机器人与PC机的无线通讯研究(一)

1、机器人与PC机的无线通讯研究(一)摘 要本课题是实验室的实验设备开发研究工程，针对才能风暴机器人自身的内存较小，不能像计算机那样存储大量数据，且无法实现实时控制这些问题，分析了机器人串口通讯原理。本文应用WAP200B无线数传模块，研究了PC机与才能风暴机器人的无线通讯问题，最终实现了PC机与才能风暴机器人及PC机与PC机无线数据通讯。本文首先分析了无线数传模块的特点，在可以进展数据通讯的根底上，对无线数传模块的通讯协议进展修改，使之可以与机器人的通讯协议一致，从而实现了无线数据通讯功能。通过对WAP200B无线数传模块的通讯协议的研究，开发了无线数传模块一对多、多个设备公用串口时的数据通讯问

2、题，并解决了RS232串口只能一对一通讯的弊端。应用VB软件做了一个PC机对才能风暴机器人的通讯控制软件，可以施行对才能风暴机器人的实时控制。并对才能风暴机器人主板进展改进，使得程序下载自动运行，完全脱离手动过程。关键字：才能风暴机器人；WAP200B数传模块；RS232串口；无线数据通讯协议。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 录参考文献：. 39致谢. 40第一章 综述1.1 机器人综述在原始森林里，我们的祖先就学会了使用工具来狩猎或者是劳动，人类文明不断开展，各种各样的工具层出不穷，于是我们就想有没有一天，出现一种可以替代人类体力劳动的机器，并且可以完成我们预期要完成的工作，因此在我们的

7、脑海里就出现了“机器人这个词语，它可以完成我们想要完成的工作，并且具有一定的判断力和逻辑推理的才能。机器人英文名称“Robot，不管是在中国还是在外国，人们都渴望这一种可以取代人工的机器。对于机器人，世界各国都在深化研究，随着计算机技术的开展，如今机器人的功能不断完善，并且越来越智能化。1.1.1机器人由来为了进步工作效率，导致了机器人的诞生，也正由于机器人的诞生，使得我们的生活有了本质的进步，如今世界各国不断深化探究机器人。将来机器人必将在我们的生活当中充当非常重要的角色。尽管“机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世， 都是近几十年的事；然而，们对机器人的梦想与追求却已有3000多年

8、的历史。人类向往制造一种像人一样的机器，来代替、帮助自己完成各种工作。1机器人是为了完成和人一样的工作，所以机器人也必须有手、脚、眼睛、耳朵，通过各种传感器传送给大脑。以根据需要，我们应用生物仿真的一些原理，设计制造了相应的器件，并且在不断完善的过程中。机器人的几个开展时期西周时期，我国的能工巧匠偃师研制出了能歌善舞的木制伶人，这是史书记载的我国最早的机器人。春秋后期，我国著名的木匠鲁班，曾制造过一只木鸢，它能在空中飞行，三日不下。1800年前的汉代，大科学家张衡不仅创造了地动仪，而且创造了计里鼓车；行一里，车上木人击鼓一下，每行十里那么击钟一下。三国时期，蜀国丞相诸葛亮创造了“木牛流马，用它

9、来运送军粮，支援前方战争。现代机器人的研究始于20世纪中期。为了替代人来处理放射性物质，美国科学家于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了主从机械手。为了确保汽车消费流水线的产品质量，1954年提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是利用人手对机器人进展动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。1980年，工业机器人在日本普及，故称该年为“机器人元年。2005年，日本爱知世博会，风度优雅的机器人接待员特别引人瞩目。它们的外表酷似20多岁的日本女子，有仿真的眼球、睫毛和会动的嘴唇，能听、说四万多个中文、英文、日文和韩文短语，并配有2000多种面部表情

10、。它们有幽默感，它们还会用基于隐私的理由而回绝答复那些敏感问题，并穿插双臂向你鞠躬。1由于新技术的应用，特别是计算机技术在机器人上的应用，使得现代机器人的功能越来越强大，并且在很多领域机器人已经取代人力，实现了真正的人工智能化工业消费。伟大的创造家爱迪生曾说：“上帝创造人类，两条腿是最美妙的杰作。让机器人像人一样用两条腿走路并非易事。最新研制的检测脚底打滑技术和形成自然步态技术，保证了用于抢险救援的人形机器人，能在各种极其困难的环境中工作。即使在摩擦系数为0.1的非常容易滑倒的路面上，它也能保持身体平衡，稳步行走。摩擦系数为0.1，相当于汽车行驶在冰面上。它的步行才能由此可见一斑。11.2.1

