1、機器人與PC機的無線通訊研究(一)摘 要本課題是實驗室的實驗設備開發研究工程，針對才能風暴機器人自身的內存較小，不能像計算機那樣存儲大量數據，且無法實現實時控制這些問題，分析了機器人串口通訊原理。本文應用WAP200B無線數傳模塊，研究了PC機與才能風暴機器人的無線通訊問題，最終實現了PC機與才能風暴機器人及PC機與PC機無線數據通訊。本文首先分析了無線數傳模塊的特點，在可以進展數據通訊的根底上，對無線數傳模塊的通訊協議進展修改，使之可以與機器人的通訊協議一致，從而實現了無線數據通訊功能。通過對WAP200B無線數傳模塊的通訊協議的研究，開發了無線數傳模塊一對多、多個設備公用串口時的數據通訊問

2、題，并解決了RS232串口只能一對一通訊的弊端。應用VB軟件做了一個PC機對才能風暴機器人的通訊控制軟件，可以施行對才能風暴機器人的實時控制。并對才能風暴機器人主板進展改進，使得程序下載自動運行，完全脫離手動過程。關鍵字：才能風暴機器人；WAP200B數傳模塊；RS232串口；無線數據通訊協議。AbstractThis subject researches into the laboratory equipment. And gives effective solutions towards little memory of Ability Storm Robot . It also give

3、s in time controls towards Ability Storm Robot. Analyses the robot communication by interface， and studied the PC to Ability Storm Robot Wireless Communication agreement ， by the end the PC to PC PC to Ability Storm Robot by Wireless Communication were enable .This paper Analyses feature of the RF M

4、odem ， based on the Wireless Communication ， modify the agreement to build communications between PC and Robot . So that we can easily control the Robot.By the research of the WAP200B RF Modem ， tap the ability of the Wireless Communications between multitudinous RF Modem . And gives effective solut

5、ions towards the individual between RS232 interface . This subject implemented Wireless Communication by a program compiled by powerful designing language -Visual Basic ，which controls the robot. Finally this paper gives some new creative about the Ability Storm Robot main board , so that the Abilit

6、y Storm Robot run programs without your hand when the power is on.Key words ：Ability Storm Robot；WAP200B RF Modem；RS232 interface；Wireless Communication agreement .目 錄參考文獻：. 39致謝. 40第一章 綜述1.1 機器人綜述在原始森林里，我們的祖先就學會了使用工具來狩獵或者是勞動，人類文明不斷開展，各種各樣的工具層出不窮，于是我們就想有沒有一天，出現一種可以替代人類體力勞動的機器，并且可以完成我們預期要完成的工作，因此在我們的

7、腦海里就出現了“機器人這個詞語，它可以完成我們想要完成的工作，并且具有一定的判斷力和邏輯推理的才能。機器人英文名稱“Robot，不管是在中國還是在外國，人們都渴望這一種可以取代人工的機器。對于機器人，世界各國都在深化研究，隨著計算機技術的開展，如今機器人的功能不斷完善，并且越來越智能化。1.1.1機器人由來為了進步工作效率，導致了機器人的誕生，也正由于機器人的誕生，使得我們的生活有了本質的進步，如今世界各國不斷深化探究機器人。將來機器人必將在我們的生活當中充當非常重要的角色。盡管“機器人一詞的出現和世界上第一臺工業機器人的問世， 都是近幾十年的事；然而，們對機器人的夢想與追求卻已有3000多年

8、的歷史。人類向往制造一種像人一樣的機器，來代替、幫助自己完成各種工作。1機器人是為了完成和人一樣的工作，所以機器人也必須有手、腳、眼睛、耳朵，通過各種傳感器傳送給大腦。以根據需要，我們應用生物仿真的一些原理，設計制造了相應的器件，并且在不斷完善的過程中。機器人的幾個開展時期西周時期，我國的能工巧匠偃師研制出了能歌善舞的木制伶人，這是史書記載的我國最早的機器人。春秋后期，我國著名的木匠魯班，曾制造過一只木鳶，它能在空中飛行，三日不下。1800年前的漢代，大科學家張衡不僅創造了地動儀，而且創造了計里鼓車；行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里那么擊鐘一下。三國時期，蜀國丞相諸葛亮創造了“木牛流馬，用它

9、來運送軍糧，支援前方戰爭。現代機器人的研究始于20世紀中期。為了替代人來處理放射性物質，美國科學家于1947年開發了遙控機械手，1948年又開發了主從機械手。為了確保汽車消費流水線的產品質量，1954年提出了工業機器人的概念，并申請了專利。該專利的要點是利用人手對機器人進展動作示教，機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人。1980年，工業機器人在日本普及，故稱該年為“機器人元年。2005年，日本愛知世博會，風度優雅的機器人接待員特別引人矚目。它們的外表酷似20多歲的日本女子，有仿真的眼球、睫毛和會動的嘴唇，能聽、說四萬多個中文、英文、日文和韓文短語，并配有2000多種面部表情

