月球車與地球系統(tǒng)通信協(xié)議1

1、月球車與地球基地服務器通信協(xié)議概述1 通信結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡ESSID=ETCLINKpassword=月球車月球車IP=Getway ip=)無線局z_.域網(wǎng) 上;無線接入點無線接入點IP=地球基地LJ地球基地IP=Getway ip=Getway ip=圖1通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖無線評分通信系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示，由月球車、評分系統(tǒng)和無線接入點 組成。無線網(wǎng)絡采用標準的 802.11g標準，無線網(wǎng)絡名稱為：ETCLINK無密碼 認證。無線接入點IP和網(wǎng)關(guān)由組委會現(xiàn)場指定。地球基地IP和網(wǎng)關(guān)組委會現(xiàn)場 指定。月球車的IP由組委會現(xiàn)場指定，范圍為：192.168.1.1192.168.1.250 , 月球車

2、需要按組委會要求配置網(wǎng)關(guān)。2 底層協(xié)議本系統(tǒng)采用標準的TCP/IP協(xié)議完成地球基地和月球車通信，其中地球基地 作為TCP的服務器端，月球車作為TCP的客戶端。每次通信由月球車發(fā)出連接請 求，服務器響應后建立連接，月球車和地球基地之間進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸完成后斷開該次連接。在通信中，套接字(socket )網(wǎng)絡地址類型選取在In ternet上通信的網(wǎng)絡 地址類型(AF_INET，套接字類型采用流連接方式(SOCK_STRE)和默認的網(wǎng) 絡協(xié)議。連接端口 port由組委會現(xiàn)場指定。3 應用層通信協(xié)議在應用層增加ACK確認機制的通信模式來增加通信的可靠性。首先月球車向 評分系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)報文，地球

3、基地收到數(shù)據(jù)報文后根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容向月球車發(fā)送 一個確認數(shù)據(jù)報文供月球車處理。除傳輸圖片數(shù)據(jù)外，應用層數(shù)據(jù)采用固定長度為40個字節(jié)的數(shù)據(jù)進行每次傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不夠的用0x00補滿。圖像采用兩次 通信過程來完成，第一次月球車發(fā)出上傳圖像請求報文， 評分系統(tǒng)接受請求后返 回接收請求數(shù)據(jù)報，月球車收到評分系統(tǒng)的接收請求數(shù)據(jù)報文后發(fā)送圖像數(shù)據(jù)， 圖像大小為寬160像素、高128像素4 通信流程月球車和評分系統(tǒng)的通信流程如圖二所示。主要有啟動請求命令1. 命令格式月球車請求格式：（同步頭1）（月球車編號）（備用）（請求命令）（數(shù)據(jù)）； 評分系統(tǒng)反饋格式：（同步頭2）（月球車編號）（備用）（反饋命令）（狀態(tài)

4、）;1）同步頭為一字節(jié)數(shù)據(jù)，同步頭 仁0x55，同步頭2=0xAA2）月球車編號為一個字節(jié)，每個參賽隊的編號由組委會現(xiàn)場指定，用十六進制 數(shù)表示，如35號車，用0x23，默認值為0x00;3）備用為一個字節(jié)，默認值為0x25;4）請求命令為一個字節(jié)，詳見表一所示，反饋命令為一個字節(jié)，詳見表一所示;5）數(shù)據(jù)根據(jù)命令不同分為三類：測量數(shù)據(jù)、圖像上傳請求數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)格式：（數(shù)據(jù)長度）（數(shù)據(jù)物理類型）（任務號）（測量值） 數(shù)據(jù)長度指明后面的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，用 16進制表示； 數(shù)據(jù)物理類型指明數(shù)據(jù)是采集何種物理量，具體如表二所示； 任務號是比賽中完成的測量數(shù)據(jù)任務順序，第一個任務的測量數(shù)據(jù)為第二

5、個任務的測量數(shù)據(jù)為2,以此類推，用一個字節(jié)的16進制數(shù)表示；測量值統(tǒng)一采用ASCII碼表示；例如采集的溫度為109.4度，完整的數(shù)據(jù)格式為：0x07 0x01 0x03 0x31 0x30 0x39 0x2E 0x34，其中0x07表示后面數(shù)據(jù)長度為7, 0x01表示測量的是溫度， 0x03表示任務號，剩下的是溫度值的 ASCII碼；命令中沒有數(shù)據(jù)上傳的數(shù)據(jù)長 度為0x00。圖像上傳請求數(shù)據(jù)格式：（任務號）（圖像特征）（圖像點陣大小）（圖 像列數(shù)）（圖像行數(shù)）任務號是比賽中完成的圖像數(shù)據(jù)上傳任務順序，第一幅圖像上傳請求為1，第二幅圖像上傳請求為2,以此類推，用一個字節(jié)的16進制數(shù)表示；圖像特征

