呙畅遗产机器人实验六

1、ZigBee 无线通讯实验 2007 级 自动化 专业 01210704 班 成绩 姓名 呙畅 学号 20070107 第 1 组 日期 2010/5/12 实验项目ZigBee 无线通讯实验实验目的1、了解ZigBee 无线通讯的特点及基本应用；2、能够使用ZigBee 模块完成对BoeBot 小车的控制以及将小车的信息发送给计算机。实验仪器设备1、Boe-Bot 小车；2、PC 机；3、USB 接口ZigBee 模块；4、Boe-Bot 小车ZigBee 模块；5、连接线。实验原理ZigBee 是一种基于IEEE 802.15.4 标准的、近距离、低传输速率、低复杂度、低功耗、低成本的无线

2、网络技术。 利用两个ZigBee模块实现机器人与PC机之间数据的发送与接收，并利用PC机控制机器人的运行。实验内容 1、安装ZigBee 模块，并测试数据通讯；2、完成通过ZigBee 模块对小车的行走控制；实验步骤1、熟悉ZigBee 模块ZigBee 是一种基于IEEE 802.15.4 标准的、近距离、低传输速率、低复杂度、低功耗、低成本的无线网络技术。其典型应用领域有工业控制、消费电子、家庭自动化、楼宇自动化、医疗护理等。可以满足小型廉价设备之间无线通信的需要。他的数据传输速率范围为10-250kbps；理想连接距离为10-75 米之间；能耗非常小，峰值发射功率为1mW，小于Wi-Fi

3、 和蓝牙；理论上网络可以支持65536 个节点。ZigBee 通讯套件由ZigBee 通讯模块、ZigBee 对BASIC Stamp 接口板和ZigBee PC 机USB 接口板组成。其中，ZigBee 小车接口板的引脚如表7-1 所示。表 7-1 ZigBee 小车接口板的引脚对照表Pin功能说明Pin功能说明1VIN电源4Tx发送引脚2VSS地5RTS流量控制引脚3Rx接收引脚6SLP*2、安装ZigBee 模块ZigBee 模块与Boe-Bot 小车BASIC Stamp 板的连接接线步骤如下：（1）将XBee 模块插在连接板上；（2）将连接板插在Boe-Bot 小车的面包板上；（3）

4、 用连线连接XBee 接口板上的电源引脚（VIN）到BASIC Stamp 的Vin 插口上，将地线（Vss）连接到BASIC Stamp 的Vss 插口上；（4）将XBee 接口板上的RX、TX、RTS 引脚分别连接到P0 至P15 任何端口上。这里以RTS 接P0、TX 接P1、RX 接P2 为例；（5）将XBee 模块插在USB 端口专用接口板上；（6）用USB 线连接计算机和XBee 接口板。3、配置串行通讯软件PC 机上的ZigBee 模块需要通过串行通讯接口（即USB 转串行通讯接口）来实施控制。因此，需要配置PC 机上的超级终端软件。配置方法如下：（1） 通过USB 线连接PC

5、机和XBee 模块；（2） 在计算机上点击“开始”-“设置”-“控制面板”，双击“系统”后点击“硬件”-“设备管理器”画面，查看“端口(COM 和LPT)”，找到与XBee 连接的通讯端口号（各PC 机可能不同）；（3） 在计算机上点击“开始”-“附件”-“通讯”-“超级终端”，输入任意设置的名称（建议使用port+端口号数字，如port7）。然后，选择相应的通讯端口号，并将“每秒位数”从2400 改为9600，点击确认。（4） 打开超级终端后，点击“文件”-“属性”-“设置”- “ASCII码设置”，在ASCII 码发送下面的两个选项打钩，如图7-7 和7-8 所示，然后点确定，完成设置。4

6、、设置自己的通讯地址在上述实验中，所有ZigBee 节点（包括所有PC 机和小车）的地址都默认为0，因此，当任一台PC 机发出指令后，所有的小车都会接收并执行该命令。因此，我们需要设置自己的节点地址，以免相互干扰。节点地址的设置要求为：将自己的组号作为本组的小车地址，将自己的组号+100 设置为本组的PC 机地址。地址设定方法：地址设定需要对 ZigBee 模块输入指令。常用的指令包括：No指令说明1+进入命令模式2ATMY读取和设置本站地址（源地址）3ATDL读取和设置目的地址4ATWR将地址写入FLASH，以保证断电不丢失5ATCN结束命令模式（1）查看并设置PC 机站地址：在超级终端下输

7、入：+ATMY 101CR ;设置本站地址为101ATWRCR ;将设置写入掉电保护存储区ATDL 01CR ;设置目的站地址为1ATCNCR ;退出命令模式（2）将本小车地址设置为1： $STAMP BS2 $PBASIC 2.5myAddr CON $1 本站地址DestAddr CON $101 目的地地址pulseCount VAR Byte 循环控制变量RX PIN 2 接收引脚TX PIN 1 发送引脚HIGH TX 允许发送DEBUG CLS, Configuring XBee.PAUSE 2000 命令延迟SEROUT TX,84,+ 进入命令行模式PAUSE 2000 命令延

