咼暢遺產(chǎn)機器人實驗六

1、ZigBee 無線通訊實驗 2007 級 自動化 專業(yè) 01210704 班 成績 姓名 咼暢 學(xué)號 20070107 第 1 組 日期 2010/5/12 實驗項目ZigBee 無線通訊實驗實驗?zāi)康?、了解ZigBee 無線通訊的特點及基本應(yīng)用；2、能夠使用ZigBee 模塊完成對BoeBot 小車的控制以及將小車的信息發(fā)送給計算機。實驗儀器設(shè)備1、Boe-Bot 小車；2、PC 機；3、USB 接口ZigBee 模塊；4、Boe-Bot 小車ZigBee 模塊；5、連接線。實驗原理ZigBee 是一種基于IEEE 802.15.4 標準的、近距離、低傳輸速率、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的無線

2、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 利用兩個ZigBee模塊實現(xiàn)機器人與PC機之間數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，并利用PC機控制機器人的運行。實驗內(nèi)容 1、安裝ZigBee 模塊，并測試數(shù)據(jù)通訊；2、完成通過ZigBee 模塊對小車的行走控制；實驗步驟1、熟悉ZigBee 模塊ZigBee 是一種基于IEEE 802.15.4 標準的、近距離、低傳輸速率、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其典型應(yīng)用領(lǐng)域有工業(yè)控制、消費電子、家庭自動化、樓宇自動化、醫(yī)療護理等?？梢詽M足小型廉價設(shè)備之間無線通信的需要。他的數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為10-250kbps；理想連接距離為10-75 米之間；能耗非常小，峰值發(fā)射功率為1mW，小于Wi-Fi

3、 和藍牙；理論上網(wǎng)絡(luò)可以支持65536 個節(jié)點。ZigBee 通訊套件由ZigBee 通訊模塊、ZigBee 對BASIC Stamp 接口板和ZigBee PC 機USB 接口板組成。其中，ZigBee 小車接口板的引腳如表7-1 所示。表 7-1 ZigBee 小車接口板的引腳對照表Pin功能說明Pin功能說明1VIN電源4Tx發(fā)送引腳2VSS地5RTS流量控制引腳3Rx接收引腳6SLP*2、安裝ZigBee 模塊ZigBee 模塊與Boe-Bot 小車BASIC Stamp 板的連接接線步驟如下：（1）將XBee 模塊插在連接板上；（2）將連接板插在Boe-Bot 小車的面包板上；（3）

4、 用連線連接XBee 接口板上的電源引腳（VIN）到BASIC Stamp 的Vin 插口上，將地線（Vss）連接到BASIC Stamp 的Vss 插口上；（4）將XBee 接口板上的RX、TX、RTS 引腳分別連接到P0 至P15 任何端口上。這里以RTS 接P0、TX 接P1、RX 接P2 為例；（5）將XBee 模塊插在USB 端口專用接口板上；（6）用USB 線連接計算機和XBee 接口板。3、配置串行通訊軟件PC 機上的ZigBee 模塊需要通過串行通訊接口（即USB 轉(zhuǎn)串行通訊接口）來實施控制。因此，需要配置PC 機上的超級終端軟件。配置方法如下：（1） 通過USB 線連接PC

5、機和XBee 模塊；（2） 在計算機上點擊“開始”-“設(shè)置”-“控制面板”，雙擊“系統(tǒng)”后點擊“硬件”-“設(shè)備管理器”畫面，查看“端口(COM 和LPT)”，找到與XBee 連接的通訊端口號（各PC 機可能不同）；（3） 在計算機上點擊“開始”-“附件”-“通訊”-“超級終端”，輸入任意設(shè)置的名稱（建議使用port+端口號數(shù)字，如port7）。然后，選擇相應(yīng)的通訊端口號，并將“每秒位數(shù)”從2400 改為9600，點擊確認。（4） 打開超級終端后，點擊“文件”-“屬性”-“設(shè)置”- “ASCII碼設(shè)置”，在ASCII 碼發(fā)送下面的兩個選項打鉤，如圖7-7 和7-8 所示，然后點確定，完成設(shè)置。4