11、新材料的应用现代科技越来越兴隆，新的特种材料的应用，不仅使得机器人的体积很小，并且构造也越来越合理，小而精是机器人的主流。在?西游记?里有这样一个经典场面令人难忘：孙悟空保唐僧去西天取经，在路过火焰山时，想借铁扇公主的扇子扑灭火焰山的烈火，不料铁扇公主不给面子，孙悟空便变成一只小虫子钻进铁扇公主的肚子里，大闹五脏六腑，迫使铁扇公主将扇子借给了他。如今随着纳米武器的出现，这种神话正成为现实。“纳米技术概念首先是由美国将来学家德雷克斯勒提出的。1968年，他在一本名为?造物引擎?的书中描绘了可以进展自我复制的纳米机器人。它们能疯狂地复制自身，在很短的时间内就把地球变成了一大团完全由纳米机器人组成的

12、“ 灰色粘质。德雷克斯勒的“ 纳米技术 概念听上去有点梦想，但确实是一种天才的预言。随着纳米技术的迅猛开展，特别是微机电系统的初步成功，为军事科技工作者研制纳米武器奠定了物质根底。如今，各军事大国相继制定了工程繁多的军用纳米技术开发应用方案，美国在此领域获得的进步最大。我们也不难发现，机器人的应用，很大程度上得益于新材料的应用，而纳米技术的出现也使机器人在材料上有了新的打破。小而精的机器人也越来越广泛的出如今我们的生活当中，给我们带来了很大的方便，特别是在人们无法到达的一些地方，机器人起到了至关重要的作用。3计算机的应用计算机的创造是人类的一大跨越，很多数据计算可以通过计算机，而人的作用就是对

13、计算机的计算结果进展综合比较，得到比较优越的结果。每一步的工作过程，每一个工作过程的时间间隔，通过计算机来编程实现是非常准确的。机器人的各种行为，脱离了计算机的作用将会受到很大的限制。有了计算机，对机器人的控制最终表达的是通过计算机几个程序的运行，机器人就完全按照我们的意图进展运作。而我们也没有了繁琐的手工控制，只要在每一个运行的程序上输入我们的预期到达的目的，剩下的就是计算机对机器人的控制。现实的使用过程当中，计算机与智能机器人是互相依存的，没有计算机的实现，机器人是一个很简单的劳开工具；有了计算机，机器人的劳动就像一个有思想的智能机器一样，会自己处理一些事件。而光有计算机没有智能的机器，那

14、么，就没有一个会实现人类意图的工具，因此计算机与智能机器人是互相依存的，密不可分的。是人类消费的辅助工具在茫茫宇宙中，人类是无法生存的，而在这个充满着各种挑战的空间中，机器人取代了人类的劳动。各种各样的乖巧的机器人正是宇航员的得力助手，协助人类对未知世界的探究。机器蛙重量轻，质量不超过1.3kg，可以像青蛙那样跳跃，因此可以在崎岖多障碍的星球外表上快速的活动。例如在地球上机器蛙最远可以跳2.4米，而由于火星的重力只有地球的三分之一，因此机器蛙在火星上最远可以7.2米。给机器蛙安装上很多的传感器之后，由于重量轻，比各种探测车经济很多。蜘蛛机器人是科学家从蜘蛛的攀爬中得到启发，给蜘蛛机器人的触角安

15、装上各种传感器，就可以完成很多任务了。科学家在蜘蛛机器人的前部安装上微型摄像机，凭借小巧的身材，蜘蛛机器人很适宜勘探彗星、小行星等天体。在国际空间站上，蜘蛛机器人还可以充当小小的维护员，及时发现空气泄露等意外事故。如今的机器人越来越像人了。它们有人造肌肉、皮肤，还会像人一样认字。机器人正朝人类“进化着。日本科学家开发出一种新型的人造肌肉。它的形状像口香糖，长约5厘米，宽1厘米韩国科学家研制出一种机器人，它能读书并对人的行动做出反响。以前的机器人以体力劳动型居多，该机器人。的出现预示着具有智能和感性的新机器人时代印巧降临，它能给人提供各种知识和信息效劳，该机器人是以影像和文字识别功能以及语音合成

16、技术相结合而制作的。它能从人的脸型中判断其身份，也可以识别文字，并把它读出来。它可以与人做一些简单的沟通，甚至可以在网上聊天。这种新型智能机器人的智商只有40，但经过一些详细改进的话，可以进步到7080左右。设计该机器人的特点是可以及时地应用软件技术的新成果，实用性很强。现阶段已经可以制造出盲人用的智能机器人、读书机器人等。虽然真正会考虑的机器人还没有出现，但是可以意料，在不久的将来这种机器人会诞生。一旦这种机器人来到世界上，不少科学家也担忧机器人太聪明了，它们会反过来控制人类。也许到那时，科学家能在超级智能机器人上安装保护指令，以便在任何情况下保护人类不受伤害。41.3 机器人的无线通讯对于

