Программирование LEGO NXT роботов на языке NXC - Коммуникации между роботами

Автор: Daniele Benedettelli

Перевод: © Ботов Антон aka =DeaD=, 2009

Эксклюзивно для www.roboforum.ru
копирование на другие ресурсы и публикация перевода
без разрешения его автора запрещены

Коммуникации между роботами

Если у вас есть больше чем один модуль NXT, тогда эта глава для вас (хотя вообще можно устанавливать связь не только между роботами, но и робота с ПК). Роботы могут связываться друг с другом через радиоканал Bluetooth: так что вы можете иметь нескольких роботов одновременно выполняющих общую задачу (или сражающихся друг с другом), кроме того вы можете построить большого сложного робота из двух NXT, так что можно будет использовать 6 сервомоторов и 8 сенсоров.

Для старого доброго RCX, это очень просто: он отправляет ИК-сообщение и все роботы вокруг принимают его.

Но в NXT реализован совершенно другой подход! Во-первых вам нужно соединить два или более NXT (или NXT и ПК) с помощью меню "Bluetooth" на модуле NXT; только тогда вы сможете отправлять сообщения к подключенным устройствам.

NXT который инициирует подключение называется Мастером, и может иметь до 3 подчиненных устройств, подключенных к линиям 1,2 и 3. Подчиненный модуль всегда видит мастера на линии 0. Вы можете отправлять сообщения в 10 доступных ячеек.

Отправка сообщений мастер-подчиненный

Ниже приведены 2 программы - одна для мастера, а вторая для подчиненного. Эти простые программы покажут вам, как быстрый непрерывный поток строковых сообщений может быть передан с помощью радиоканала между двумя модулями NXT.

Программа для мастера сначала убеждается, что подчиненный правильно подключен на 1 линию (константа BT_CONN) используя функцию BluetoothStatus(conn); после чего создает и отправляет сообщения состоящие из префикса "M" и возрастающих чисел с помощью функции SendRemoteString(conn,queue,string), одновременно получая сообщения от подчиненного функцией ReceiveRemoteString(queue,clear,string) и отображая получаемую информацию.

//MASTER
#define BT_CONN 1
#define INBOX 1
#define OUTBOX 5

sub BTCheck(int conn){
  if (!BluetoothStatus(conn)==NO_ERR){
    TextOut(5,LCD_LINE2,"Error");
    Wait(1000);
    Stop(true);
  }
}

task main(){
  string in, out, iStr;
  int i = 0;
  BTCheck(BT_CONN); //check slave connection
  while(true){
    iStr = NumToStr(i);
    out = StrCat("M",iStr);
    TextOut(10,LCD_LINE1,"Master Test");
    TextOut(0,LCD_LINE2,"IN:");
    TextOut(0,LCD_LINE4,"OUT:");
    ReceiveRemoteString(INBOX, true, in);
    SendRemoteString(BT_CONN,OUTBOX,out);
    TextOut(10,LCD_LINE3,in);
    TextOut(10,LCD_LINE5,out);
    Wait(100);
    i++;
  }
}

Программа подчиненного модуля очень похожа, но использует функцию SendResponseString(queue,string) вместо SendRemoteString, потому что подчиненный может отправлять сообщения только мастеру, находящемуся на линии 0.

//SLAVE
#define BT_CONN 1
#define INBOX 5
#define OUTBOX 1

sub BTCheck(int conn){
  if (!BluetoothStatus(conn)==NO_ERR){
    TextOut(5,LCD_LINE2,"Error");
    Wait(1000);
    Stop(true);
  }
}

task main(){
  string in, out, iStr;
  int i = 0;
  BTCheck(0); //check master connection
  while(true){
    iStr = NumToStr(i);
    out = StrCat("S",iStr);
    TextOut(10,LCD_LINE1,"Slave Test");
    TextOut(0,LCD_LINE2,"IN:");
    TextOut(0,LCD_LINE4,"OUT:");
    ReceiveRemoteString(INBOX, true, in);
    SendResponseString(OUTBOX,out);
    TextOut(10,LCD_LINE3,in);
    TextOut(10,LCD_LINE5,out);
    Wait(100);
    i++;
  }
}

You will notice that aborting one of the programs, the other will continue to send messages with growing numbers, without knowing that all the messages sent will be lost, because no one is listening on the other side. To avoid this problem, we could plan a finer protocol, with delivery acknowledgement.