10、。它們有幽默感，它們還會用基于隱私的理由而回絕答復那些敏感問題，并穿插雙臂向你鞠躬。1由于新技術的應用，特別是計算機技術在機器人上的應用，使得現代機器人的功能越來越強大，并且在很多領域機器人已經取代人力，實現了真正的人工智能化工業消費。偉大的創造家愛迪生曾說：“上帝創造人類，兩條腿是最美妙的杰作。讓機器人像人一樣用兩條腿走路并非易事。最新研制的檢測腳底打滑技術和形成自然步態技術，保證了用于搶險救援的人形機器人，能在各種極其困難的環境中工作。即使在摩擦系數為0.1的非常容易滑倒的路面上，它也能保持身體平衡，穩步行走。摩擦系數為0.1，相當于汽車行駛在冰面上。它的步行才能由此可見一斑。11.2.1

11、新材料的應用現代科技越來越興隆，新的特種材料的應用，不僅使得機器人的體積很小，并且構造也越來越合理，小而精是機器人的主流。在?西游記?里有這樣一個經典場面令人難忘：孫悟空保唐僧去西天取經，在路過火焰山時，想借鐵扇公主的扇子撲滅火焰山的烈火，不料鐵扇公主不給面子，孫悟空便變成一只小蟲子鉆進鐵扇公主的肚子里，大鬧五臟六腑，迫使鐵扇公主將扇子借給了他。如今隨著納米武器的出現，這種神話正成為現實。“納米技術概念首先是由美國將來學家德雷克斯勒提出的。1968年，他在一本名為?造物引擎?的書中描繪了可以進展自我復制的納米機器人。它們能瘋狂地復制自身，在很短的時間內就把地球變成了一大團完全由納米機器人組成的

12、“ 灰色粘質。德雷克斯勒的“ 納米技術 概念聽上去有點夢想，但確實是一種天才的預言。隨著納米技術的迅猛開展，特別是微機電系統的初步成功，為軍事科技工作者研制納米武器奠定了物質根底。如今，各軍事大國相繼制定了工程繁多的軍用納米技術開發應用方案，美國在此領域獲得的進步最大。我們也不難發現，機器人的應用，很大程度上得益于新材料的應用，而納米技術的出現也使機器人在材料上有了新的打破。小而精的機器人也越來越廣泛的出如今我們的生活當中，給我們帶來了很大的方便，特別是在人們無法到達的一些地方，機器人起到了至關重要的作用。3計算機的應用計算機的創造是人類的一大跨越，很多數據計算可以通過計算機，而人的作用就是對

13、計算機的計算結果進展綜合比較，得到比較優越的結果。每一步的工作過程，每一個工作過程的時間間隔，通過計算機來編程實現是非常準確的。機器人的各種行為，脫離了計算機的作用將會受到很大的限制。有了計算機，對機器人的控制最終表達的是通過計算機幾個程序的運行，機器人就完全按照我們的意圖進展運作。而我們也沒有了繁瑣的手工控制，只要在每一個運行的程序上輸入我們的預期到達的目的，剩下的就是計算機對機器人的控制。現實的使用過程當中，計算機與智能機器人是互相依存的，沒有計算機的實現，機器人是一個很簡單的勞開工具；有了計算機，機器人的勞動就像一個有思想的智能機器一樣，會自己處理一些事件。而光有計算機沒有智能的機器，那

14、么，就沒有一個會實現人類意圖的工具，因此計算機與智能機器人是互相依存的，密不可分的。是人類消費的輔助工具在茫茫宇宙中，人類是無法生存的，而在這個充滿著各種挑戰的空間中，機器人取代了人類的勞動。各種各樣的乖巧的機器人正是宇航員的得力助手，協助人類對未知世界的探究。機器蛙重量輕，質量不超過1.3kg，可以像青蛙那樣跳躍，因此可以在崎嶇多障礙的星球外表上快速的活動。例如在地球上機器蛙最遠可以跳2.4米，而由于火星的重力只有地球的三分之一，因此機器蛙在火星上最遠可以7.2米。給機器蛙安裝上很多的傳感器之后，由于重量輕，比各種探測車經濟很多。蜘蛛機器人是科學家從蜘蛛的攀爬中得到啟發，給蜘蛛機器人的觸角安

15、裝上各種傳感器，就可以完成很多任務了。科學家在蜘蛛機器人的前部安裝上微型攝像機，憑借小巧的身材，蜘蛛機器人很適宜勘探彗星、小行星等天體。在國際空間站上，蜘蛛機器人還可以充當小小的維護員，及時發現空氣泄露等意外事故。如今的機器人越來越像人了。它們有人造肌肉、皮膚，還會像人一樣認字。機器人正朝人類“進化著。日本科學家開發出一種新型的人造肌肉。它的形狀像口香糖，長約5厘米，寬1厘米韓國科學家研制出一種機器人，它能讀書并對人的行動做出反響。以前的機器人以體力勞動型居多，該機器人。的出現預示著具有智能和感性的新機器人時代印巧降臨，它能給人提供各種知識和信息效勞，該機器人是以影像和文字識別功能以及語音合成

16、技術相結合而制作的。它能從人的臉型中判斷其身份，也可以識別文字，并把它讀出來。它可以與人做一些簡單的溝通，甚至可以在網上聊天。這種新型智能機器人的智商只有40，但經過一些詳細改進的話，可以進步到7080左右。設計該機器人的特點是可以及時地應用軟件技術的新成果，實用性很強。現階段已經可以制造出盲人用的智能機器人、讀書機器人等。雖然真正會考慮的機器人還沒有出現，但是可以意料，在不久的將來這種機器人會誕生。一旦這種機器人來到世界上，不少科學家也擔憂機器人太聰明了，它們會反過來控制人類。也許到那時，科學家能在超級智能機器人上安裝保護指令，以便在任何情況下保護人類不受傷害。41.3 機器人的無線通訊對于

