(xié)議在應(yīng)用層增加ACK確認(rèn)機(jī)制的通信模式來(lái)增加通信的可靠性。首先月球車(chē)向 評(píng)分系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文，地球

3、基地收到數(shù)據(jù)報(bào)文后根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容向月球車(chē)發(fā)送 一個(gè)確認(rèn)數(shù)據(jù)報(bào)文供月球車(chē)處理。除傳輸圖片數(shù)據(jù)外，應(yīng)用層數(shù)據(jù)采用固定長(zhǎng)度為40個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行每次傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不夠的用0x00補(bǔ)滿(mǎn)。圖像采用兩次 通信過(guò)程來(lái)完成，第一次月球車(chē)發(fā)出上傳圖像請(qǐng)求報(bào)文， 評(píng)分系統(tǒng)接受請(qǐng)求后返 回接收請(qǐng)求數(shù)據(jù)報(bào)，月球車(chē)收到評(píng)分系統(tǒng)的接收請(qǐng)求數(shù)據(jù)報(bào)文后發(fā)送圖像數(shù)據(jù)， 圖像大小為寬160像素、高128像素4 通信流程月球車(chē)和評(píng)分系統(tǒng)的通信流程如圖二所示。主要有啟動(dòng)請(qǐng)求命令1. 命令格式月球車(chē)請(qǐng)求格式：（同步頭1）（月球車(chē)編號(hào)）（備用）（請(qǐng)求命令）（數(shù)據(jù)）； 評(píng)分系統(tǒng)反饋格式：（同步頭2）（月球車(chē)編號(hào)）（備用）（反饋命令）（狀態(tài)

4、）;1）同步頭為一字節(jié)數(shù)據(jù)，同步頭 仁0x55，同步頭2=0xAA2）月球車(chē)編號(hào)為一個(gè)字節(jié)，每個(gè)參賽隊(duì)的編號(hào)由組委會(huì)現(xiàn)場(chǎng)指定，用十六進(jìn)制 數(shù)表示，如35號(hào)車(chē)，用0x23，默認(rèn)值為0x00;3）備用為一個(gè)字節(jié)，默認(rèn)值為0x25;4）請(qǐng)求命令為一個(gè)字節(jié)，詳見(jiàn)表一所示，反饋命令為一個(gè)字節(jié)，詳見(jiàn)表一所示;5）數(shù)據(jù)根據(jù)命令不同分為三類(lèi)：測(cè)量數(shù)據(jù)、圖像上傳請(qǐng)求數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)格式：（數(shù)據(jù)長(zhǎng)度）（數(shù)據(jù)物理類(lèi)型）（任務(wù)號(hào)）（測(cè)量值） 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度指明后面的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，用 16進(jìn)制表示； 數(shù)據(jù)物理類(lèi)型指明數(shù)據(jù)是采集何種物理量，具體如表二所示； 任務(wù)號(hào)是比賽中完成的測(cè)量數(shù)據(jù)任務(wù)順序，第一個(gè)任務(wù)的測(cè)量數(shù)據(jù)為第二

5、個(gè)任務(wù)的測(cè)量數(shù)據(jù)為2,以此類(lèi)推，用一個(gè)字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)表示；測(cè)量值統(tǒng)一采用ASCII碼表示；例如采集的溫度為109.4度，完整的數(shù)據(jù)格式為：0x07 0x01 0x03 0x31 0x30 0x39 0x2E 0x34，其中0x07表示后面數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為7, 0x01表示測(cè)量的是溫度， 0x03表示任務(wù)號(hào)，剩下的是溫度值的 ASCII碼；命令中沒(méi)有數(shù)據(jù)上傳的數(shù)據(jù)長(zhǎng) 度為0x00。圖像上傳請(qǐng)求數(shù)據(jù)格式：（任務(wù)號(hào)）（圖像特征）（圖像點(diǎn)陣大小）（圖 像列數(shù)）（圖像行數(shù)）任務(wù)號(hào)是比賽中完成的圖像數(shù)據(jù)上傳任務(wù)順序，第一幅圖像上傳請(qǐng)求為1，第二幅圖像上傳請(qǐng)求為2,以此類(lèi)推，用一個(gè)字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)表示；圖像特征

6、是上傳圖像的顏色和形狀，用一個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)16進(jìn)制數(shù)表示， 如表三所示；圖像點(diǎn)陣大小是上傳圖像的總的像素值，用無(wú)符號(hào)的整數(shù)表示；圖像列數(shù)是上傳圖像的列值，用無(wú)符號(hào)的短整數(shù)表示； 圖像行數(shù)是上傳圖像的行值，用無(wú)符號(hào)的短整數(shù)表示； 圖像數(shù)據(jù)格式：（圖像數(shù)據(jù)）圖像數(shù)據(jù)采用行列掃描方法，每一個(gè)像素用16bit表示，采用RGB56賂式。6）狀態(tài)為一個(gè)字節(jié)，表明地球基地接收數(shù)據(jù)正確與否，正確時(shí)狀態(tài)為1，錯(cuò)誤時(shí)狀態(tài)為0，供月球車(chē)應(yīng)用程序處理。例如：月球車(chē)19號(hào)，請(qǐng)求啟動(dòng)：0x55 0x13 0x25 0x01地球基地反饋為：0xaa 0x13 9x25 0xfe 0x01表一請(qǐng)求命令和反饋命令表請(qǐng)求命令反饋