17、机器人控制，在无线电出现之前，只是通过有线来实现的。当我们有了无线电波的时候，人们充分认识到了它的作用，特别实在通信领域，更是离不开无线电波。到了现代，无线通讯非常兴隆，几乎所有的挪动机器人都需要无线通讯。可以说无线通讯是现代机器人不可或缺的一个部分，假设没有无线通讯，那么机器人的很多现场数据无法实时的传输给工作人员，机器人的作用将会受到很大的影响。无线通讯，在开展的初期是报文通讯，是我们熟悉的收发电报。到了现代各种信息的通讯，通讯技术已经非常成熟了。对于机器人的通讯，假设脱离了无线电波，那么我们的易用性、实时性将会受到很大的影响。无线电波以光速传播，在通讯过程中，在一定的范围内，传输的时间可

18、以忽略。众所周知在潜艇的通讯中，除了声波的通讯外，长波通讯也是必不可少的。声波通讯虽然方便，但是受海洋的影响很大，而且间隔 很短。在所有的通讯设备当中，只有无线电波通讯是应用最为广泛的，我们几乎每天都离不开无线电波。而且无线通讯相比有线通讯，除了省去布线的费事，还有一点就是传输的间隔 长，具有衍射效应，不易受到外部障碍物的干扰。1.4 本文的工作机器人无线通讯在自动控制技术中非常重要。通常，在对才能风暴机器人的数据传输中，一直使用的是RS232串口数据线。目前，实验室购置的才能风暴机器人不具备无线数据通讯，并且由于RS232串口是负逻辑，线路传输的电压相对较高，使用不当容易损坏设备，而无线通讯

19、就可以解决这个问题。本文通过对WAP200B无线数传模块的研究，实现用WAP200B无线数传模取代RS232串口数据线，从而实现对才能风暴机器人的实时无线数据传输。WAP200B无线数传模性能优越，不仅通讯模块的传输稳定，而且拥有64个频道，到达在多机通讯时互不干扰，给用户的功能扩展带来了极大的方便。有了无线数传模块我们在多机器人的足球赛当中就可以实现实时给才能风暴机器人下载新的程序，到达对才能风暴机器人的实时控制。并且在一些危险的场合，例如公安机关在使用机器人施行排爆过程中，需要处理很多机器人传回的实时数据，这时布线速度慢，使用无线数传模块可以解决这个问题。第二章 才能风暴机器人2.1 才能

20、风暴机器人简介AS-UII才能风暴机器人是由广茂达公司消费的大学版机器人，扩展才能强，是动手操作和实现才能培养的机器人平台，它还可以借助于交互式C语言和开放式接口进一步进步机器人的开发潜力。该机器人外形成圆盘状，底盘上有两个主动轮和两个导向轮，自带的传感器有：碰撞传感器、红外传感器、光敏传感器、光电编码器等，同时利用硬件扩展总线ASBUS可以增加红外扩展卡以及其他各种类型的传感器。通过该机器人可以实现设计者所希 望的各种动作和任务。从任务的实现过程中可以使设计者的各种才能得到进一步的训练和进步。在详细的实现过程中我们发现由于机器人硬件本身的精度以及 各种综合因素的影响，使得在对才能风暴进展实际

21、开发和应用过程中可能会遇到一系列的技术问题，在我们的设计、开发与理论中通过自身体验，对在实际操作中所遇到的实际问题采取了各种相应的补救措施，得到了几种较好的解决方案。52.1.1机器人组成才能风暴机器人主要由底盘、主板、液晶显示屏四部分组成。底盘：由万向轮、直流电机、电池、电池巢、碰撞开关、光电码盘等器件构成。其主要的作用是完成设备的机械运动，为功能的扩展提供搭载平台。光电码盘适用于获取测试电机的转速。主板：提供各种传感器的接口，电源开关、数据线接口、运行、复位键。实验中采用才能风暴智能机器人作为平台 ，才能风暴是一个直径为30cm(1) 是典型的自主挪动机器人。具有较高的自规划、自组织、自适

22、应才能，适宜于在比较复杂的非构造环境中工作， 是一个高智能、高模块的复杂系统 ；范围内的物体 ；光传感器可判断光线的强弱 ；碰撞传感器安装在机器人外部的碰撞环上 ，能感受到 8 个方向上的碰撞 ；麦克风没有方向性 ，能感知声音的强弱 ；旋转编码器用来测量轮子旋转的角度数 ；(3) 机器人与计算机之间使用基于M68 HC11单片机开发的交互式C语言进展编程。交互式C语言由两部分组成 ： 编译环境和机器人操作系统 。 它的强大功能是可多进程运行 。机器人和计算机之 间通过串口操作 ，将在计算机上编译通过的程序通 过串口线下载到机器人上后 ，机器人即可自主运行 ；(4) 机器人设计了硬件扩展总线 A

