Глава 2. Технические средства организации связи
2.1. Модуль беспроводной связи Wi-Fi Bee V.2
Связь между веб-интерфейсом и роботизированной платформой осуществляется с помощью модуля Wi-Fi Bee. Wi-Fi Bee поддерживает стандарты 802.11b/g, обладает 32 битным процессором, встроенной реализацией стека TCP/IP, часами реального времени, обновляемыми через Интернет, собственный DC-DC преобразователь и антенну. Этот модуль имеет 8 аналговых входов, которые могут опрашивать датчики и отправлять считанное 14-битное значение на удалённый web-сервер. Диапазон измерения аналогового сигнала: 0–1,2 В. Данный модуль выполнен в форм-факторе XBee. Внешний вид модуля представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 - модуль беспроводной связи Wi-Fi Bee v.2
Данный модуль поддерживает следующие стандарты шифрования:
WEP-128 (только «open mode»)
WPA2-PSK (только AES)
WPA1-PSK (только TKIP)
Характеристики
Мощность передатчика: 0–12 дБ
Диапазон частот: 2402–2480 МГц
Поддерживаемые каналы: 0–13
Номинальное напряжение питания: 3,3 В
Напряжение питания от батареи: 2–3 В
2.2. Плата расширения Wireless Shield.
Wireless Shield — это плата расширения с площадкой и необходимым обвесом для установки модулей беспроводной связи XBee или других модулей аналогичных им по форм-фактору. На плате имеется переключатель, который позволяет выбирать режим: в первом положении модуль взаимодействует с микроконтроллером Arduino, что позволяет обмениваться данными; во втором — непосредственно с USB-serial преобразователем Arduino, что позволяет прошивать модули XBee на месте, не используя отдельный XBee-USB адаптер. Переключатель изображён на рисунке 3.
Рисунок 3 – Переключатель
Выделенный регулятор напряжения преобразует 5 В с Arduino в необходимые для модуля 3,3 В. Ряд светодиодов отражает текущее состояние модуля. Внешний вид платы расширения изображен на рисунке 3. Для коммуникации с XBee Wireless Shield занимает 0-й (RX) и 1-й (TX) контакты Arduino. Если используется SD-карта, используются контакты шины SPI: 11-й, 12-й, 13-й.
Рисунок 4 - плата расширения с площадкой
Глава 3. Реализация связи между роботизированной платформой и веб-интерфейсом
3.1. Конфигурация аппаратных средств связи
Исходя из архитектуры сети, требуется конфигурация таких аппаратных средств как: маршрутизатор, веб-сервер и непосредственно Wi-Fi Bee модуль.
В маршрутизаторе производится настройка DHCP сервиса, DDNS, IP forwarding. Поскольку роутер не имеет внешнего статического IP-адреса, используется сервис D-Link DDNS, который позволяет назначать постоянное доменное имя устройству (компьютеру, сетевому накопителю) с динамическим IP-адресом. Это может быть IP-адрес, полученный по DHCP или по IPCP в PPP-соединениях (например, при удалённом доступе через модем). Другие машины в Интернете могут устанавливать соединение с этой машиной по доменному имени и даже не знать, что IP-адрес изменился. Веб-серверу задаётся статический IP-адрес в локальной сети и проводится регистрация доменного имени.
Используемый веб-сервер Winginx - это комплекс локального веб-сервера под Windows для разработки на PHP и Node.js с использованием баз данных MySQL, MongoDB, Redis, memcached.
3.2. Настройка по Wi-Fi Bee для работы с беспроводной сетью
Настройка Wi-Fi модуля производится с помощью специального программного обеспечения. Проанализировав выбор данного программного обеспечения было принято решение об использовании программы SSCOM3.2. Непосредственно настройка Wi-Fi модуля производится следующим образом:
Перевод джампера платформы в положение “USB”
Подключение платформы Arduino USB кабелем к ПК
Конфигурация с помощью АТ-команд через ПО SSCOM3.2
Приведем пример настройки Wi-Fi Bee модуля. Во первых необходимо выбрать номер serial порта и щёлкнуть на кнопку "Open Com" и установить baud rate на 9600. Далее необходимо ввести AT команду “$$$”, после этого программа выведет сообщение "CMD", что говорит нам об успешном входе в режим конфигурирования. Затем следует поставить галочку напротив "SendNew" и отправить следующую AT команду «set u b 9600» чтобы установить скорость передачи 9600 бод. Можно установить другую скорость, вплоть до 38400 бод. Дальше следует ввести команду «show net» в строку ввода команд, для отображения информации о сети. Ввести «scan» для просмотра всех “видимых” для Wi-Fi Bee сетей. Отправить АТ команду «set wlan join 1» для автоматического подключения к сети, которая находится первой в списке “видимых”. Ввести «set wlan ssid» имя_сети, затем «set wlan pass» пароль_сети, где имя_сети и пароль_сети ввести от подключаемой WiFi сети. Отправить «save» для сохранения текущей конфигурации, а затем «reboot» для перезагрузки. Главное окно программы SSCOM3.2 представлено на рисунке 4.
Рисунок 5 - интерфейс программы SSCOM3.2