17、機器人控制，在無線電出現之前，只是通過有線來實現的。當我們有了無線電波的時候，人們充分認識到了它的作用，特別實在通信領域，更是離不開無線電波。到了現代，無線通訊非常興隆，幾乎所有的挪動機器人都需要無線通訊。可以說無線通訊是現代機器人不可或缺的一個部分，假設沒有無線通訊，那么機器人的很多現場數據無法實時的傳輸給工作人員，機器人的作用將會受到很大的影響。無線通訊，在開展的初期是報文通訊，是我們熟悉的收發電報。到了現代各種信息的通訊，通訊技術已經非常成熟了。對于機器人的通訊，假設脫離了無線電波，那么我們的易用性、實時性將會受到很大的影響。無線電波以光速傳播，在通訊過程中，在一定的范圍內，傳輸的時間可

18、以忽略。眾所周知在潛艇的通訊中，除了聲波的通訊外，長波通訊也是必不可少的。聲波通訊雖然方便，但是受海洋的影響很大，而且間隔 很短。在所有的通訊設備當中，只有無線電波通訊是應用最為廣泛的，我們幾乎每天都離不開無線電波。而且無線通訊相比有線通訊，除了省去布線的費事，還有一點就是傳輸的間隔 長，具有衍射效應，不易受到外部障礙物的干擾。1.4 本文的工作機器人無線通訊在自動控制技術中非常重要。通常，在對才能風暴機器人的數據傳輸中，一直使用的是RS232串口數據線。目前，實驗室購置的才能風暴機器人不具備無線數據通訊，并且由于RS232串口是負邏輯，線路傳輸的電壓相對較高，使用不當容易損壞設備，而無線通訊

19、就可以解決這個問題。本文通過對WAP200B無線數傳模塊的研究，實現用WAP200B無線數傳模取代RS232串口數據線，從而實現對才能風暴機器人的實時無線數據傳輸。WAP200B無線數傳模性能優越，不僅通訊模塊的傳輸穩定，而且擁有64個頻道，到達在多機通訊時互不干擾，給用戶的功能擴展帶來了極大的方便。有了無線數傳模塊我們在多機器人的足球賽當中就可以實現實時給才能風暴機器人下載新的程序，到達對才能風暴機器人的實時控制。并且在一些危險的場合，例如公安機關在使用機器人施行排爆過程中，需要處理很多機器人傳回的實時數據，這時布線速度慢，使用無線數傳模塊可以解決這個問題。第二章 才能風暴機器人2.1 才能

20、風暴機器人簡介AS-UII才能風暴機器人是由廣茂達公司消費的大學版機器人，擴展才能強，是動手操作和實現才能培養的機器人平臺，它還可以借助于交互式C語言和開放式接口進一步進步機器人的開發潛力。該機器人外形成圓盤狀，底盤上有兩個主動輪和兩個導向輪，自帶的傳感器有：碰撞傳感器、紅外傳感器、光敏傳感器、光電編碼器等，同時利用硬件擴展總線ASBUS可以增加紅外擴展卡以及其他各種類型的傳感器。通過該機器人可以實現設計者所希 望的各種動作和任務。從任務的實現過程中可以使設計者的各種才能得到進一步的訓練和進步。在詳細的實現過程中我們發現由于機器人硬件本身的精度以及 各種綜合因素的影響，使得在對才能風暴進展實際

21、開發和應用過程中可能會遇到一系列的技術問題，在我們的設計、開發與理論中通過自身體驗，對在實際操作中所遇到的實際問題采取了各種相應的補救措施，得到了幾種較好的解決方案。52.1.1機器人組成才能風暴機器人主要由底盤、主板、液晶顯示屏四部分組成。底盤：由萬向輪、直流電機、電池、電池巢、碰撞開關、光電碼盤等器件構成。其主要的作用是完成設備的機械運動，為功能的擴展提供搭載平臺。光電碼盤適用于獲取測試電機的轉速。主板：提供各種傳感器的接口，電源開關、數據線接口、運行、復位鍵。實驗中采用才能風暴智能機器人作為平臺 ，才能風暴是一個直徑為30cm(1) 是典型的自主挪動機器人。具有較高的自規劃、自組織、自適

22、應才能，適宜于在比較復雜的非構造環境中工作， 是一個高智能、高模塊的復雜系統 ；范圍內的物體 ；光傳感器可判斷光線的強弱 ；碰撞傳感器安裝在機器人外部的碰撞環上 ，能感受到 8 個方向上的碰撞 ；麥克風沒有方向性 ，能感知聲音的強弱 ；旋轉編碼器用來測量輪子旋轉的角度數 ；(3) 機器人與計算機之間使用基于M68 HC11單片機開發的交互式C語言進展編程。交互式C語言由兩部分組成 ： 編譯環境和機器人操作系統 。 它的強大功能是可多進程運行 。機器人和計算機之 間通過串口操作 ，將在計算機上編譯通過的程序通 過串口線下載到機器人上后 ，機器人即可自主運行 ；(4) 機器人設計了硬件擴展總線 A

