机器人与PC机的无线通讯研究

摘要
本课题是实验室的实验设备开发研究项目，针对能力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机与能力风暴机器人的无线通讯问题，最终实现了PC机与能力风暴机器人及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，在能够进行数据通讯的基础上，对无线数传模块的通讯协议进行修改，使之能够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机对能力风暴机器人的通讯控制软件，可以实施对能力风暴机器人的实时控制。并对能力风暴机器人主板进行改进，使得程序下载自动运行，完全脱离手动过程。
关键字：能力风暴机器人；WAP200B数传模块；RS232串口；无线数据通讯协议。
Abstract
This subject researches into the laboratory equipment. And gives effective solutions towards little memory of Ability Storm Robot . It also gives 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 Modem ， 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 solutions 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 Ability 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
第一章综述... 11.1 机器人综述... 11.2 现代机器人的发展及应用前景... 21.3 机器人的无线通讯... 51.4 本文的工作... 6第二章能力风暴机器人... 72.1 能力风暴机器人简介... 72.2 图形化交互式C语言简介... 92.3 能力风暴机器人的无线通讯... 11第三章 WAP200B无线数传模块... 143.1 WAP200B无线数传模块简介... 143.2 WAP200B无线数传模块技术参数及配置方式... 173.3 PC机与能力风暴机器人串口通讯协议简介... 203.4 RS—232串口通讯... 22第四章 PC机与机器人无线数据通讯... 244.1 无线数传模块的安装与调试... 244.2 PC机对能力风暴机器人的基本控制过程... 264.3 能力风暴机器人硬件改造... 32第五章无线通讯的应用... 345.1 现场测量的应用... 345.2 传输机制透明便于处理... 365.3 串口无线数据传输的应用前景... 375.4 串口无线数据传输的功能拓展... 37参考文献：... 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，人类文明不断发展，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，并且能够完成我们预期要完成的工作，因此在我们的脑海里就出现了“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能力。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，世界各国都在深入研究，随着计算机技术的发展，现在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

为了提高工作效率，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提高，现在世界各国不断深入探究机器人。将来机器人必将在我们的生活当中充当十分重要的角色。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，们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。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。
1.1.2
机器人的几个发展时期

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，大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车；行一里，车上木人击鼓一下，每行十里则击钟一下。三国时期，蜀国丞相诸葛亮发明了“木牛流马”，用它来运送军粮，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。为了确保汽车生产流水线的产品质量，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行动作示教，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。它们有幽默感，它们还会用基于隐私的理由而拒绝回答那些敏感问题，并交叉双臂向你鞠躬。[1]
1.2 现代机器人的发展及应用前景

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生产。伟大的发明家爱迪生曾说：“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的十分容易滑倒的路面上，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。它的步行能力由此可见一斑。[1]
相信在不久的将来，我们可以通过改进机器人的制造工艺，以及计算机技术的应用，通过使用新的材料，使得机器人的应用越来越广泛。20世纪60年代，由于日本经济的高速发展，导致了劳动力的严重不足。同一时期，美国研制了工业机器人，这无疑给日本的经济发展带来了福音。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进了工业机器人及其技术，于1968年试制了第一台日本产的工业机器人“尤尼曼特”。经过长时间的消化与吸收，日本的工业机器人从摇篮时期走向了成熟的应用期。工业机器人的应用领域从汽车制造业开始，逐步向其他领域扩展。到了80~90年代，日本的工业机器人可谓处于繁荣昌盛时期。几乎无处不在，再加上日本政府的大力支持，80年代被称为日本机器人的“普及元年”。[2]
1.2.1
新材料的应用

现代科技越来越发达，新的特种材料的应用，不仅使得机器人的体积很小，并且结构也越来越合理，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”概念首先是由美国未来学家德雷克斯勒提出的。1968年，他在一本名为《造物引擎》的书中描述了能够进行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“ 灰色粘质”。德雷克斯勒的“ 纳米技术” 概念听上去有点幻想，但确实是一种天才的预言。随着纳米技术的迅猛发展，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基础。现在，各军事大国相继制定了项目繁多的军用纳米技术开发应用计划，美国在此领域取得的进步最大。
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突破。小而精的机器人也越来越广泛的出现在我们的生活当中，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]
1.2.2
计算机的应用

计算机的发明是人类的一大跨越，很多数据计算可以通过计算机，而人的作用就是对计算机的计算结果进行综合比较，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精确的。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体现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行运作。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达到的目的，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相互依存的，没有计算机的实现，机器人是一个很简单的劳动工具；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相互依存的，密不可分的。
1.2.3
是人类生产的辅助工具

