咼暢遺產(chǎn)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)六

1、ZigBee 無(wú)線通訊實(shí)驗(yàn) 2007 級(jí) 自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 01210704 班 成績(jī) 姓名 咼暢 學(xué)號(hào) 20070107 第 1 組 日期 2010/5/12 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目ZigBee 無(wú)線通訊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解ZigBee 無(wú)線通訊的特點(diǎn)及基本應(yīng)用；2、能夠使用ZigBee 模塊完成對(duì)BoeBot 小車(chē)的控制以及將小車(chē)的信息發(fā)送給計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1、Boe-Bot 小車(chē)；2、PC 機(jī)；3、USB 接口ZigBee 模塊；4、Boe-Bot 小車(chē)ZigBee 模塊；5、連接線。實(shí)驗(yàn)原理ZigBee 是一種基于IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的、近距離、低傳輸速率、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的無(wú)線

2、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 利用兩個(gè)ZigBee模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與PC機(jī)之間數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，并利用PC機(jī)控制機(jī)器人的運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、安裝ZigBee 模塊，并測(cè)試數(shù)據(jù)通訊；2、完成通過(guò)ZigBee 模塊對(duì)小車(chē)的行走控制；實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉ZigBee 模塊ZigBee 是一種基于IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的、近距離、低傳輸速率、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的無(wú)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(fèi)電子、家庭自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、醫(yī)療護(hù)理等?？梢詽M足小型廉價(jià)設(shè)備之間無(wú)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(lán)牙；理論上網(wǎng)絡(luò)可以支持65536 個(gè)節(jié)點(diǎn)。ZigBee 通訊套件由ZigBee 通訊模塊、ZigBee 對(duì)BASIC Stamp 接口板和ZigBee PC 機(jī)USB 接口板組成。其中，ZigBee 小車(chē)接口板的引腳如表7-1 所示。表 7-1 ZigBee 小車(chē)接口板的引腳對(duì)照表Pin功能說(shuō)明Pin功能說(shuō)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(chē)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(chē)的面包板上；（3）

4、 用連線連接X(jué)Bee 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(zhuān)用接口板上；（6）用USB 線連接計(jì)算機(jī)和XBee 接口板。3、配置串行通訊軟件PC 機(jī)上的ZigBee 模塊需要通過(guò)串行通訊接口（即USB 轉(zhuǎn)串行通訊接口）來(lái)實(shí)施控制。因此，需要配置PC 機(jī)上的超級(jí)終端軟件。配置方法如下：（1） 通過(guò)USB 線連接PC

5、機(jī)和XBee 模塊；（2） 在計(jì)算機(jī)上點(diǎn)擊“開(kāi)始”-“設(shè)置”-“控制面板”，雙擊“系統(tǒng)”后點(diǎn)擊“硬件”-“設(shè)備管理器”畫(huà)面，查看“端口(COM 和LPT)”，找到與XBee 連接的通訊端口號(hào)（各PC 機(jī)可能不同）；（3） 在計(jì)算機(jī)上點(diǎn)擊“開(kāi)始”-“附件”-“通訊”-“超級(jí)終端”，輸入任意設(shè)置的名稱(chēng)（建議使用port+端口號(hào)數(shù)字，如port7）。然后，選擇相應(yīng)的通訊端口號(hào)，并將“每秒位數(shù)”從2400 改為9600，點(diǎn)擊確認(rèn)。（4） 打開(kāi)超級(jí)終端后，點(diǎn)擊“文件”-“屬性”-“設(shè)置”- “ASCII碼設(shè)置”，在ASCII 碼發(fā)送下面的兩個(gè)選項(xiàng)打鉤，如圖7-7 和7-8 所示，然后點(diǎn)確定，完成設(shè)置。4