23、SBUS(ability storm BUS) 。這樣可方便對機器人的外圍電路 進展擴展 ，也為機器人之間的互相無線通信提供了前提條件。硬件擴展總線分兩組，分別為硬件擴展總線A、硬件擴展總線B ，共28根信號線 。65液晶顯示屏的作用是顯示才能風暴機器人的輸出等一些需要直觀顯示的數據。機器人性能擴展才能風暴機器人提供了各種擴展卡，用戶可以根據需要對才能風暴機器人進展擴展。主要有：光敏擴展套件、紅外接收擴展卡、紅綠燈卡、遠紅外火焰擴展套件、地面灰度檢測卡、I/O 擴展卡、I/O 擴展卡、紅外測距卡、超聲測距卡、數字指南針、無線通訊模塊、多功能擴展卡、伺服電機驅動卡、模擬口擴展卡。才能風暴機器人的

24、大部分功能都是通過使用擴展卡來實現的，因此要有一個功能完善的機器人，擴展卡的使用是不可或缺的。假設用戶對擴展卡的使用還是覺得不夠，可以使用多功能擴展卡，進展自己的設計，在設計之前必須熟知各個擴展地址，否那么可能會出現事半功倍的結果甚至會導致一些不必要的費事。功能的擴展是才能風暴機器人的一大特色，由于才能風暴機器人的擴展功能非常豐富，并且使用的是我們非常容易讀懂的圖形化交互式C語言，因此給用戶提供了很大的方便。例如無線通訊模塊，可以實現PC機對才能風暴機器人的數據傳輸，才能風暴機器人與才能風暴機器人之間的數據傳輸，還可以實現PC機對才能風暴機器人的程序下載。72.2 圖形化交互式C語言簡介對于C

25、語言，我們是比較熟悉的，C語言具有符合英語的日常使用習慣，比較容易讀懂程序。在VJC 中，不僅可以用直觀的流程圖編程，也可以用JC語言編寫更高級的機器人程序。流程圖和 JC 語言雙劍合壁，既能領讀者輕松入門，又可以讓讀者在編程中發揮最大的創造力。VJC 操作簡便，有活潑明快的圖案和簡短的文字說明。讀者可以使用形象化的模塊，由頂向下搭建流程圖，搭建流程圖的同時，動態生成無語法錯誤的JC 代碼。流程圖搭建完畢，程序就已經編寫完成，可以立即下載到機器人中運行。已入門的讀者可以直接在JC 代碼編輯環境中編寫程序，還可以邊寫邊試，發現錯誤，校正修改，非常方便。82.2.1 VJC簡介圖形化交互式C語言簡

26、稱VJC是用于才能風暴智能機器人系列產品的軟件開發系統， 具有基于流程圖的編程語言和交互式C 語言簡稱 JC。VJC 為開發智能機器人工程、程序與算法、教學等提供了簡單而又功能強大的平臺，是全球創始性的具有自主知識產權的產品。2.2.2流程圖流程圖是用一些圖形表示各種操作的。用圖形表示算法，直觀形象，易于理解。用常規的計算機編程語言如 C、FORTRAN、JAVA編程，需要輸入復雜的程序代碼，并且編寫的程序還要符合特定的語法。而流程圖編程不需要記憶計算機語言的語法，不需要使用鍵盤輸入程序代碼，只需要按照“先作什么，后作什么的設想，就可以編出程序。VJC正是按這個思想設計的。使用VJC 軟件，用

27、戶不用關心語言實現的細節，同時也有效防止了語法錯誤，有利于集中精力尋求解決問題的方法。圖2.1 程序流程圖如圖2.1所示可以比較清楚地顯示程序的邏輯關系，因此它是表示算法的較好工具，我們很清楚程序是如何執行的。省去了編輯的過程，流程圖的使用給我們帶來了很大的方便。流程圖沒有計算機編程復雜以及一系列語法、邏輯、變量定義等問題，不會出現因為變量使用不當而出現邏輯錯誤，即使是沒有計算機編程根底也很容易上手。另外流程圖因為構造明晰，思緒明朗可以讓人一眼就讀懂程序，不需要注釋。有的計算機程序，由于比較復雜，難以讀懂，并且在相應的位置需要有一些注釋，即使有注釋，在重新讀程序的時候，仍然需要一步一步的看程序

28、整個執行過程，不僅浪費時間，效率也很低。流程圖就不會出現上述的情況。通觀整個圖形化編程，一目了然。2.2.3 VJC特點從流程圖自動生成正確 JC代碼、智能下載、實時多任務機器人操作系統運行錯誤檢測是VJC語言的特點。1) 解釋執行：允許檢查運行錯誤。例如：JC在運行時，數組下標的檢查。2) 代碼更精簡：偽代碼比機器代碼更簡短。3) 多任務：由于偽代碼是完全基于堆棧的，進程狀態完全由它的堆棧和程序計數器所決定。因此只需要裝載新的堆棧指針和程序計數器就可以方便地實現任務切換。任務切換由操作系統處理，而不是編譯器。JC與標準C比照：JC語言是建立在ANSI C標準上的。但是它們有些重要的區別。許多