Отправка чисел с подтверждением

Here we see another couple of programs: this time master sends numbers with SendRemoteNumber(conn,queue,number) and stops waiting for slave ack (until cycle, inside which we find ReceiveRemoteString); only if slave is listening and sending acks, the master proceeds sending the next message. Slave simply receives number with ReceiveRemoteNumber(queue,clear,number) and sends the ack with SendResponseNumber. Your master-slave programs must agree on the common code for the ack, in this case, I choose the hex value 0xFF. The master sends random numbers and waits for slave ack; every time it receives an ack with the right code, the ack variable must be cleared, otherwise the master will continue sending without new acks, because the variable got dirty. The slave checks continuously the mailbox and, if it is not empty, displays the read value and sends an ack to the master. At the beginning of the program, I choose to send an ack without reading messages to unblock the master; in fact, without this trick, if the master program is started for first, it would hang even if we start slave later. This way the first few messages get lost, but you can start master and slave programs in different moments without the risk of hanging.

//MASTER

1. define BT_CONN 1
2. define OUTBOX 5
3. define INBOX 1
4. define CLEARLINE(L) \

TextOut(0,L," "); sub BTCheck(int conn){ if (!BluetoothStatus(conn)==NO_ERR){ TextOut(5,LCD_LINE2,"Error"); Wait(1000); Stop(true); } } task main(){ int ack; int i; BTCheck(BT_CONN); TextOut(10,LCD_LINE1,"Master sending"); while(true){ i = Random(512); CLEARLINE(LCD_LINE3); NumOut(5,LCD_LINE3,i); ack = 0; SendRemoteNumber(BT_CONN,OUTBOX,i); until(ack==0xFF) { until(ReceiveRemoteNumber(INBOX,true,ack) == NO_ERR); } Wait(250); } } //SLAVE

1. define BT_CONN 1
2. define OUT_MBOX 1
3. define IN_MBOX 5

sub BTCheck(int conn){ if (!BluetoothStatus(conn)==NO_ERR){ TextOut(5,LCD_LINE2,"Error"); Wait(1000); Stop(true); } } task main(){ int in; BTCheck(0); TextOut(5,LCD_LINE1,"Slave receiving"); SendResponseNumber(OUT_MBOX,0xFF); //unblock master while(true){ if (ReceiveRemoteNumber(IN_MBOX,true,in) != STAT_MSG_EMPTY_MAILBOX) { TextOut(0,LCD_LINE3," "); NumOut(5,LCD_LINE3,in); SendResponseNumber(OUT_MBOX,0xFF); } Wait(10); //take breath (optional) } }

Прямые команды

There's another cool feature about Bluetooth communication: master can directly control its slaves. In the next example, the master sends the slave direct commands to play sounds and move a motor; there is no need for a slave program, since it is the firmware of the slave NXT to receive and manage messages! //MASTER

1. define BT_CONN 1
2. define MOTOR(p,s) RemoteSetOutputState(BT_CONN, p, s, \

OUT_MODE_MOTORON+OUT_MODE_BRAKE+OUT_MODE_REGULATED, \ OUT_REGMODE_SPEED, 0, OUT_RUNSTATE_RUNNING, 0) sub BTCheck(int conn){ if (!BluetoothStatus(conn)==NO_ERR){ TextOut(5,LCD_LINE2,"Error"); Wait(1000); Stop(true); } } task main(){ BTCheck(BT_CONN); RemotePlayTone(BT_CONN, 4000, 100); until(BluetoothStatus(BT_CONN)==NO_ERR); Wait(110); RemotePlaySoundFile(BT_CONN, "! Click.rso", false); until(BluetoothStatus(BT_CONN)==NO_ERR); //Wait(500); RemoteResetMotorPosition(BT_CONN,OUT_A,true); until(BluetoothStatus(BT_CONN)==NO_ERR); MOTOR(OUT_A,100); Wait(1000); MOTOR(OUT_A,0); }

Подводим итоги

In this chapter we studied some of the basic aspects of Bluetooth communication between robots: connecting two NXTs, sending and receiving strings, numbers and waiting for delivery ackowledgments. This last aspect is very important when a secure communication protocol is needed. As extra feature, you also learned how to send direct commands to a slave brick.