23、SBUS(ability storm BUS) 。这样可方便对机器人的外围电路 进展扩展 ，也为机器人之间的互相无线通信提供了前提条件。硬件扩展总线分两组，分别为硬件扩展总线A、硬件扩展总线B ，共28根信号线 。65液晶显示屏的作用是显示才能风暴机器人的输出等一些需要直观显示的数据。机器人性能扩展才能风暴机器人提供了各种扩展卡，用户可以根据需要对才能风暴机器人进展扩展。主要有：光敏扩展套件、红外接收扩展卡、红绿灯卡、远红外火焰扩展套件、地面灰度检测卡、I/O 扩展卡、I/O 扩展卡、红外测距卡、超声测距卡、数字指南针、无线通讯模块、多功能扩展卡、伺服电机驱动卡、模拟口扩展卡。才能风暴机器人的

24、大部分功能都是通过使用扩展卡来实现的，因此要有一个功能完善的机器人，扩展卡的使用是不可或缺的。假设用户对扩展卡的使用还是觉得不够，可以使用多功能扩展卡，进展自己的设计，在设计之前必须熟知各个扩展地址，否那么可能会出现事半功倍的结果甚至会导致一些不必要的费事。功能的扩展是才能风暴机器人的一大特色，由于才能风暴机器人的扩展功能非常丰富，并且使用的是我们非常容易读懂的图形化交互式C语言，因此给用户提供了很大的方便。例如无线通讯模块，可以实现PC机对才能风暴机器人的数据传输，才能风暴机器人与才能风暴机器人之间的数据传输，还可以实现PC机对才能风暴机器人的程序下载。72.2 图形化交互式C语言简介对于C

25、语言，我们是比较熟悉的，C语言具有符合英语的日常使用习惯，比较容易读懂程序。在VJC 中，不仅可以用直观的流程图编程，也可以用JC语言编写更高级的机器人程序。流程图和 JC 语言双剑合壁，既能领读者轻松入门，又可以让读者在编程中发挥最大的创造力。VJC 操作简便，有活泼明快的图案和简短的文字说明。读者可以使用形象化的模块，由顶向下搭建流程图，搭建流程图的同时，动态生成无语法错误的JC 代码。流程图搭建完毕，程序就已经编写完成，可以立即下载到机器人中运行。已入门的读者可以直接在JC 代码编辑环境中编写程序，还可以边写边试，发现错误，校正修改，非常方便。82.2.1 VJC简介图形化交互式C语言简

26、称VJC是用于才能风暴智能机器人系列产品的软件开发系统， 具有基于流程图的编程语言和交互式C 语言简称 JC。VJC 为开发智能机器人工程、程序与算法、教学等提供了简单而又功能强大的平台，是全球创始性的具有自主知识产权的产品。2.2.2流程图流程图是用一些图形表示各种操作的。用图形表示算法，直观形象，易于理解。用常规的计算机编程语言如 C、FORTRAN、JAVA编程，需要输入复杂的程序代码，并且编写的程序还要符合特定的语法。而流程图编程不需要记忆计算机语言的语法，不需要使用键盘输入程序代码，只需要按照“先作什么，后作什么的设想，就可以编出程序。VJC正是按这个思想设计的。使用VJC 软件，用

27、户不用关心语言实现的细节，同时也有效防止了语法错误，有利于集中精力寻求解决问题的方法。图2.1 程序流程图如图2.1所示可以比较清楚地显示程序的逻辑关系，因此它是表示算法的较好工具，我们很清楚程序是如何执行的。省去了编辑的过程，流程图的使用给我们带来了很大的方便。流程图没有计算机编程复杂以及一系列语法、逻辑、变量定义等问题，不会出现因为变量使用不当而出现逻辑错误，即使是没有计算机编程根底也很容易上手。另外流程图因为构造明晰，思绪明朗可以让人一眼就读懂程序，不需要注释。有的计算机程序，由于比较复杂，难以读懂，并且在相应的位置需要有一些注释，即使有注释，在重新读程序的时候，仍然需要一步一步的看程序

28、整个执行过程，不仅浪费时间，效率也很低。流程图就不会出现上述的情况。通观整个图形化编程，一目了然。2.2.3 VJC特点从流程图自动生成正确 JC代码、智能下载、实时多任务机器人操作系统运行错误检测是VJC语言的特点。1) 解释执行：允许检查运行错误。例如：JC在运行时，数组下标的检查。2) 代码更精简：伪代码比机器代码更简短。3) 多任务：由于伪代码是完全基于堆栈的，进程状态完全由它的堆栈和程序计数器所决定。因此只需要装载新的堆栈指针和程序计数器就可以方便地实现任务切换。任务切换由操作系统处理，而不是编译器。JC与标准C比照：JC语言是建立在ANSI C标准上的。但是它们有些重要的区别。许多

29、区别是因为JC比标准C更“平安。例如，JC在运行时要检查数组下标，所以数组不能被变为指针，也不可以进展指针运算。另一些区别是由于JC的运行时间更短更高效。例如，JC的printf函数就没有ANSI C中的许多不常用的格式化选项。2.3 才能风暴机器人的无线通讯对于机器人，最重要的作用就是完成我们指定的任务。比方说，在排爆机器人中，我们需要机器人先到达指定的地点，然后返回一些数据给现场工作人员，假设在短间隔 可以用有线通讯，而长间隔 就需要无线通讯了。并且有线通讯有种种的局限性，最大的一点就是间隔 越长越不可靠，并且越不方便，特别是在复杂的情况下，无线通讯更具有优势。所以我们把无线通讯作为我们的