6、、設(shè)置自己的通訊地址在上述實驗中，所有ZigBee 節(jié)點（包括所有PC 機和小車）的地址都默認為0，因此，當任一臺PC 機發(fā)出指令后，所有的小車都會接收并執(zhí)行該命令。因此，我們需要設(shè)置自己的節(jié)點地址，以免相互干擾。節(jié)點地址的設(shè)置要求為：將自己的組號作為本組的小車地址，將自己的組號+100 設(shè)置為本組的PC 機地址。地址設(shè)定方法：地址設(shè)定需要對 ZigBee 模塊輸入指令。常用的指令包括：No指令說明1+進入命令模式2ATMY讀取和設(shè)置本站地址（源地址）3ATDL讀取和設(shè)置目的地址4ATWR將地址寫入FLASH，以保證斷電不丟失5ATCN結(jié)束命令模式（1）查看并設(shè)置PC 機站地址：在超級終端下輸

7、入：+ATMY 101CR ;設(shè)置本站地址為101ATWRCR ;將設(shè)置寫入掉電保護存儲區(qū)ATDL 01CR ;設(shè)置目的站地址為1ATCNCR ;退出命令模式（2）將本小車地址設(shè)置為1： $STAMP BS2 $PBASIC 2.5myAddr CON $1 本站地址DestAddr CON $101 目的地地址pulseCount VAR Byte 循環(huán)控制變量RX PIN 2 接收引腳TX PIN 1 發(fā)送引腳HIGH TX 允許發(fā)送DEBUG CLS, Configuring XBee.PAUSE 2000 命令延遲SEROUT TX,84,+ 進入命令行模式PAUSE 2000 命令延

8、遲SEROUT TX,84,ATMY ,HEX myAddr,CR, ATDL ,HEX DestAddr,CR,ATCN,CR 設(shè)置本站地址和目的地地址 DEBUG CLS, Configuring ok 設(shè)置完畢后顯示Configuring ok5、PC 機與Boe-Bot 小車通訊（1）編寫如下程序測試從小車向PC 機發(fā)送數(shù)據(jù) $STAMP BS2 $PBASIC 2.5RX PIN 2 接收引腳TX PIN 1 發(fā)送引腳X VAR ByteHIGH TX 設(shè)定發(fā)送模式DOX = X + 1SEROUT TX,84, DEC X,CR,CR 以十進制數(shù)發(fā)送X的值PAUSE 500LOOP

9、PC 機的超級終端畫面上將顯示跳動的累加計數(shù)值，XBee 接口板上的指示發(fā)送的綠色LED 會隨著數(shù)據(jù)的發(fā)送而閃爍。（2）編寫如下程序測試從計算機超級終端向小車發(fā)送數(shù)據(jù)需要小車與 XBee PC 機接口板都要與PC 機相連。 $STAMP BS2 $PBASIC 2.5RX PIN 2 接收引腳TX PIN 1 發(fā)送引腳X VAR ByteHIGH TX 設(shè)定發(fā)送模式DOSERIN RX, 84, DEC x 接收數(shù)據(jù)DEBUG DEC X, CRLOOP下載程序后，仍然需要把超級終端打開，將光標移到超級終端中，輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后同時按下Ctrl+H 發(fā)送數(shù)據(jù)（或直接按回車鍵），在Debug

10、 窗口中可以看到你發(fā)送的數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)時，XBee 接收板上指示接收的紅色LED 會隨著數(shù)據(jù)的接收而閃爍。（請嘗試，可顯示的數(shù)據(jù)的范圍是多少？）經(jīng)測試，可顯示的數(shù)據(jù)范圍是0255。6、小車行走軌跡接收和顯示利用 PC 機的超級終端通過ZigBee 發(fā)送控制命令，在小車的ZigBee (XBee)接收控制命令，從而實現(xiàn)對LED 和電機的控制。發(fā)送1 時LED1 亮代表向前、按2 時LED2 亮代表向后、按3 時LED3 亮代表向右、按4 時LED4 亮代表向左。電路連線如下：Vdd紅線Vss黑線RXP2TXP1VssLED4220 P3VssLED3220P4VssLED2220P5VssLED