6、、設(shè)置自己的通訊地址在上述實(shí)驗(yàn)中，所有ZigBee 節(jié)點(diǎn)（包括所有PC 機(jī)和小車(chē)）的地址都默認(rèn)為0，因此，當(dāng)任一臺(tái)PC 機(jī)發(fā)出指令后，所有的小車(chē)都會(huì)接收并執(zhí)行該命令。因此，我們需要設(shè)置自己的節(jié)點(diǎn)地址，以免相互干擾。節(jié)點(diǎn)地址的設(shè)置要求為：將自己的組號(hào)作為本組的小車(chē)地址，將自己的組號(hào)+100 設(shè)置為本組的PC 機(jī)地址。地址設(shè)定方法：地址設(shè)定需要對(duì) ZigBee 模塊輸入指令。常用的指令包括：No指令說(shuō)明1+進(jìn)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(xiě)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(jī)站地址：在超級(jí)終端下輸

7、入：+ATMY 101CR ;設(shè)置本站地址為101ATWRCR ;將設(shè)置寫(xiě)入掉電保護(hù)存儲(chǔ)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(chē)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(jìn)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(jī)與Boe-Bot 小車(chē)通訊（1）編寫(xiě)如下程序測(cè)試從小車(chē)向PC 機(jī)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(jìn)制數(shù)發(fā)送X的值PAUSE 500LOOP

9、PC 機(jī)的超級(jí)終端畫(huà)面上將顯示跳動(dòng)的累加計(jì)數(shù)值，XBee 接口板上的指示發(fā)送的綠色LED 會(huì)隨著數(shù)據(jù)的發(fā)送而閃爍。（2）編寫(xiě)如下程序測(cè)試從計(jì)算機(jī)超級(jí)終端向小車(chē)發(fā)送數(shù)據(jù)需要小車(chē)與 XBee PC 機(jī)接口板都要與PC 機(jī)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(jí)終端打開(kāi)，將光標(biāo)移到超級(jí)終端中，輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后同時(shí)按下Ctrl+H 發(fā)送數(shù)據(jù)（或直接按回車(chē)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(shí)，XBee 接收板上指示接收的紅色LED 會(huì)隨著數(shù)據(jù)的接收而閃爍。（請(qǐng)嘗試，可顯示的數(shù)據(jù)的范圍是多少？）經(jīng)測(cè)試，可顯示的數(shù)據(jù)范圍是0255。6、小車(chē)行走軌跡接收和顯示利用 PC 機(jī)的超級(jí)終端通過(guò)ZigBee 發(fā)送控制命令，在小車(chē)的ZigBee (XBee)接收控制命令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 和電機(jī)的控制。發(fā)送1 時(shí)LED1 亮代表向前、按2 時(shí)LED2 亮代表向后、按3 時(shí)LED3 亮代表向右、按4 時(shí)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論 利用Zig-bee模塊可以很好實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與機(jī)器人之間的通訊，有效發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法 實(shí)驗(yàn)一開(kāi)始，按照指導(dǎo)書(shū)的示例寫(xiě)入程序后，在PC機(jī)的超級(jí)終端上無(wú)法出現(xiàn)程序里累加的計(jì)數(shù)值，觀察Zig-bee模塊后發(fā)現(xiàn)發(fā)送板有發(fā)送信號(hào)，綠色指示燈在閃爍，而

15、接收板沒(méi)有反應(yīng)，懷疑是地址設(shè)置不對(duì)。按照書(shū)上設(shè)置地址，但沒(méi)有成功，后在老師的指點(diǎn)下一步一步的完成了地址的設(shè)置，對(duì)Zig-bee模塊的地址設(shè)置有了很好的掌握。回答思考題1、通過(guò)PC 機(jī)控制小車(chē)沿指定路徑行走；利用實(shí)驗(yàn)里的最后一個(gè)程序，可以直接在PC機(jī)上控制小車(chē)前進(jìn)、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(diǎn)（小車(chē)和PC 機(jī)）設(shè)置地址； 實(shí)驗(yàn)第一步即為小車(chē)和PC機(jī)設(shè)置了地址。3、查閱資料，總結(jié)ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)。 Zigbee是一種新興的短距離、低速率的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。主要用于近距離無(wú)線連接。它有自己的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)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(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器