30、研究对象。机器人的无线通讯，有很多的形式，这里我们主要研究PC机对才能风暴机器人的串口无线通讯。由于串口通讯在如今的试验中使用的是最为广泛的，并且串口通讯协议简单，对设备的要求并不高。无线通讯的形式多种多样，红外无线通讯也是其中的一种，红外线的有效作用间隔 相对于波长比它长很多的无线电波要逊色很多，红外线的接收脉冲频率是38.5KHz左右，对于数据流量大一点的数据是传送不了的。因此红外无线通讯的间隔 近，频带窄，不能满足我们对数据传输的要求，所以我们选用无线电波进展串口通讯。WAP200B无线数传模块的作用间隔 长，并且波特率范围广，适宜于一般场合的无线数字通讯。2.3.1通讯模块的作用1保护

31、设备2实时通讯通过无线数传模块可以在各种情况下实现对才能风暴机器人的实时控制。才能风暴机器人的功能非常强大，但是它只是一个不会进展“人际交往的机器人，假设我们有一些想法想尽快告诉它，还必须给它“重新输血。假设情况复杂，而且间隔 很远，数据交换就变得非常困难。所以无线通讯就是增强才能风暴机器人的“人际交往才能，拓展它的功能。通过无线通讯，我们就可以只在计算机上操作，就改变了才能风暴机器人的内部程序，而且由于无线通讯是全开放的。在多个才能风暴机器人的程序下载过程中，我们直接对所有的机器人播送就可以了。PC机接收才能风暴机器人反响的信息，对才能风暴机器人的实时控制是为了让才能风暴机器人按照我们的意图

32、运行程序，但是才能风暴机器人详细做的怎么样，除了通过我们的观察，我们是没有详细的反响信息。也就是我们需要对才能风暴机器人执行过程中的运动参数进展修改，假设单凭视觉观察，是没有方法给出准确的数值，而才能风暴机器人本身带的传感器所探测的信息也没有方法传输回给计算机处理。所以接收才能风暴机器人反响的信息是数据通讯的一个部分，是我们实现对才能风暴机器人实时状态控制的信息来源。3取代数据线进展稳定数据传输通过测试，WAP200B无线数传模块对才能风暴机器人的数据传输相当稳定，可以与有线传输相媲美。当参数设置DTR信号线有效时，可对模块的频道、发射功率进展修改。共有64个频道。2.3.2通讯模块的经济性在

33、不考虑经济因素的情况下，可以制造出很多很好用的产品，但是这些产品的价值会很低，实验就会失去意义，也是我们所不会采纳的。因此，在考虑到一定的实用性的同时，我们有必要对产品的价格进展一定的考虑。WAP200B无线数传模块不仅功能齐全，并且价格相对于广茂达公司提供的专供才能风暴机器人使用的无线数传模块要低很多，所以我们使用了WAP200B无线数传模块。并且由于这个价格相对较低。在一支足球机器人的队伍里，假设每一个机器人都安装上无线数传模块，那么使用WAP200B无线数传模块会令我们的开支减少很多。第三章 WAP200B无线数传模块无线数传模块特征1抗干扰才能强，传输稳定2参数软件修改，参数设置掉电即

34、保存通过实验，我们发现WAP200B无线数传模块修改完参数之后只有在切断电源，再重新上电时，参数才会改变。在断电之前，用户使用的参数还是原来的，只有在断电之后再上电，新的参数才有效。出厂默认设置为：27频道、波特率115200、校验位N、数据位为8、停顿位为1、发射的频率为434.026MHz。93传输机制透明WAP200B无线数传模块的传输机制是透明传输，也就是说在数据发送时天线是向外发射无线电波的，当数据发送完毕，WAP200B无线数传模块的天线是用于接收数据的，只要没有数据的发出过程，那么无线数传模块就一直在等待需要发送的数据和无线数传模块天线接收到的无线电波。还有一种形式就是WAP20

35、0B无线数传模块处于低功耗待机状态，当需要工作的时候，再唤醒数传模块，无线数传模块的数据发送过程是很耗电的，这就可以节约电量，让模块的工作时间更长一些。根本组成、接口特性WAP200B无线数传模块接收到的数据输出格式是TTL逻辑电平，在电路板上有一个MAX202的电平转换芯片用于将无线数传模块输出的TTL逻辑电平转换为串口RS232电平，以及将串口接收到的数据转换成TTL逻辑电平再输入到WAP200B无线数传模块通过载波将数据发送出去。图3.1 WAP200B无线数传模块实物图3.1.3发射频率、功率可变无线数传模块共有64个频道，最大20dBm100mW发射功率；工作频道可以软件最小 0.5