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。各种各样的灵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索。
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表面上快速的活动。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，蜘蛛机器人很适合勘探彗星、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
，厚几百微米。它由一种随电压变化而伸缩的高分子材料与一种不易挥发的离子液体混合制成，可以在正常环境下长期使用。这种人造肌肉可根据施加在其表面上的电压强度和方向，改变弯曲的程度和方向。在人造肌肉的表面加上1．5伏的电压，可上下最大弯曲40微米，电压再加大，可弯曲数百微米。如电压方向改变，人造肌肉弯曲的方向也会改变。另外，人造肌肉对电流的灵敏度很高，打开和关上电源，人造肌肉的反应时间仅为0．1秒。因此如果在微型机器人的关节和驱动部位装上这种人造肌肉，它可像人的关节一样发挥作用。科学家发明了一种新型的波纹金属膜，它可以用来制作机器人的“皮肤”。这种波纹状金属膜即使长度拉伸一倍也仍然能导电，而不像一般的导线会拉断。因为在类似人类皮肤的硅橡胶薄膜里面，埋有25纳米厚的黄金薄膜制作的弹性连接器，所以，机器人的“皮肤”有很大韧性，至少拉伸15％也不会断裂。

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应。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来临，它能给人提供各种知识和信息服务，该机器人是以影像和文字识别功能以及语音合成技术相结合而制作的。它能从人的脸型中判断其身份，也能够辨认文字，并把它读出来。它能够与人做一些简单的沟通，甚至能够在网上聊天。这种新型智能机器人的智商只有40，但经过一些具体改进的话，能够提高到70—80左右。设计该机器人的特点是能够及时地应用软件技术的新成果，实用性很强。现阶段已经能够制造出盲人用的智能机器人、读书机器人等。
虽然真正会思考的机器人还没有出现，但是可以预料，在不久的未来这种机器人会诞生。一旦这种机器人来到世界上，不少科学家也担心机器人太聪明了，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。[4]
1.3 机器人的无线通讯

对于机器人控制，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，无线通讯十分发达，几乎所有的移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，如果没有无线通讯，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，在发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，如果脱离了无线电波，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，而且距离很短。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，除了省去布线的麻烦，还有一点就是传输的距离长，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，在对能力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，实验室购买的能力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，从而实现对能力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，达到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能力风暴机器人下载新的程序，达到对能力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实施排爆过程中，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。

第二章能力风暴机器人

2.1 能力风暴机器人简介

AS-UII能力风暴机器人是由广茂达公司生产的大学版机器人，扩展能力强，是动手操作和实现能力培养的机器人平台，它还可以借助于交互式C语言和开放式接口进一步提高机器人的开发潜力。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能力得到进一步的训练和提高。在具体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，使得在对能力风暴进行实际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、开发与实践中通过自身体验，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。[5]

2.1.1
机器人组成

能力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。实验中采用能力风暴智能机器人作为平台，能力风暴是一个直径为30cm

，高 13cm 的顶端为半圆形，下部装有圆形碰撞环的移动机器人，它采用单片机M68HC11作为微处理器，扩展了32 k的静态不挥发RAM ，辅助以驱动、通讯、复位等外围电路。整个能力风暴智能机器人平台有以下主要特点：

(1) 是典型的自主移动机器人。具有较高的自规划、自组织、自适应能力，适合于在比较复杂的非结构环境中工作，是一个高智能、高模块的复杂系统；
(2) 配有一定数量的传感器，具有一定的感知周围环境的能力。传感器包括2支红外发射管和 1 支红外接收模块，2 支光传感器和4 支碰撞传感器，另外，还包括旋转角度编码器和麦克风。红外传感器可以判断前方约 120度内，距离在10～50 cm

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语言进行编程。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 ASBUS(ability storm BUS) 。这样可方便对机器人的外围电路进行扩展，也为机器人之间的相互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。[6]
（5）液晶显示屏的作用是显示能力风暴机器人的输出等一些需要直观显示的数据。
2.1.2
机器人性能扩展

能力风暴机器人提供了各种扩展卡，用户可以根据需要对能力风暴机器人进行扩展。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。
能力风暴机器人的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。如果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，进行自己的设计，在设计之前必须熟知各个扩展地址，否则可能会出现事半功倍的结果甚至会导致一些不必要的麻烦。
功能的扩展是能力风暴机器人的一大特色，由于能力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机对能力风暴机器人的数据传输，能力风暴机器人与能力风暴机器人之间的数据传输，还可以实现PC机对能力风暴机器人的程序下载。[7]
2.2 图形化交互式C语言简介

对于C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，又能够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，十分方便。[8]
2.2.1 VJC
简介

