webots仿真——多机器人通信(C语言代码)

Webots中提供了无线通信模块：

•  Emitter：通信发射模块
•  Receiver：通信接收模块

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Emitter

Emitter用来发射无线电、串口或红外通信信号。只能发送数据，不能接收数据。

使用方法：

Step1：添加一个robot节点，在robot节点的children子节点下添加emitter节点。

Step2：在emitter节点的children子节点下添加shape，为发射器建立一个三维外形。 (该步骤可以不做)

Step3：配置发射器参数

•  type：用来设置信号的类型。“radio”指无线电(即最常用的无线通信)，“serial”指串口通信，“infra-red”指红外通信。默认为无线电模式。其中红外通信会受到障碍物遮挡，无线电不受障碍物影响。
•  range：通信距离，以米为单位。当该项为-1时，通信距离无穷远。
•  channel：通信通道，整数。接收器和发送器的通信通道号必须一致，才能建立通信。当该项为-1时，发射器在所有通道进行广播。
•  baudRate：波特率，影响数据传输速度。当为-1时，传输速度无限快，数据包瞬间到达。

Step4：命名。在emitter节点下的name项，命名为“emitter”。该命名将会在控制器程序中使用。

Step5：编写发送程序。本例程使用C语言编写。

首先引用头文件

#include 

然后获取发送器的名称

char emitterd[9] = "emitter";
WbDeviceTag emitter = wb_robot_get_device(emitterd);

 最后发送数据

float a = 0.0001;
wb_emitter_send(emitter,&a,sizeof(float));

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Receiver

Receiver用来接收无线电、串口或红外通信信号。只能接收数据，不能发送数据。

使用方法：

Step1：添加一个robot节点，在robot节点的children子节点下添加receiver节点。

 Step2：在receiver节点的children子节点下添加shape，为接收器建立一个三维外形。 (该步骤可以不做)

 Step3：配置接收器参数

•  type：用来设置信号的类型。“radio”指无线电(即最常用的无线通信)，“serial”指串口通信，“infra-red”指红外通信。默认为无线电模式。其中红外通信会受到障碍物遮挡，无线电不受障碍物影响。
•  range：通信距离，以米为单位。当该项为-1时，通信距离无穷远。
•  channel：通信通道，整数。接收器和发送器的通信通道号必须一致，才能建立通信。当该项为-1时，接收器监听所有通道的数据。
•  baudRate：波特率，影响数据传输速度。当为-1时，传输速度无限快，数据包瞬间到达。

Step4：命名。在receiver节点下的name项，命名为“receiver”。该命名将会在控制器程序中使用。

Step5：编写接收程序。本例程使用C语言编写。

首先引用头文件

#include 

然后获取接收器名称

char receiverd[10] = "receiver";
WbDeviceTag receiver = wb_robot_get_device(receiverd);

激活接收器

wb_receiver_enable(receiver,10);

 接收数据

while(wb_receiver_get_queue_length(receiver)>0){
    const char *message = wb_receiver_get_data(receiver);
    float *p = (float* )message;
    wb_receiver_next_packet(receiver);
}

 其中接收数据代码中，涉及到几个函数：wb_receiver_get_queue_length()、wb_receiver_get_data()和wb_receiver_next_packet()。解释如下。

例如，发送器连续调用三个wb_emitter_send函数，发送了三个float数：1.1，2.2，3.0。接收器以队列的形式接收数据，如下图。

wb_receiver_get_queue_length() 用来读取队列长度，wb_receiver_get_data()用来读取当前包的数据，wb_receiver_next_packet()用来跳到下一个包。当队列长度为0，表示队列已经读取完毕。

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多机器人通信的情况

当环境中有多于两个机器人时，即存在多个接收器和发射器时，依旧可以进行通信。当一个发射器以channel 1 发送数据时，所有监听channel 1 的接收器们都能收到这一数据。

当进行完全异步的通信时，由于通信数据发送的时间是未知的，因此webots提供了三个机制，保证通信可靠性：

•  接收数据队列机制，缓存到达的数据；
•  webots保证按照发送的顺序接收数据，不会乱序；
•  多机器人按照顺序执行控制器程序，即一个机器人运行一个循环后下一个机器人再运行，因此一个机器人连发三个数据的过程不会被打断。

因此，在多个机器人通信时，可以在一串数据之前发送一个机器人id，以标识该条数据由哪个机器人发送而来。