36、MHz 步进调整；发射功率可以软件最小0.5dBm步进调整。发射功率和工作频道的调整，使我们能更好的对无线电波资源进展利用。功率的修改，可以更好的适应于不同间隔 的数据通信，更具有灵敏性，在一些不必要的场合减少功率，可以延长使用时间。WAP200B无线数传模块的频道数多，在同一环境下多对设备之间互相通信，互不干扰。例如在一些参数测量过程中，传感器很多，假设每一个参量都连接一根数据线，那么将会使测量很繁琐，而使用多个无线数传模块同时发数据，可以直接通过修改无线数传模块的在线接收频率来到达有选择的接收其中有用的数据。或者通过修改无线数传模块的参数，令模块以一定的时间间隔在全部或是部分频道之间循环接

37、收，对数据进展分类、分时处理，到达进步数据处理的高效率以及进步数据的实时性。无线数传模块引脚说明如图3.2所示，右是WAP200B无线通讯模块的实物图、左侧是WAP200B无线通讯模块的引脚示意图，以下是关于WAP200B无线通讯模块引脚的详细说明。VCC_CPU ：MCU 电源输入， DC3.0-3.6V。/SET：配置或者正常工作形式选择信号输入，低电平将使WAP200B进入配置形式，此时串口的数据将被视为配置指令而不会被传送出去。TXD：串口数据从 WAP200B 输出， 3.3V/5V 兼容 TTL逻辑电平。RXD：串口输入到 WAP200B， 3.3V/5V 兼容 TTL逻辑电平。/

38、RESET：复位信号输入，低电平将使 WAP200B 复位，复位脉冲低电平宽度至少需要10uS。GND：公共地。VCC_RF：RF 短路电源， DC3.0-3.6V。VCC_PA：RF 功放电源， DC2.2-12V。ANTENNA：天线接口，50 欧姆阻抗。图3.2数传模块引脚示意图无线数传模块通讯协议波特率：1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200bps。在实现无线数据通讯时两个模块之间的通讯协议必须是一致才能正常的传输数据，否那么会出现数据格式的不正确和乱码。例如使用波特率为1200bps传输数据，但是使用波特率为2400bps接收数据，这

39、样虽然有数据的收发，WAP200B无线数传模块的信号接收端指示灯亮，但是接收的和传输的数据处理机制不同，仍然接收不到正确的数据，所以要正常通讯的前提条件就是要有一致的串口通讯协议。在不同的设备之间除了要有一致的通讯协议，还需要数据即时传输。否那么数据发送之后，过了很长一段时间才收到，这些数据就失意义。3.2 WAP200B无线数传模块技术参数及配置方式65。外形尺寸：40207 mm金属屏蔽壳尺寸。模块的接口是3.3V/5V 兼容 TTL 接口。详细根本技术参数见表3.1所示。PA_SET=0xFFCH_SET=0x27 (434.026MHz) UART_Mode=0x00 N81Scan_

40、Mode=0x00自动跳频关闭 串口波特率：115200bps，工作于39频道，频率434.026MHz，串口形式：校验位N，8位数据位，1位停顿位；自动跳频关闭，功率为19.5dbm。3.2.3参数配置方式1软件配置方式通过大量实验，发现无线数传模块在发送数据时使用的串口通讯软件必须有一项为哪一项修改DTR的值，否那么数据无法发送出去，而会被认为是参数配置数据；而参数配置又有一定的握手指令，所以数据传输到WAP200B无线数传模块是没有任何意义的。应用VB编写串口通讯程序时，由于不定义DTR的值，那么DTR的值为默认的True，数据不能发送出去，而只会认为是参数配置数据。所以编程时直接定义D

41、TR的值为False，再创立一个修改DTR值的选项，用于在参数配置的时候使用。当通上电，由于软件设置了DTR的初值为False，所以WAP200B无线数传模块的参数设置功能就会失效，参数设置红灯灭，数据通过WAP200B无线数传模块正常发送。假设需要设置参数，只需用鼠标点击串口通讯软件DTR值的修改选项即可，再下发相应的参数设置数据即可。2硬件配置方式要使得无线数传模块进入参数配置形式，就是令无线数传模块DTR的值为高电平，所以需要参数配置的时候将连接DTR的接线RS232串口的4接口接在高电平上。因此可以用一个开关将无线数传模块串口的4接口连接到高电平上，通过开关来控制参数的设置。参数设置的

42、命令格式如下：用户下发：0xAACommandData0+Data10xBBWAP200B应答：0xAA0x4FPA_NowCH_NowRSSI_Now0xBB3.2.4参数修改命令WAP200B无线数传模块的参数修改说明如下：0x40+任意值+任意值：握手指令0x41+0x5A+0xA5：模组待机，待机后需要/RST引脚低电平脉冲来唤醒。0x42+任意值+CH_Now：在线配置模组当前工作频道，参数掉电不保存。0x43+ PA_Now+任意值：在线配置模组当前发射功率，参数掉电不保存。0x44+ Group_NoW+任意值：在线配置模组当前自动跳频频道组，参数掉电不保存。0x45+任意值+S