29、區別是因為JC比標準C更“平安。例如，JC在運行時要檢查數組下標，所以數組不能被變為指針，也不可以進展指針運算。另一些區別是由于JC的運行時間更短更高效。例如，JC的printf函數就沒有ANSI C中的許多不常用的格式化選項。2.3 才能風暴機器人的無線通訊對于機器人，最重要的作用就是完成我們指定的任務。比方說，在排爆機器人中，我們需要機器人先到達指定的地點，然后返回一些數據給現場工作人員，假設在短間隔 可以用有線通訊，而長間隔 就需要無線通訊了。并且有線通訊有種種的局限性，最大的一點就是間隔 越長越不可靠，并且越不方便，特別是在復雜的情況下，無線通訊更具有優勢。所以我們把無線通訊作為我們的

30、研究對象。機器人的無線通訊，有很多的形式，這里我們主要研究PC機對才能風暴機器人的串口無線通訊。由于串口通訊在如今的試驗中使用的是最為廣泛的，并且串口通訊協議簡單，對設備的要求并不高。無線通訊的形式多種多樣，紅外無線通訊也是其中的一種，紅外線的有效作用間隔 相對于波長比它長很多的無線電波要遜色很多，紅外線的接收脈沖頻率是38.5KHz左右，對于數據流量大一點的數據是傳送不了的。因此紅外無線通訊的間隔 近，頻帶窄，不能滿足我們對數據傳輸的要求，所以我們選用無線電波進展串口通訊。WAP200B無線數傳模塊的作用間隔 長，并且波特率范圍廣，適宜于一般場合的無線數字通訊。2.3.1通訊模塊的作用1保護

31、設備2實時通訊通過無線數傳模塊可以在各種情況下實現對才能風暴機器人的實時控制。才能風暴機器人的功能非常強大，但是它只是一個不會進展“人際交往的機器人，假設我們有一些想法想盡快告訴它，還必須給它“重新輸血。假設情況復雜，而且間隔 很遠，數據交換就變得非常困難。所以無線通訊就是增強才能風暴機器人的“人際交往才能，拓展它的功能。通過無線通訊，我們就可以只在計算機上操作，就改變了才能風暴機器人的內部程序，而且由于無線通訊是全開放的。在多個才能風暴機器人的程序下載過程中，我們直接對所有的機器人播送就可以了。PC機接收才能風暴機器人反響的信息，對才能風暴機器人的實時控制是為了讓才能風暴機器人按照我們的意圖

32、運行程序，但是才能風暴機器人詳細做的怎么樣，除了通過我們的觀察，我們是沒有詳細的反響信息。也就是我們需要對才能風暴機器人執行過程中的運動參數進展修改，假設單憑視覺觀察，是沒有方法給出準確的數值，而才能風暴機器人本身帶的傳感器所探測的信息也沒有方法傳輸回給計算機處理。所以接收才能風暴機器人反響的信息是數據通訊的一個部分，是我們實現對才能風暴機器人實時狀態控制的信息來源。3取代數據線進展穩定數據傳輸通過測試，WAP200B無線數傳模塊對才能風暴機器人的數據傳輸相當穩定，可以與有線傳輸相媲美。當參數設置DTR信號線有效時，可對模塊的頻道、發射功率進展修改。共有64個頻道。2.3.2通訊模塊的經濟性在

33、不考慮經濟因素的情況下，可以制造出很多很好用的產品，但是這些產品的價值會很低，實驗就會失去意義，也是我們所不會采納的。因此，在考慮到一定的實用性的同時，我們有必要對產品的價格進展一定的考慮。WAP200B無線數傳模塊不僅功能齊全，并且價格相對于廣茂達公司提供的專供才能風暴機器人使用的無線數傳模塊要低很多，所以我們使用了WAP200B無線數傳模塊。并且由于這個價格相對較低。在一支足球機器人的隊伍里，假設每一個機器人都安裝上無線數傳模塊，那么使用WAP200B無線數傳模塊會令我們的開支減少很多。第三章 WAP200B無線數傳模塊無線數傳模塊特征1抗干擾才能強，傳輸穩定2參數軟件修改，參數設置掉電即

34、保存通過實驗，我們發現WAP200B無線數傳模塊修改完參數之后只有在切斷電源，再重新上電時，參數才會改變。在斷電之前，用戶使用的參數還是原來的，只有在斷電之后再上電，新的參數才有效。出廠默認設置為：27頻道、波特率115200、校驗位N、數據位為8、停頓位為1、發射的頻率為434.026MHz。93傳輸機制透明WAP200B無線數傳模塊的傳輸機制是透明傳輸，也就是說在數據發送時天線是向外發射無線電波的，當數據發送完畢，WAP200B無線數傳模塊的天線是用于接收數據的，只要沒有數據的發出過程，那么無線數傳模塊就一直在等待需要發送的數據和無線數傳模塊天線接收到的無線電波。還有一種形式就是WAP20

35、0B無線數傳模塊處于低功耗待機狀態，當需要工作的時候，再喚醒數傳模塊，無線數傳模塊的數據發送過程是很耗電的，這就可以節約電量，讓模塊的工作時間更長一些。根本組成、接口特性WAP200B無線數傳模塊接收到的數據輸出格式是TTL邏輯電平，在電路板上有一個MAX202的電平轉換芯片用于將無線數傳模塊輸出的TTL邏輯電平轉換為串口RS232電平，以及將串口接收到的數據轉換成TTL邏輯電平再輸入到WAP200B無線數傳模塊通過載波將數據發送出去。圖3.1 WAP200B無線數傳模塊實物圖3.1.3發射頻率、功率可變無線數傳模塊共有64個頻道，最大20dBm100mW發射功率；工作頻道可以軟件最小 0.5