7、命令描述0x010xFE:月球車(chē)啟動(dòng)出發(fā)命令0x020xFD月球車(chē)請(qǐng)求發(fā)送圖像命令0x030xFC月球車(chē)發(fā)送圖像數(shù)據(jù)0x040xFB:月球車(chē)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)表二數(shù)據(jù)物理類(lèi)型表物理類(lèi)型值物理意義單位0x01溫度攝氏度0x02濕度百分比0x03礦物含量百分比0x04高度或者長(zhǎng)度米0x05其他無(wú)表三圖像特征數(shù)據(jù)表圖像特征值圖像形狀圖像顏色0x01三角形紅色0x02三角形綠色0x03三角形藍(lán)色0x04矩形紅色:0x05矩形綠色0x06矩形藍(lán)色0x07圓形紅色0x08圓形綠色0x09圓形藍(lán)色2. 月球車(chē)啟動(dòng)出發(fā)命令請(qǐng)求命令：0x55 DD MM 0x010x55是開(kāi)始命令的同步頭；DD是月球車(chē)的編號(hào)，由評(píng)委

8、指定，默認(rèn)值為 0x00； MM是備用位，默認(rèn)值是0x25；0x01是月球車(chē)請(qǐng)求啟動(dòng)命令。 該命令沒(méi)有數(shù)據(jù)內(nèi)容上傳。反饋命令：0xaa DD MM 0xFE CC0xaa是反饋開(kāi)始命令的同步頭；DD是月球車(chē)的編號(hào)，由評(píng)委指定，默認(rèn)值為 0x00； MM是備用位，默認(rèn)值是0x25；0xFE是反饋的啟動(dòng)命令，表明請(qǐng)求接收正確； CC是命令參數(shù)，0x00表示啟動(dòng)，其他值表示等待。3. 月球車(chē)請(qǐng)求發(fā)送圖像命令請(qǐng)求發(fā)送圖像命令：0x55 DD MM 0x02 SS TT ZZ CC RR 0x55是開(kāi)始命令的同步頭；DD是月球車(chē)的編號(hào)，由評(píng)委指定，默認(rèn)值為 0x00； MM是備用位，默認(rèn)值是0x25；

9、0x02是月球車(chē)請(qǐng)求發(fā)送圖像命令；SS是圖像順序號(hào)；TT表示圖像特征；ZZ是圖像大?。籆C是圖像列值；RR是圖像行值；反饋命令：0xaa DD MM 0xFD0xaa是反饋開(kāi)始命令的同步頭；DD是月球車(chē)的編號(hào)，由評(píng)委指定，默認(rèn)值為 0x00； MM是備用位，默認(rèn)值是0x25；0xFD是反饋的接收發(fā)送圖像命令，表明請(qǐng)求接收正確。發(fā)送圖像數(shù)據(jù)：0x55 DD MM 0x03 PP PP PP0x55是開(kāi)始命令的同步頭；DD是月球車(chē)的編號(hào)，由評(píng)委指定，默認(rèn)值為 0x00;MM是備用位，默認(rèn)值是0x25;0x03是月球車(chē)發(fā)送圖像數(shù)據(jù)；PP是月球車(chē)發(fā)送的BMF圖像數(shù)據(jù)，圖像大小行最大為 512,列最大為

10、640。反饋命令：0xaa DD MM 0xFC RR0xaa是反饋開(kāi)始命令的同步頭；DD是月球車(chē)的編號(hào)，由評(píng)委指定，默認(rèn)值為 0x00；MM是備用位，默認(rèn)值是0x25;0xFC是反饋的接收發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，表明請(qǐng)求接收正確；RR是反饋參數(shù)，0x01表示接收正確，0x00表示接收錯(cuò)誤；4. 月球車(chē)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)：0x55 DD MM 0x04 NN NN0x55是開(kāi)始命令的同步頭；DD是月球車(chē)的編號(hào)，由評(píng)委指定，默認(rèn)值為 0x00；MM是備用位，默認(rèn)值是0x25；0x04是月球車(chē)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)；NNNN是月球車(chē)發(fā)送的測(cè)量數(shù)據(jù)，數(shù)值統(tǒng)一采用 ASCII碼表示，例如采集的高 度為 639.46 度，完整的數(shù)據(jù)格式為：0x08 0x04 0x01 0x36 0x33 0x39 0x2E 0x34 0x36，其中0x08表示后面數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8, 0x04表示測(cè)量的是高度，0