43、can_Mode：在线配置模组当前自动跳频形式，参数掉电不保存。0x48+Group_Set+Scan_Mode：设置上电后默认的自动跳频参数，掉电后参数保存。0x49+PA_SET+CH_SET：设置上电后的默认工作频道、发射功率、掉电后参数保存。0x4A +Bode_Set+UART_Mode：设置模组的波特率和串口形式，掉电后参数保存。0x4B+ PA_Now+CH_Now：单频发射功率测试形式。0x4C+PA_Now+ CH_Now：接收灵敏度测试形式，串口会返回调制频率值。0x4F+ PA_Now+CH_Now+RSSI_Now：正确指令的应答，PA_Now为当前发射功率，CH_No

44、w为当前工作频道，RSSI_Now为当前信号强度。3.2.5参数修改表以下是修改详细参数的十六进制指令；波特率冒号前面是参数值，冒号后面是修改的指令：1200：0x00；2400：0x01；4800： 0x02；9600：0x03；38400：0x05；57600：0x06；串口形式冒号前面是参数值，冒号后面是修改的指令：N、8、1：0x00；N、8、2：0x01；O、8、1：0x03。3.3 PC机与才能风暴机器人串口通讯协议简介3.3.1串行通讯分类串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线 ，以每次一个二进制位挪动的，他的优点是只需一对传输线进展传送信息，因此其本钱

45、低，适用于远间隔 通信，他的缺点是传送速度低，串行通信有异步通信和同步通信两种根本通信方式。1同步通信 以数据块为单位传送数据； 在一次传输的数据中包含的数据较多，所以接收与发送时钟严格同步； 在一个数据块内字符与字符之间无间隔。2异步通信异步通信中，数据是一帧一帧传送的，每一串行帧的数据格式由1位起始位，5-8位的数据位，1位的奇偶校验位(可省略)和1位停顿位4部分组成，在串行通信前，发送方和接收方要约定详细的数据格式和波特率(通信协议)。并且在数据传输的过程中，只能有一个接收端，而假设数据需要同时被多个设备使用，就需要经过中转，没有灵敏性。异步串口通讯是按字符传输的，每传输一个字符，就用起

46、始位来通知收方，以此来重新核对收发双方同步。假设接收设备和发送设备两者的时钟频率略有偏向，这也不会因偏向的累积而导致错位，加之字符之间的空闲位也为这种偏向提供一种缓冲，所以异步串行通信的可靠性高。但由于要在每个字符的前后加上起始位和停顿位这样一些附加位，使得传输效率变低了，只有约80%。因此，起止协议一般用在数据速率较慢的场合。异步通讯中起始位实际上是作为联络信号附加进来的，当它变为低电平时，告诉收方传送开始。它的到来，表示下面接着是数据位来了，要准备接收。而停顿位标志一个字符的完毕，它的出现，表示一个字符传送完毕。这样就为通信双方提供了何时开始收发，何时完毕的标志。传送开始前，发收双方把所采

47、用的起止式格式包括字符的数据位长度，停顿位位数，有无校验位以及是奇校验还是偶校验等和数据传输速率作统一规定。传送开始后，接收设备不断地检测传输线，看是否有起始位到来。当收到一系列的停顿位或空闲位之后，检测到一个下跳沿，说明起始位出现，起始位经确认后，就开始接收所规定的数据位和奇偶校验位以及停顿位。经过处理将停顿位去掉，把数据位拼装成一个并行字节，并且经校验后，无奇偶错才算正确的接收一个字符。一个字符接收完毕，接收设备应该继续测试传输线，监视高电平的到来和下一个字符的开始，直到全部数据传送完毕。3.3.2才能风暴机器人采用的通讯协议才能风暴机器人的串口通讯，采用9600bps的波特率，校验位为默

48、认，8位数据位，1位停顿位。起止式异步协议的特点是一个字符一个字符传输，并且传送一个字符总是以起始位开始，以停顿位完毕，字符之间没有固定的时间间隔要求。每一个字符的前面都有一位起始位低电平，逻辑值0，字符本身有57位数据位组成，接着字符后面是一位校验位也可以没有校验位，最后是一位，或一位半，或二位停顿位，停顿位后面是不定长度的空闲位。停顿位和空闲位都规定为高电平逻辑值，这样就保证起始位开始处一定有一个下跳沿。这种格式是靠起始位和停顿位来实现字符的界定或同步的，故称为起始式协议。传送时，数据的低位在前，高位在后。才能风暴机器人的串口通讯由于数据流量不大，所以我们可以采用异步通讯协议。3.4 RS