图形化交互式C语言（简称VJC）是用于能力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 为开发智能机器人项目、程序与算法、教学等提供了简单而又功能强大的平台，是全球开创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，用户不用关心语言实现的细节，同时也有效避免了语法错误，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所示能够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基础也很容易上手。另外流程图因为结构清晰，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。
交互式C语言（简称JC）是用于能力风暴智能机器人的专用开发语言。 JC由两部分组成：编译环境和能力风暴操作系统ASOS。JC实现了标准C语言的一个子集，它包括控制语句（for，while，if else）、局部变量和全局变量、数组、指针、16位和32位整数以及32位浮点数。JC不直接编译生成针对特定处理器的机器代码，而是先编译生成基于堆栈虚拟机的伪代码。然后这种伪代码由能力风暴操作系统解释执行。JC这种不寻常的编译方式有以下优点：
（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对比：
JC语言是建立在ANSI C标准上的。但是它们有些重要的区别。许多区别是因为JC比标准C更“安全”。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，也不可以进行指针运算。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 能力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。比如说，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，如果在短距离可以用有线通讯，而长距离就需要无线通讯了。并且有线通讯有种种的局限性，最大的一点就是距离越长越不可靠，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机对能力风暴机器人的串口无线通讯。由于串口通讯在现在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，红外线的有效作用距离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距离近，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行串口通讯。WAP200B无线数传模块的作用距离长，并且波特率范围广，适合于一般场合的无线数字通讯。
2.3.1
通讯模块的作用

（1）保护设备
实现无线数据通讯的主要目的是取代数据线，实现长距离的数据通讯。更加方便快捷，能力风暴机器人的数据传输使用的是RS232串口通讯协议，数据线连接时用-15v代表二进制的1，用+15v代表二进制的0，这么大的电压差，如果使用不慎很容易将我们的元器件烧坏。而如果加上无线数据通讯模块，那么就不需要数据线的反复插拔，方便下载。也就不用担心没有关电源插拔数据线。接通能力风暴机器人的电源，并且WAP200B无线数传模块直接安装在能力风暴机器人上，剩下的程序修改，程序下载就不需要再通过插拔数据线。避免了由于忘记关电源，导致带电插拔数据线而对设备造成损坏。
（2）实时通讯
通过无线数传模块可以在各种情况下实现对能力风暴机器人的实时控制。能力风暴机器人的功能非常强大，但是它只是一个不会进行“人际交往”的机器人，如果我们有一些想法想尽快告诉它，还必须给它“重新输血”。如果情况复杂，而且距离很远，数据交换就变得非常困难。所以无线通讯就是增强能力风暴机器人的“人际交往”能力，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，就改变了能力风暴机器人的内部程序，而且由于无线通讯是全开放的。在多个能力风暴机器人的程序下载过程中，我们直接对所有的机器人广播就可以了。
PC机接收能力风暴机器人反馈的信息，对能力风暴机器人的实时控制是为了让能力风暴机器人按照我们的意图运行程序，但是能力风暴机器人具体做的怎么样，除了通过我们的观察，我们是没有具体的反馈信息。也就是我们需要对能力风暴机器人执行过程中的运动参数进行修改，如果单凭视觉观察，是没有办法给出精确的数值，而能力风暴机器人本身带的传感器所探测的信息也没有办法传输回给计算机处理。所以接收能力风暴机器人反馈的信息是数据通讯的一个部分，是我们实现对能力风暴机器人实时状态控制的信息来源。
（3）取代数据线进行稳定数据传输
通过测试，WAP200B无线数传模块对能力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、发射功率进行修改。共有64个频道。
2.3.2
通讯模块的经济性

在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行一定的考虑。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能力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，如果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
3.1 WAP200B无线数传模块简介

3.1.1 WAP200B
无线数传模块特征

（1）抗干扰能力强，传输稳定

WAP200B无线数传模块基于FSK的调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力，在信道误码率为10-2时，可得到实际误码率10-5～10-6，在主从式系统应用并且主机需要定时发送时，可以设置成自动跳频模式，以提高抗干扰能力；内置高速 MCU 做FEC（前向纠错）处理，通信可靠性可与有线媲美；适用于RS232串口数据通讯，主要器件是WAP200B无线数传模块，适用TTL逻辑电平，经过MAX202的TTL—RS232、RS232—TTL电平转换，与需要通讯的设备进行连接。
（2）参数软件修改，参数设置掉电即保存
通讯的频道数是64，波特率从1200bps到115200bps，发射功率可以在线修改。当需要修改频道、波特率、发射功率时，通过向通讯模块下发16进制的指令来修改。
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、停止位为1、发射的频率为434.026MHz。[9]
（3）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。还有一种模式就是WAP200B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。
3.1.2
基本组成、接口特性

如图3.1，从左至右为电源接口、RS232串口、稳压电源、MAX202电平转换芯片、WAP200B RF Modem、天线、数据发送指示灯、数据接收指示灯、参数调整指示灯、电源指示灯。
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

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机器人与PC机的无线通讯研究(一)