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附录：协议说明
综述
Kobuki
驱动程序与机器人通过预先设定好的协议进行通信。通常，驱动会发送指令
给机器人，
并且得到机器人的反馈数据或传感器消息。
这些命令
和反馈数据被转换为
bytestream
通过串口通
信。通信协议规定了
bytestream
的规
则和形式。
一、流组成
一个
bytestream
可以分为四个部分：<
/p>
headers
，
length
，
payload
和
c
hecksum
。
名字
大小
说明
Header0
1
字节
0xAA
Header1
1
字节
0x55
Length
1
字节
有效信息的字节数
Payload
N
字节
有效信息
Checksum
1
字节
1
、
header
< br>Header
包括两个字节，
header0
和
header1
，
它们
是
kobuki
驱动命令和机器人反馈数据
bytestream
的固定值。
Headers
用来检测
bytestream
的开始，相当于
起始位。
2
、
length
< br>Length
表示一个
bytestream
中所包含的有效信息的长度。
Length
占一个
字节，它可以用来区别
不同的
bytestream
，最小值为
3
。
3
、
payload
Payload
中包涵了
bytestream
的中的实际数据即有效信息。
3.1
payload
Payload
有一些
sub-
payload
组成。
Sub-
payload 0
Sub-payload 1
Payload
Sub-payload 2
…
Sub-payload N-1
3.2
sub-payload
组成
sub-payload
可以分为三部分：
header
，
length
和<
/p>
data.
名字
大小
说明
Header
1
字节
预定义的标识符
Length
1
字节
Data
的字节位数
Data
N
字节
下面描述
4
、
checksum
Checksum
是整个
bytestream
中出来
headers
外的异或值。
Checksum
过程确保了
bytestr
eam
的
完整性。
下面是它的一段代码：
unsigned
int
packet_size(());
unsigned
char
cs(0);
for
(
unsigned
int
i = 2; i < packet_size;
i++)
{
cs ^= buffer[i];
}
return
cs ?
false
:
true
;
5
、完整的
bytestream
Headers
Header0
Header1
Lengt
h
Payload
Sub-payload0
Sub-payload1
Sub-
payload
2
Sub-payload
…
N-1
Checksu
m
以上表格显示了整
个
bytestream
结构。
Payload
的最小长度为
3
，
payload
中包含
sub-payload
，它的长度为
1.
< br>理论上这个数据包（
bytestream
）的最小长度
为
7.
二、数据类型
Sub-payload
的数据字段是下面三种数据类型的混合
：
byte
，
int
< br>和
short
。
名字
Unsigned
byte
Unsigned
short
Unsigned int
说明
8
位无符号整型
16
位无符号整型
32
位无符号整型
字节长度
1
2
4
位长
8
16
32
数据范围
0-255
0-65535
0-4294967295
C/C++
标识符
Unsigned char
Unsigned short
Unsigned int
Uint8_t
Uint16_t
Uint32_t
1
、序列化—反序列化
序列化是将数据结构转化为
bytestream
的
过程，
反序列化是一个逆转过程。
每个数据类型都通过
LSB
-First order
序
列
化
和
反
序
列
化
。
这
就
意
味
着
有
效
字
节<
/p>
中
的
最
低
位
将
最
先
进
入
bytestream
。例如，整形数据
2,864,434,397
（
0xAABBCCDD
）序列化后是：
0xDD
0xCC
0xBB
0xAA
所以，
0xDD
是最先进入
bytestream
的。
这里有
kobuki_driver
的模板函数来解决这个问题，
buildVariable()
和
buildBytes().