36、MHz 步進調整；發射功率可以軟件最小0.5dBm步進調整。發射功率和工作頻道的調整，使我們能更好的對無線電波資源進展利用。功率的修改，可以更好的適應于不同間隔 的數據通信，更具有靈敏性，在一些不必要的場合減少功率，可以延長使用時間。WAP200B無線數傳模塊的頻道數多，在同一環境下多對設備之間互相通信，互不干擾。例如在一些參數測量過程中，傳感器很多，假設每一個參量都連接一根數據線，那么將會使測量很繁瑣，而使用多個無線數傳模塊同時發數據，可以直接通過修改無線數傳模塊的在線接收頻率來到達有選擇的接收其中有用的數據。或者通過修改無線數傳模塊的參數，令模塊以一定的時間間隔在全部或是部分頻道之間循環接

37、收，對數據進展分類、分時處理，到達進步數據處理的高效率以及進步數據的實時性。無線數傳模塊引腳說明如圖3.2所示，右是WAP200B無線通訊模塊的實物圖、左側是WAP200B無線通訊模塊的引腳示意圖，以下是關于WAP200B無線通訊模塊引腳的詳細說明。VCC_CPU ：MCU 電源輸入， DC3.0-3.6V。/SET：配置或者正常工作形式選擇信號輸入，低電平將使WAP200B進入配置形式，此時串口的數據將被視為配置指令而不會被傳送出去。TXD：串口數據從 WAP200B 輸出， 3.3V/5V 兼容 TTL邏輯電平。RXD：串口輸入到 WAP200B， 3.3V/5V 兼容 TTL邏輯電平。/

38、RESET：復位信號輸入，低電平將使 WAP200B 復位，復位脈沖低電平寬度至少需要10uS。GND：公共地。VCC_RF：RF 短路電源， DC3.0-3.6V。VCC_PA：RF 功放電源， DC2.2-12V。ANTENNA：天線接口，50 歐姆阻抗。圖3.2數傳模塊引腳示意圖無線數傳模塊通訊協議波特率：1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200bps。在實現無線數據通訊時兩個模塊之間的通訊協議必須是一致才能正常的傳輸數據，否那么會出現數據格式的不正確和亂碼。例如使用波特率為1200bps傳輸數據，但是使用波特率為2400bps接收數據，這

39、樣雖然有數據的收發，WAP200B無線數傳模塊的信號接收端指示燈亮，但是接收的和傳輸的數據處理機制不同，仍然接收不到正確的數據，所以要正常通訊的前提條件就是要有一致的串口通訊協議。在不同的設備之間除了要有一致的通訊協議，還需要數據即時傳輸。否那么數據發送之后，過了很長一段時間才收到，這些數據就失意義。3.2 WAP200B無線數傳模塊技術參數及配置方式65。外形尺寸：40207 mm金屬屏蔽殼尺寸。模塊的接口是3.3V/5V 兼容 TTL 接口。詳細根本技術參數見表3.1所示。PA_SET=0xFFCH_SET=0x27 (434.026MHz) UART_Mode=0x00 N81Scan_

40、Mode=0x00自動跳頻關閉 串口波特率：115200bps，工作于39頻道，頻率434.026MHz，串口形式：校驗位N，8位數據位，1位停頓位；自動跳頻關閉，功率為19.5dbm。3.2.3參數配置方式1軟件配置方式通過大量實驗，發現無線數傳模塊在發送數據時使用的串口通訊軟件必須有一項為哪一項修改DTR的值，否那么數據無法發送出去，而會被認為是參數配置數據；而參數配置又有一定的握手指令，所以數據傳輸到WAP200B無線數傳模塊是沒有任何意義的。應用VB編寫串口通訊程序時，由于不定義DTR的值，那么DTR的值為默認的True，數據不能發送出去，而只會認為是參數配置數據。所以編程時直接定義D

41、TR的值為False，再創立一個修改DTR值的選項，用于在參數配置的時候使用。當通上電，由于軟件設置了DTR的初值為False，所以WAP200B無線數傳模塊的參數設置功能就會失效，參數設置紅燈滅，數據通過WAP200B無線數傳模塊正常發送。假設需要設置參數，只需用鼠標點擊串口通訊軟件DTR值的修改選項即可，再下發相應的參數設置數據即可。2硬件配置方式要使得無線數傳模塊進入參數配置形式，就是令無線數傳模塊DTR的值為高電平，所以需要參數配置的時候將連接DTR的接線RS232串口的4接口接在高電平上。因此可以用一個開關將無線數傳模塊串口的4接口連接到高電平上，通過開關來控制參數的設置。參數設置的