8、迟SEROUT TX,84,ATMY ,HEX myAddr,CR, ATDL ,HEX DestAddr,CR,ATCN,CR 设置本站地址和目的地地址 DEBUG CLS, Configuring ok 设置完毕后显示Configuring ok5、PC 机与Boe-Bot 小车通讯（1）编写如下程序测试从小车向PC 机发送数据 $STAMP BS2 $PBASIC 2.5RX PIN 2 接收引脚TX PIN 1 发送引脚X VAR ByteHIGH TX 设定发送模式DOX = X + 1SEROUT TX,84, DEC X,CR,CR 以十进制数发送X的值PAUSE 500LOOP

9、PC 机的超级终端画面上将显示跳动的累加计数值，XBee 接口板上的指示发送的绿色LED 会随着数据的发送而闪烁。（2）编写如下程序测试从计算机超级终端向小车发送数据需要小车与 XBee PC 机接口板都要与PC 机相连。 $STAMP BS2 $PBASIC 2.5RX PIN 2 接收引脚TX PIN 1 发送引脚X VAR ByteHIGH TX 设定发送模式DOSERIN RX, 84, DEC x 接收数据DEBUG DEC X, CRLOOP下载程序后，仍然需要把超级终端打开，将光标移到超级终端中，输入要发送的数据，然后同时按下Ctrl+H 发送数据（或直接按回车键），在Debug

10、 窗口中可以看到你发送的数据，接收数据时，XBee 接收板上指示接收的红色LED 会随着数据的接收而闪烁。（请尝试，可显示的数据的范围是多少？）经测试，可显示的数据范围是0255。6、小车行走轨迹接收和显示利用 PC 机的超级终端通过ZigBee 发送控制命令，在小车的ZigBee (XBee)接收控制命令，从而实现对LED 和电机的控制。发送1 时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。电路连线如下：Vdd红线Vss黑线RXP2TXP1VssLED4220 P3VssLED3220P4VssLED2220P5VssLED

11、1220P6程序如下： $STAMP BS2 $PBASIC 2.5pulseCount VAR Byte 循环计数变量RX PIN 2 接收引脚TX PIN 1 发送引脚a VAR ByteHIGH TXmain:SERIN RX, 84, DEC aDEBUG DEC a, CR 在显示终端上显示a的值DOIF a=1 THEN 要是 a=1 时HIGH 3 PIN3 为高电平，接LED1LOW 4 PIN4 为低电平，接LED2LOW 5 PIN5 为低电平，接LED3LOW 6 PIN6 为低电平，接LED4GOSUB Forward_Pulse 向前ELSEIF a=2 THEN 否

12、則 a=2 时LOW 3 PIN3 为低电平，接LED1HIGH 4 PIN4 为高电平，接LED2LOW 5 PIN5 为低电平，接LED3LOW 6 PIN6 为低电平，接LED4GOSUB Back_Up 向後ELSEIF a=3 THEN 否則 a=3 時LOW 3 PIN3 为低电平，接LED1LOW 4 PIN4 为低电平，接LED2HIGH 5 PIN5 为高电平，接LED3LOW 6 PIN6 为低电平，接LED4GOSUB Turn_Right 向右ELSEIF a=4 THEN 否則 a=4 時LOW 3 PIN3 为低电平，接LED1LOW 4 PIN4 为低电平，接LE

13、D2LOW 5 PIN5 为低电平，接LED3HIGH 6 PIN6 为高电平，接LED4GOSUB Turn_Left 向左ENDIF 结束GOTO main 跳回mainLOOPForward_Pulse:FOR pulseCount = 0 TO 100 发送前进单脉冲PULSOUT 13,850PULSOUT 12,650PAUSE 20NEXTRETURNTurn_Left: 左转大约90度FOR pulseCount = 0 TO 100PULSOUT 13, 650PULSOUT 12, 650PAUSE 20NEXTRETURNTurn_Right: 右转大约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实验结论 利用Zig-bee模块可以很好实现PC机与机器人之间的通讯，有效发送、接收数据，并可实现对机器人的远程控制。实验出现的问题及解决办法 实验一开始，按照指导书的示例写入程序后，在PC机的超级终端上无法出现程序里累加的计数值，观察Zig-bee模块后发现发送板有发送信号，绿色指示灯在闪烁，而

15、接收板没有反应，怀疑是地址设置不对。按照书上设置地址，但没有成功，后在老师的指点下一步一步的完成了地址的设置，对Zig-bee模块的地址设置有了很好的掌握。回答思考题1、通过PC 机控制小车沿指定路径行走；利用实验里的最后一个程序，可以直接在PC机上控制小车前进、后退、左转、右转，按照指定路径行走。2、尝试为通讯节点（小车和PC 机）设置地址； 实验第一步即为小车和PC机设置了地址。3、查阅资料，总结ZigBee 无线网络的技术特点。 Zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它有自己的协议标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器