49、232串口通讯目前串口RS-232是PC机及通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯间隔 的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。串口RS-232只能提供一对一的通讯。串行接口标准数据由2脚、3脚实现接收与发送， 4脚为DTR数据终端准备，5脚为数据的地端，6脚为数据设备准备好，7脚为恳求发送，8脚为去除发送，9脚为振铃指示。3.4.2 RS-232串行接口工作方式，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点即只用一对收、发设备通讯而设计的，其驱动器负载为37k。所以RS-232适宜本地设备之间的通信。3.4.3 RS-23

50、2串口特点第四章 PC机与机器人无线数据通讯本文应用WAP200B无线数传模块实现PC机与才能风暴机器人的无线数据通讯。4.1 无线数传模块的安装与调试数传模块的安装在PC机与无线输传模块的连接过程，只需要连接2、3、5三根接线，只有在参数配置期间需要连接第四根接线(DTR)。假设是直接将无线数传模块与PC机相联的话，在编程过程中就需要让第四根接线悬空或者让DTR的值在数据发送过程中为低，在调制WAP200B无线数传模块的时候为高。4.1.2通讯协议不一致的问题WAP200B无线数传模块的初始通讯协议并不与才能风暴机器人一致，导致了实验初期的工作量较大。WAP200B无线数传模块的出厂默认设置

51、是：串口形式：校验位N，8位数据位，1位停顿位。才能风暴机器人的通讯协议为：波特率：9600 bps；串口形式：校验位N，8位数据位，1位停顿位。4.1.3通讯协议的研究与调整图4.2 一样的波形，不同波特率表示的数据示意图4.1.4无线通讯的实现通过WAP200B无线数传模块实现PC机与才能风暴机器人的通讯之后，我们就可以在PC机上进展一些操作，实现对才能风暴机器人的控制。PC机对才能风暴机器人的无线数据通讯，不仅表如今给才能风暴机器人下载程序上，还应该有才能风暴机器人对PC机操作的反响。WAP200B无线数传模块是透明的传输机制，这个机制决定了只要没有数据的发送，WAP200B无线数传模块

52、就是一个数据的接收终端。因此WAP200B无线数传模块完全可以应用于串口RS232的数据通讯。在才能风暴机器人有需要传输数据给PC机的时候，可以通过调用相应的函数发送给PC机。4.2 PC机对才能风暴机器人的根本控制过程4.2.1才能风暴机器人数据通讯原理1数据发送实现了PC机对才能风暴机器人的无线通讯，我们就可以通过PC机给才能风暴机器人发送相应的程序或数据，以到达对才能风暴机器人的根本控制。在才能风暴机器人的程序设计过程当中，假设需要给才能风暴机器人通讯，那么在通讯之前就需要先调用开始通讯的子函数，让才能风暴机器人停顿与主机的通讯，翻开串口，发送数据。如图4.3是才能风暴机器人的数据发送流

53、程图设计。图4.3才能风暴机器人发送程序2数据接收WAP200B无线数传模块提供透明的数据接口，能适应任何标准或非标准的用户协议。自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据所发即所收。通讯开始之前需要将无线数传模块之间的工作频率调整一致，通讯协议也要一致。无线数传模块为半双工通信方式，所以编程时要注意收发的来回时序，否那么会丧失数据。无线数传模块的通信信道是半双工的，最适宜点对多点的通信方式，这种方式首先需要设1 个主站，其余为从站，所有站都编一个唯一的地址。如图4.4是才能风暴机器人的接收子程序，在才能风暴机器人停顿与主机的通讯，翻开串口，调用相应的数据接收函数，将从串口接收的数据暂存在一个变量当

54、中，当我们需要对接收的数据进展处理时，只需要处理对应的串口变量。图4.4才能风暴机器人接收程序无线数据通信的协调完全由主站控制，主站采用带地址码的数据帧发送数据或命令，从站全部都接收，并将接收到的地址码与本地地址码比较，不同那么将数据全部丢掉，不做任何响应；地址码一样，那么证明数据是给本地的，从站根据传过来的数据或命令进展不同的响应，将响应的数据发送回去。这些工作都需要上层协议来完成，并可保证在任何一个瞬间，通信网中只有一个电台处于发送状态，以免互相干扰，假设同时有几个发送设备，那么就需要在设置每一个设备上的频率都不同。74.2.2通过无线数传模块实现程序下载没采用数传模块前，在PC机上编辑好程序之后，需使用数据线给才能风暴机器人下载程序。使用数据线传输数据有很大的局限性，例如每次下载程序都需要插拔数据线，这时必须关闭电源。假设忘记关闭电源，容易损坏设备。而使用无线数传模块下载程序将不会存在这些问题，非常方便。4.2.3 通过编制通讯界面实现对才能风暴机器人的无线控制应用VB软件编制了串口数据通讯控制界面，使我们对才能风暴机器人的通讯就会更加的方便、迅捷，便于对才能风暴机器人的实时控制。通讯界面的左侧是状态显