42、命令格式如下：用戶下發：0xAACommandData0+Data10xBBWAP200B應答：0xAA0x4FPA_NowCH_NowRSSI_Now0xBB3.2.4參數修改命令WAP200B無線數傳模塊的參數修改說明如下：0x40+任意值+任意值：握手指令0x41+0x5A+0xA5：模組待機，待機后需要/RST引腳低電平脈沖來喚醒。0x42+任意值+CH_Now：在線配置模組當前工作頻道，參數掉電不保存。0x43+ PA_Now+任意值：在線配置模組當前發射功率，參數掉電不保存。0x44+ Group_NoW+任意值：在線配置模組當前自動跳頻頻道組，參數掉電不保存。0x45+任意值+S

43、can_Mode：在線配置模組當前自動跳頻形式，參數掉電不保存。0x48+Group_Set+Scan_Mode：設置上電后默認的自動跳頻參數，掉電后參數保存。0x49+PA_SET+CH_SET：設置上電后的默認工作頻道、發射功率、掉電后參數保存。0x4A +Bode_Set+UART_Mode：設置模組的波特率和串口形式，掉電后參數保存。0x4B+ PA_Now+CH_Now：單頻發射功率測試形式。0x4C+PA_Now+ CH_Now：接收靈敏度測試形式，串口會返回調制頻率值。0x4F+ PA_Now+CH_Now+RSSI_Now：正確指令的應答，PA_Now為當前發射功率，CH_No

44、w為當前工作頻道，RSSI_Now為當前信號強度。3.2.5參數修改表以下是修改詳細參數的十六進制指令；波特率冒號前面是參數值，冒號后面是修改的指令：1200：0x00；2400：0x01；4800： 0x02；9600：0x03；38400：0x05；57600：0x06；串口形式冒號前面是參數值，冒號后面是修改的指令：N、8、1：0x00；N、8、2：0x01；O、8、1：0x03。3.3 PC機與才能風暴機器人串口通訊協議簡介3.3.1串行通訊分類串行通信是指通信的發送方和接收方之間數據信息的傳輸是在單根數據線 ，以每次一個二進制位挪動的，他的優點是只需一對傳輸線進展傳送信息，因此其本錢

45、低，適用于遠間隔 通信，他的缺點是傳送速度低，串行通信有異步通信和同步通信兩種根本通信方式。1同步通信 以數據塊為單位傳送數據； 在一次傳輸的數據中包含的數據較多，所以接收與發送時鐘嚴格同步； 在一個數據塊內字符與字符之間無間隔。2異步通信異步通信中，數據是一幀一幀傳送的，每一串行幀的數據格式由1位起始位，5-8位的數據位，1位的奇偶校驗位(可省略)和1位停頓位4部分組成，在串行通信前，發送方和接收方要約定詳細的數據格式和波特率(通信協議)。并且在數據傳輸的過程中，只能有一個接收端，而假設數據需要同時被多個設備使用，就需要經過中轉，沒有靈敏性。異步串口通訊是按字符傳輸的，每傳輸一個字符，就用起

46、始位來通知收方，以此來重新核對收發雙方同步。假設接收設備和發送設備兩者的時鐘頻率略有偏向，這也不會因偏向的累積而導致錯位，加之字符之間的空閑位也為這種偏向提供一種緩沖，所以異步串行通信的可靠性高。但由于要在每個字符的前后加上起始位和停頓位這樣一些附加位，使得傳輸效率變低了，只有約80%。因此，起止協議一般用在數據速率較慢的場合。異步通訊中起始位實際上是作為聯絡信號附加進來的，當它變為低電平時，告訴收方傳送開始。它的到來，表示下面接著是數據位來了，要準備接收。而停頓位標志一個字符的完畢，它的出現，表示一個字符傳送完畢。這樣就為通信雙方提供了何時開始收發，何時完畢的標志。傳送開始前，發收雙方把所采

47、用的起止式格式包括字符的數據位長度，停頓位位數，有無校驗位以及是奇校驗還是偶校驗等和數據傳輸速率作統一規定。傳送開始后，接收設備不斷地檢測傳輸線，看是否有起始位到來。當收到一系列的停頓位或空閑位之后，檢測到一個下跳沿，說明起始位出現，起始位經確認后，就開始接收所規定的數據位和奇偶校驗位以及停頓位。經過處理將停頓位去掉，把數據位拼裝成一個并行字節，并且經校驗后，無奇偶錯才算正確的接收一個字符。一個字符接收完畢，接收設備應該繼續測試傳輸線，監視高電平的到來和下一個字符的開始，直到全部數據傳送完畢。3.3.2才能風暴機器人采用的通訊協議才能風暴機器人的串口通訊，采用9600bps的波特率，校驗位為默

48、認，8位數據位，1位停頓位。起止式異步協議的特點是一個字符一個字符傳輸，并且傳送一個字符總是以起始位開始，以停頓位完畢，字符之間沒有固定的時間間隔要求。每一個字符的前面都有一位起始位低電平，邏輯值0，字符本身有57位數據位組成，接著字符后面是一位校驗位也可以沒有校驗位，最后是一位，或一位半，或二位停頓位，停頓位后面是不定長度的空閑位。停頓位和空閑位都規定為高電平邏輯值，這樣就保證起始位開始處一定有一個下跳沿。這種格式是靠起始位和停頓位來實現字符的界定或同步的，故稱為起始式協議。傳送時，數據的低位在前，高位在后。才能風暴機器人的串口通訊由于數據流量不大，所以我們可以采用異步通訊協議。3.4 RS