三、命令包
1
、命令标识符
ID
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Name
Base
control
（底盘控制）
Reserved
Sound(
声音
)
Sound
sequence
（声音序列）
Reserved
Reserved
Reserved
Set power
（整机功率）
Request
extra
（额外请求）
Reserved
Reserved
General purpose output
（通用输出）
description
Control wheel
motors
（控制轮子电机）
Play custom
sounds
（播放定制声音）
Play predefined sounds
(
播放预定义声音
)
Control
external Powers
（控制外部功率）
Request extra informations
（请求额外信息）
Control general purpose
output
（控制通用输出）
2
、底盘控制
通过控制轮子的电机来移动机器人。机器人将按弧线行进，半径
mm
速度
mm/s
Length
Data
Name
Identifier
数据字段大小
速度
半径
size
1
1
2
2
数值
1
4
十六进制数值
0x01
0x04
说明
固定
固定
单位
mm/s
单位
mm
3
、声音
通
过音符
(note)
和音长
(dura
tion)
播放自定义声音
Length
数据
Name
Identifier
Size of data
field
note
duration
size
1
1
2
1
数值
3
3
十六进制数值
0x03
0x03
说明
fixed
（固定）
fixed
（固定）
播放音符的音长按毫秒计
警告：这个命令是在
kobuki
的固件上实现
的，而不是在驱动软件上。
4
、声音序列
按以下说明播放预先定义的声音
Length
Name
Identifier
Size of data field
size
1
1
value
4
1
Value in hex
0x04
0x01
data
Sequence number
1
description
fixed
fixed
0 for
ON sound
1 for OFF sound
2
for recharge sound
3 for button sound
4 for error sound
5 for
cleaning start sound
6 for cleaning end
sound
5
、整机功率
外部功率：
3.3V, 5V, 12V1A,
12V5A
，它与外功率一样都是通用输出的一部分。
Length
Name
Identifier
Size of data field
size
1
1
value
8
2
Value in hex
0x08
0x02
Description
Fixed
fixed
设置打开外部功率的标记符
0x01
外部功率
3.3V ch.
0x02
外部功率
5V ch.
0x04
外部功率
12V1A ch.
0x08
外部功率
12V5A
ch.
Data
Power
control flags
2
警告：这个命令是在
kobuki
的固
件上实现的，而不是在驱动软件上。
也可以查看：
General Purpose Output
6
、额外请求
从机器人请求额外的数据，尤其是
kobuki
的版本信息：
硬件版本，固件版本，和
Unique Deivce
Ide
ntifier(UDID),UDID
是独一无二的设备，因此可以用来识别多个机器
人。
Length
data
Name
identifier
Size of data
field
Request flags
size
1
1
2
value
9
2
Value in hex
0x09
0x02
description
Fixed
Fixed
Set the flags to
request extra data
0x01
硬件版本
0x02
固件版本
0x08
设备
ID
也可以查看：
Hardware Version
Firmware Version, Unique Device
IDentifier(UDID)
7
、通用输出
这条命令包含多个对象，它控制
LEDs
，数字输出和外部功
率
Length
Name
Identifier
Size of data
field
size
1
1
value
12
2
Value in hex
0x0C
0x02
description
Fixed
Fixed
Set
the flags to set high on output pins of
expansion port
为设置高压输出插脚的扩展端
口，设置
如下标识符：
0x0001
数字输出
ch.0
0x0002
数字输出
ch.1
0x0004
数字输出
ch.2
0x0008
数字输出
ch.3
Set the
flags to turn on enternal powers
打来外部功率时，设置如下标识符：
0x0010
外部功率
3.3V
ch.
0x0020
外部功率
5V
ch.
0x0040
外部功率
12V1A ch.
0x0080
外部功率
12V5A
ch.
Set the flags to turn on LEDs
打开
LED
时，设置如下标识符：
data
数字输出
flags
2
0x0100
LED1
红色
0x0200
LED1
绿色
0x0400
LED2
红色
0x0800
LED2
绿色
也可以查看：
Set power
四、反馈包
反馈标识符
机器人启动后，
kobuki
以
50Hz
的频率发送以下默认反馈。
ID
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Name
Basic sensor data
(
传感器数据
)
Reserved
Docking
IR
（对接红外）
Inertial
sensor
(
惯性传感器
)
Cliff (
防跌落
)
Current(
电流
)
Reserved
Reserved
Reserved
Hardware version
(
硬件版本
)
Firmware version
（固件版本）
Reserved
Raw data of 3-axis gyro
(3
轴陀螺仪原始数据
)
Reserved
Reserved
General purpose input
（通用输入）
Reserved
Reserved
Unique
device
identifier
（
UDID
）
Reserved
description
Basic core sensor data
（基本核心传感器数据）
Signal from docking station
Gyro data both angle and angular
velocity
(
陀螺仪数据：角度和角速度
)
PSD data facing floor()
Current of wheel motors
（轮子电机电流）
Version number
of kobuki hardware
（
kobuki
的硬件版本号）
Version
number of kobuki firmware
（
k
obuki
的固件版本号）
Raw ADC data of digital 3-axis gyro
（
3
轴陀螺仪的原始模数转换（
ADC
）数据）
Inputs from 25-pin
expansion port
（
25
针扩展端口输入）
Unique number to identify robot
（同过一个唯一的数字来识别或者辨别机器人）
By default
（默认值）
By default
By default
On
request
By default
By
default
On
request
（
按要求）
By default
By
default
availability
By
default
（默认）
1
、基本传感器数据
基本的核心传感器的数据
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