6、是上傳圖像的顏色和形狀，用一個字節(jié)的無符號16進制數(shù)表示， 如表三所示；圖像點陣大小是上傳圖像的總的像素值，用無符號的整數(shù)表示；圖像列數(shù)是上傳圖像的列值，用無符號的短整數(shù)表示； 圖像行數(shù)是上傳圖像的行值，用無符號的短整數(shù)表示； 圖像數(shù)據(jù)格式：（圖像數(shù)據(jù)）圖像數(shù)據(jù)采用行列掃描方法，每一個像素用16bit表示，采用RGB56賂式。6）狀態(tài)為一個字節(jié)，表明地球基地接收數(shù)據(jù)正確與否，正確時狀態(tài)為1，錯誤時狀態(tài)為0，供月球車應用程序處理。例如：月球車19號，請求啟動：0x55 0x13 0x25 0x01地球基地反饋為：0xaa 0x13 9x25 0xfe 0x01表一請求命令和反饋命令表請求命令反饋

7、命令描述0x010xFE:月球車啟動出發(fā)命令0x020xFD月球車請求發(fā)送圖像命令0x030xFC月球車發(fā)送圖像數(shù)據(jù)0x040xFB:月球車發(fā)送測量數(shù)據(jù)表二數(shù)據(jù)物理類型表物理類型值物理意義單位0x01溫度攝氏度0x02濕度百分比0x03礦物含量百分比0x04高度或者長度米0x05其他無表三圖像特征數(shù)據(jù)表圖像特征值圖像形狀圖像顏色0x01三角形紅色0x02三角形綠色0x03三角形藍色0x04矩形紅色:0x05矩形綠色0x06矩形藍色0x07圓形紅色0x08圓形綠色0x09圓形藍色2. 月球車啟動出發(fā)命令請求命令：0x55 DD MM 0x010x55是開始命令的同步頭；DD是月球車的編號，由評委

8、指定，默認值為 0x00； MM是備用位，默認值是0x25；0x01是月球車請求啟動命令。 該命令沒有數(shù)據(jù)內(nèi)容上傳。反饋命令：0xaa DD MM 0xFE CC0xaa是反饋開始命令的同步頭；DD是月球車的編號，由評委指定，默認值為 0x00； MM是備用位，默認值是0x25；0xFE是反饋的啟動命令，表明請求接收正確； CC是命令參數(shù)，0x00表示啟動，其他值表示等待。3. 月球車請求發(fā)送圖像命令請求發(fā)送圖像命令：0x55 DD MM 0x02 SS TT ZZ CC RR 0x55是開始命令的同步頭；DD是月球車的編號，由評委指定，默認值為 0x00； MM是備用位，默認值是0x25；

9、0x02是月球車請求發(fā)送圖像命令；SS是圖像順序號；TT表示圖像特征；ZZ是圖像大??；CC是圖像列值；RR是圖像行值；反饋命令：0xaa DD MM 0xFD0xaa是反饋開始命令的同步頭；DD是月球車的編號，由評委指定，默認值為 0x00； MM是備用位，默認值是0x25；0xFD是反饋的接收發(fā)送圖像命令，表明請求接收正確。發(fā)送圖像數(shù)據(jù)：0x55 DD MM 0x03 PP PP PP0x55是開始命令的同步頭；DD是月球車的編號，由評委指定，默認值為 0x00;MM是備用位，默認值是0x25;0x03是月球車發(fā)送圖像數(shù)據(jù)；PP是月球車發(fā)送的BMF圖像數(shù)據(jù)，圖像大小行最大為 512,列最大為

10、640。反饋命令：0xaa DD MM 0xFC RR0xaa是反饋開始命令的同步頭；DD是月球車的編號，由評委指定，默認值為 0x00；MM是備用位，默認值是0x25;0xFC是反饋的接收發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，表明請求接收正確；RR是反饋參數(shù)，0x01表示接收正確，0x00表示接收錯誤；4. 月球車發(fā)送測量數(shù)據(jù)發(fā)送測量數(shù)據(jù)：0x55 DD MM 0x04 NN NN0x55是開始命令的同步頭；DD是月球車的編號，由評委指定，默認值為 0x00；MM是備用位，默認值是0x25；0x04是月球車發(fā)送測量數(shù)據(jù)；NNNN是月球車發(fā)送的測量數(shù)據(jù)，數(shù)值統(tǒng)一采用 ASCII碼表示，例如采集的高 度為 639.46 度，完整的數(shù)據(jù)格式為：0x08 0x04 0x01 0x36 0x33 0x39 0x2E 0x34 0x36，其中0x08表示后面數(shù)據(jù)長度為8, 0x04表示測量的是高度，0