49、232串口通訊目前串口RS-232是PC機及通信工業中應用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊間隔 的單端標準。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。串口RS-232只能提供一對一的通訊。串行接口標準數據由2腳、3腳實現接收與發送， 4腳為DTR數據終端準備，5腳為數據的地端，6腳為數據設備準備好，7腳為懇求發送，8腳為去除發送，9腳為振鈴指示。3.4.2 RS-232串行接口工作方式，最高速率為20kb/s。RS-232是為點對點即只用一對收、發設備通訊而設計的，其驅動器負載為37k。所以RS-232適宜本地設備之間的通信。3.4.3 RS-23

50、2串口特點第四章 PC機與機器人無線數據通訊本文應用WAP200B無線數傳模塊實現PC機與才能風暴機器人的無線數據通訊。4.1 無線數傳模塊的安裝與調試數傳模塊的安裝在PC機與無線輸傳模塊的連接過程，只需要連接2、3、5三根接線，只有在參數配置期間需要連接第四根接線(DTR)。假設是直接將無線數傳模塊與PC機相聯的話，在編程過程中就需要讓第四根接線懸空或者讓DTR的值在數據發送過程中為低，在調制WAP200B無線數傳模塊的時候為高。4.1.2通訊協議不一致的問題WAP200B無線數傳模塊的初始通訊協議并不與才能風暴機器人一致，導致了實驗初期的工作量較大。WAP200B無線數傳模塊的出廠默認設置

51、是：串口形式：校驗位N，8位數據位，1位停頓位。才能風暴機器人的通訊協議為：波特率：9600 bps；串口形式：校驗位N，8位數據位，1位停頓位。4.1.3通訊協議的研究與調整圖4.2 一樣的波形，不同波特率表示的數據示意圖4.1.4無線通訊的實現通過WAP200B無線數傳模塊實現PC機與才能風暴機器人的通訊之后，我們就可以在PC機上進展一些操作，實現對才能風暴機器人的控制。PC機對才能風暴機器人的無線數據通訊，不僅表如今給才能風暴機器人下載程序上，還應該有才能風暴機器人對PC機操作的反響。WAP200B無線數傳模塊是透明的傳輸機制，這個機制決定了只要沒有數據的發送，WAP200B無線數傳模塊

52、就是一個數據的接收終端。因此WAP200B無線數傳模塊完全可以應用于串口RS232的數據通訊。在才能風暴機器人有需要傳輸數據給PC機的時候，可以通過調用相應的函數發送給PC機。4.2 PC機對才能風暴機器人的根本控制過程4.2.1才能風暴機器人數據通訊原理1數據發送實現了PC機對才能風暴機器人的無線通訊，我們就可以通過PC機給才能風暴機器人發送相應的程序或數據，以到達對才能風暴機器人的根本控制。在才能風暴機器人的程序設計過程當中，假設需要給才能風暴機器人通訊，那么在通訊之前就需要先調用開始通訊的子函數，讓才能風暴機器人停頓與主機的通訊，翻開串口，發送數據。如圖4.3是才能風暴機器人的數據發送流

53、程圖設計。圖4.3才能風暴機器人發送程序2數據接收WAP200B無線數傳模塊提供透明的數據接口，能適應任何標準或非標準的用戶協議。自動過濾掉空中產生的噪音信號及假數據所發即所收。通訊開始之前需要將無線數傳模塊之間的工作頻率調整一致，通訊協議也要一致。無線數傳模塊為半雙工通信方式，所以編程時要注意收發的來回時序，否那么會喪失數據。無線數傳模塊的通信信道是半雙工的，最適宜點對多點的通信方式，這種方式首先需要設1 個主站，其余為從站，所有站都編一個唯一的地址。如圖4.4是才能風暴機器人的接收子程序，在才能風暴機器人停頓與主機的通訊，翻開串口，調用相應的數據接收函數，將從串口接收的數據暫存在一個變量當

54、中，當我們需要對接收的數據進展處理時，只需要處理對應的串口變量。圖4.4才能風暴機器人接收程序無線數據通信的協調完全由主站控制，主站采用帶地址碼的數據幀發送數據或命令，從站全部都接收，并將接收到的地址碼與本地地址碼比較，不同那么將數據全部丟掉，不做任何響應；地址碼一樣，那么證明數據是給本地的，從站根據傳過來的數據或命令進展不同的響應，將響應的數據發送回去。這些工作都需要上層協議來完成，并可保證在任何一個瞬間，通信網中只有一個電臺處于發送狀態，以免互相干擾，假設同時有幾個發送設備，那么就需要在設置每一個設備上的頻率都不同。74.2.2通過無線數傳模塊實現程序下載沒采用數傳模塊前，在PC機上編輯好程序之后，需使用數據線給才能風暴機器人下載程序。使用數據線傳輸數據有很大的局限性，例如每次下載程序都需要插拔數據線，這時必須關閉電源。假設忘記關閉電源，容易損壞設備。而使用無線數傳模塊下載程序將不會存在這些問題，非常方便。4.2.3 通過編制通訊界面實現對才能風暴機器人的無線控制應用VB軟件編制了串口數據通訊控制界面，使我們對才能風暴機器人的通訊就會更加的方便、迅捷，便于對才能風暴機器人的實時控制。通訊界面的左側是狀態顯