機器人遙操作網(wǎng)絡通信平臺的設計
本文的程序設計是基于TCP/IP協(xié)議的,使用客戶機/服務器模式。本程序設計調(diào)試的網(wǎng)絡環(huán)境為采用Windows XP中的 TCP/IP協(xié)議配置的局域網(wǎng),服務器的的IP地址是“192.168.0.104”,通信端口可任意設置,本文設為4231。
2.1 通信平臺程序的實現(xiàn)流程
服務器是控制機器人的主控制臺,通過服務器可以控制機器人的爬行、檢測以及轉(zhuǎn)向等。本文中服務器端程序,主要是建立一個能夠讓客戶端連接的端口,并通過監(jiān)聽,與需要連接的客戶端建立連接,并與其進行數(shù)據(jù)信息通信,將機器人傳感器獲取的機器人的狀態(tài)信息發(fā)送給客戶端來實現(xiàn)遠程信號處理,并接收來自的客戶端的控制信息以實現(xiàn)對機器人的操控。
客戶機端是對機器人進行遠程控制的計算機,它通過請求與服務器建立連接之后,將控制信息傳送給服務器端,服務器端根據(jù)控制信息實現(xiàn)對機器人控制。而且,客戶機端還能夠接受服務器傳送過來的機器人狀態(tài)信息,以便對機器人獲取的信息進行處理。本文的客戶機端程序通過Connect()與服務器建立連接,來達到相互通信的目的。
網(wǎng)絡通信平臺實現(xiàn)的流程圖如圖3所示。服務器端程序是通信平臺的核心部分,本文的服務器端程序不僅可以實現(xiàn)與一個遠程客戶機端的單對單通信,而且可以與多個客戶機端同時進行通信。客戶機端程序相對于服務器端程序比較簡單,沒有了服務器端程序的監(jiān)聽程序和接受連接程序,但是比服務器端增加了連接程序。連接程序和監(jiān)聽程序是區(qū)別于服務器端程序和客戶機端程序的標志。
圖3 通信平臺流程圖
?。?) 監(jiān)聽程序
Listen()(監(jiān)聽程序)是服務器程序區(qū)別于客戶機端程序最主要的標志,服務器端通過監(jiān)聽程序來監(jiān)聽有沒有客戶機端請求連接。當有客戶機提出連接請求,通過監(jiān)聽程序?qū)⑦B接請求發(fā)至服務器來建立兩者之間的連接,服務器與客戶機才能實現(xiàn)通信。監(jiān)聽程序還是區(qū)別使用了流式套接字或數(shù)據(jù)報式套接字的標志。監(jiān)聽程序的存在為網(wǎng)絡通信提供了可靠、無差錯的連接。
?。?)連接程序
Connect()(連接程序)是客戶端中所獨有的程序,是向服務器端發(fā)送連接請求所編寫的。連接程序在收到客戶機端需要連接服務器的請求之后,就會發(fā)送所需要連接的服務器IP地址和服務器端口。發(fā)送之后會等待連接消息的反饋消息,來確認客戶機端是否連接成功。
(3) 接受連接程序
Accept()(接收連接程序)是客戶機端對應于客戶機端連接程序而編寫的,該程序可以實現(xiàn)對連接程序的反饋。當程序接收到客戶機端程序發(fā)來的連接請求時,會對客戶機反饋回連接是否成功的消息,而且該程序可以獲取要求連接的客戶機端的IP地址和端口,以便服務器端可以記錄客戶機端的連接狀態(tài)信息。
(4)發(fā)送消息程序
Send()(發(fā)送消息程序)可以實現(xiàn)控制信息實時地從遠程操作者一方發(fā)向服務器,而機器人的狀態(tài)信息又通過各種傳感器(如視覺傳感器、力覺傳感器等)獲取后,由服務器反饋給遠程客戶端。
?。?)接收消息程序
Receive()(接收消息程序)可以實現(xiàn)客戶機或者服務器端接收來自對方發(fā)送的數(shù)據(jù)消息。該程序在服務器和客戶機中都是一致的,配合發(fā)送消息程序?qū)崿F(xiàn)了客戶機和服務器之間的數(shù)據(jù)消息通信。
2.2 實驗結(jié)果
本文的網(wǎng)絡通信平臺運行之后的界面輸出圖像如圖4所示。
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