11、1220P6程序如下： $STAMP BS2 $PBASIC 2.5pulseCount VAR Byte 循環(huán)計數(shù)變量RX PIN 2 接收引腳TX PIN 1 發(fā)送引腳a VAR ByteHIGH TXmain:SERIN RX, 84, DEC aDEBUG DEC a, CR 在顯示終端上顯示a的值DOIF a=1 THEN 要是 a=1 時HIGH 3 PIN3 為高電平，接LED1LOW 4 PIN4 為低電平，接LED2LOW 5 PIN5 為低電平，接LED3LOW 6 PIN6 為低電平，接LED4GOSUB Forward_Pulse 向前ELSEIF a=2 THEN 否

12、則 a=2 時LOW 3 PIN3 為低電平，接LED1HIGH 4 PIN4 為高電平，接LED2LOW 5 PIN5 為低電平，接LED3LOW 6 PIN6 為低電平，接LED4GOSUB Back_Up 向後ELSEIF a=3 THEN 否則 a=3 時LOW 3 PIN3 為低電平，接LED1LOW 4 PIN4 為低電平，接LED2HIGH 5 PIN5 為高電平，接LED3LOW 6 PIN6 為低電平，接LED4GOSUB Turn_Right 向右ELSEIF a=4 THEN 否則 a=4 時LOW 3 PIN3 為低電平，接LED1LOW 4 PIN4 為低電平，接LE

13、D2LOW 5 PIN5 為低電平，接LED3HIGH 6 PIN6 為高電平，接LED4GOSUB Turn_Left 向左ENDIF 結(jié)束GOTO main 跳回mainLOOPForward_Pulse:FOR pulseCount = 0 TO 100 發(fā)送前進單脈沖PULSOUT 13,850PULSOUT 12,650PAUSE 20NEXTRETURNTurn_Left: 左轉(zhuǎn)大約90度FOR pulseCount = 0 TO 100PULSOUT 13, 650PULSOUT 12, 650PAUSE 20NEXTRETURNTurn_Right: 右轉(zhuǎn)大約90度FOR pu

14、lseCount = 0 TO 100PULSOUT 13, 850PULSOUT 12, 850PAUSE 20NEXTRETURNBack_Up: 后退FOR pulseCount = 0 TO 100PULSOUT 13, 650PULSOUT 12, 850PAUSE 20NEXTRETURN實驗結(jié)論 利用Zig-bee模塊可以很好實現(xiàn)PC機與機器人之間的通訊，有效發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，并可實現(xiàn)對機器人的遠程控制。實驗出現(xiàn)的問題及解決辦法 實驗一開始，按照指導(dǎo)書的示例寫入程序后，在PC機的超級終端上無法出現(xiàn)程序里累加的計數(shù)值，觀察Zig-bee模塊后發(fā)現(xiàn)發(fā)送板有發(fā)送信號，綠色指示燈在閃爍，而

15、接收板沒有反應(yīng)，懷疑是地址設(shè)置不對。按照書上設(shè)置地址，但沒有成功，后在老師的指點下一步一步的完成了地址的設(shè)置，對Zig-bee模塊的地址設(shè)置有了很好的掌握?；卮鹚伎碱}1、通過PC 機控制小車沿指定路徑行走；利用實驗里的最后一個程序，可以直接在PC機上控制小車前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，按照指定路徑行走。2、嘗試為通訊節(jié)點（小車和PC 機）設(shè)置地址； 實驗第一步即為小車和PC機設(shè)置了地址。3、查閱資料，總結(jié)ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點。 Zigbee是一種新興的短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。主要用于近距離無線連接。它有自己的協(xié)議標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器