无线尝础狈でロボットを动かす话
- 1. 无线尝础狈でロボットを 玲@仙台広瀬 動かすお話
- 2. 自己紹介 ?仙台高専広瀬キャンパス 情報工学科4年 ?科学部（いわゆるロボコン部）所属 ? ロボコンではプログラム（通信）担当 ?TwitterID:Plemling138 ? プロ高専生仕分けプロジェクトの首謀者…？
- 3. 背景 ?2009年度大会から2.4GHz帯（ZigBee、BT、 無線LAN、etc）の使用が解禁 ?’09年度は多足マシン-2足マシン間通信のみ ?以降はコントローラでも使用可 ?我がチームはこの大会から無線LAN使用
- 4. なぜ無線LAN？ （ 使 う と 決 めた時 の思惑 ）
- 5. 机器の构成（例） 通信用マイコン UDPパケット 無線LAN (H8/3069-LAN) LAN コンバータ ケーブル 無線LAN スイッチ入力 スライドボリューム LCD
- 6. 机器の构成（例） 無線LAN UDPパケット 通信用マイコン ルータ LAN (H8/3069-LAN) 無線LAN ケーブル シリアル通信 (送信/受信) 制御用マイコン （ATmega328）
- 7. ポイント ?インターネットプロトコルの1つ「UDP」を 使用 ?動画や音声のストリーミング等で使用される コネクションレス型のプロトコル ?要するに「とにかくパケットを送りつけて受 信側もとにかく受信し続け、損失を気にしな い」通信方式
- 9. 通信のしくみ ?押されたスイッチやボリュームなどのデータを UDPパケットに格納して送信 ?10mS間隔くらいで連続的に送信 ?受信側（ロボット側）はIPアドレス等のチェッ クをした後にパケット部分の値を読み込み、制 御用マイコンにデータを渡す ?通信用マイコン自体のI/Oピン数が少ないので、 モーターの制御などは他のマイコンで処理する ?制御用マイコンはその値によって回すモータや回 転速度などを変更する
- 10. ところで UDPパケットの解釈や制御用マイコンとの やりとりを行う ↓ 通常のマイコンプログラミングの要領では 開発や処理の面で効率が悪い ↓ 組み込みOSを使おう！
- 11. でも… ?組み込みOSとしてメジャーな「μITRON」や 「TOPPERS」はリファレンスがなかなか見つ からない ?マイコンに付いてきた「MES」はLANとシリア ルの共存に難有り、そしてシステム自体が重い ↓ じゃあ、OSごと作っちゃえ！
- 12. どんなOS？ ? 名前 「Realtime Embedded Infrastructure with Network Kernel (REI-N) 」 ? ベースシステム：KOZOS（後述） ? シリアル通信、LCDドライバ、DRAM展開、最低限の プロトコルスタック（ARP、ICMP、UDP）を実装 ? 電源投入後、即セッション可能 ? 遅延がほとんど発生しない ? 30分以上の連続通信?安定動作を実現 ? 万一システムエラーが発生しても自動でリブート
- 13. KOZOSとは？ ?2010年5月に発行された「12ステップで作る 組込みOS自作入門」で制作するOSの名前 ?秋月で売っているH8/3069Fネット対応マイコ ンで動作するOSを制作する ?本ではブートローダ、タスク管理、メモリ管理、 タスク间通信など基本的机能を掲载
- 14. KOZOSとは？ ?KOZOSを基に、先述のマイコンに付いている DRAMやLANチップ(RTL8019AS)、LCDドラ イバを実装 ?DRAM、LANチップの使い方に関しては公式 HPに使用法が載っている ?通信で最低限使用するARP、ICMP(Ping)、 UDPプロトコルを作成 ?ブートローダは使用せず、スタンドアロン動 作を実現
- 15. 利点(1) ?安定した通信 ? 通常PCがインターネット等で使用する機器を用いて 通信している ? 無線LAN機器を外し、マイコン同士をLANケーブル (クロス)で接続すれば無線機器使用禁止時でも動作 テストが出来る ? IP通信であるので、(理論的には)インターネット経 由で制御が出来る ? 操縦者が会場にいなくても操縦できるかも？ ? 使用する機器にもよるが、フィールド上は余裕で電 波が届く
- 16. 利点(2) ?自作ゆえの拡張性 ? 無線モジュールが独立しているから、ルータを分解し ない限りいくらでも改造が可能 ? スイッチやボリューム、センサの組み合わせによって 今までにない独創的なコントローラが作成可能 ? パケット仕様を自分たちで定義できる ? PCやスマートフォンをコントローラにすることも可能
- 17. で、 やっちゃいました。
- 18. で、 やっちゃいました。
- 20. どんな感じだったの？ ?今年のロボコンで実際にGalaxy TABにアプリ を入れてコントローラとして使用 ↓ ところが… ?オフェンスロボットの競技開始前に外部の（セ キュリティのかかっていない）APに接続が切 り替わってしまい、操作不能に… ?運営側に相談し再試合となるも、名取キャンパ スに5秒差で敗退
- 21. まとめ ?BluetoothやZigBee/XBeeなど様々な通信方 式がロボコンでも用いられるようになってき ?しかし、まだまだ通信トラブルなどが多い ?「通信出来なくて負ける」という事態を避ける ために、それぞれの通信方式や特性を理解し、 ベストな选択をしましょう！
- 22. ご清聴ありがとうございました。