為使無人機編隊個體間實現組網通信，需要選用合適的通信模塊構建通信網絡。經過調研發現，XBee系列的模塊或許可以更好的解決機間組網通信問題。

一、XBee PRO 900HP模塊的基本性能參數

通過查閱相關技術手冊，XBee PRO 900HP 模塊的部分性能如下圖所示：

圖1 900HP相關性能參數

900HP模塊在室內305m內或室外6.5km內的通信速率都能達到200Kbps。

對于組網模式，XBee PRO 900HP 模塊可實現DigiMesh組網，如下圖所示：

圖2 900HP組網模式

二、利用軟件XTCU配置XBee PRO 900HP 模塊

配置Xbee模塊需要用到XTCU軟件，該軟件界面如下圖所示：

圖3 XTCU軟件

利用軟件XTCU對XBee進行參數配置主要參考其用戶手冊。一般需要配置的參數有:

1、網絡ID：相當于標識當前Xbee模塊屬于哪個通信網絡中；

2、波特率：每個模塊必須配置相同的波特率（可以理解為通信速率），且該波特率還要與飛控的波特率一致，這樣才能確保正常通信；

3、工作模式：XBee模塊間的通信有透傳模式和API模式兩種。

與ZigBee模塊類似，XBee模塊組網時，也需要網絡中有且僅有一個節點模塊作為協調器（C），其余節點作為路由器（router）。我們可以先配置好網絡中的一個協調器節點和路由節點，然后依次添加新的路由節點到網絡中。下面給出具體步驟：

1、首先連接好兩個XBee PRO 900HP模塊（一個協調器和一個路由器）。需要注意的是，在購買該模塊時，要同時采購具有USB接口的底板，這樣才能方便的連接到電腦上；此外電腦需要安裝CH340的驅動，這樣連接上模塊（可以利用360驅動自動搜索安裝）。

2、打開XTCU軟件，添加XBee設備。如下圖所示，點擊搜索按鈕：

圖4 打開XTCU軟件搜索端口

選中端口，點擊Next:

圖5 選中端口

點擊finish:

圖6 點擊finish

等待檢測：

圖7 等待檢測

添加設備：

圖8 添加設備

配置參數。點擊第一個設備，然后點擊參數配置窗口：

圖9 選擇配置窗口

修改網絡ID：

圖10 修改網絡ID

圖中的紅色標記的第2步是寫入修改的參數。此外網絡ID可以自己隨便設置，不一定是圖中的1234。

利用同樣的方法修改網絡類型為協調器：

圖11 修改模塊類型

修改波特率：

圖12 修改波特率

將網絡改成API模式：

圖13 選擇API組網模式

以上就將模塊配置成協調器了。我們可以導出profile文件，然后用于配置路由器時，只需修改圖11步驟的模塊類型就行了。導出profile文件的方法如下圖所示：

圖14 導出profile文件

配置路由器時點擊左欄第二個模塊，然后點擊右欄那個Profile人像按鈕，選擇第一個Apply configuration profile，找到之前保存的參數配置文件就能和協調器配置一樣的參數，但注意需要按圖11的方式將模塊類型改為路由器。

圖15 改路由端口

下面測試數據傳輸功能：

選擇控制臺，連接模塊（協調器和路由器都要通過此操作進行連接）：

圖16 選中控制臺

點擊“+”號按鈕，創建適合API格式的數據包：

圖17 添加待發送的數據包

生成符合格式要求的的數據包：

圖18 生成符合格式要求的的數據包

注意：圖中第二個紅色箭頭指示的"FFFF"是表示廣播該數據包，如果要指定某個節點發送，需要該對方節點的mac地址，mac地址可以從左欄模塊信息中看到：

圖19 模塊mac地址

圖18所述步驟點擊OK，然后就生成了發送字符串Hellow的數據包，之后就可以點擊發送：

圖20 發送數據包

接收端可查看數據：

圖21 接收端查看數據

三、數據通信協議分析

從圖20可以看出，模塊間的通信協議發送包格式為：

數據包頭(0x7E)+字長（2個字節）+發送協議類型（0x10）+發送協議ID（0x01）目標64位地址(8個字節，即mac地址)+目標16位地址（FFFE）+廣播半徑（00）+選項（00）+數據（N個字節）+校驗碼（1個字節）

對于字長，實際上計數的是排在它之后所有數據字節之和（校驗碼除外），也就是從協議類型（0x10）到校驗碼之前的長度，假設實際負載的數據是N個字節的話，那么字長計數值就為：1+1+8+2+1+1+N=N+14;

接收協議與發送協議基本相同，只是目標地址變成了發送源地址。即：

數據包頭(0x7E)+字長（2個字節）+接收協議類型（0x90）+來源64位地址(8個字節，即mac地址)+來源16位地址（FFFE）+選項（0xC1）+數據（N個字節）+校驗碼（1個字節）

注意，接收的字長和發送的字長并不一致，前者比后者少2個字節（少了發送協議ID和廣播半徑），為N+12。比如某次發送信息要求從A發給B，二者mac地址分別為：

A的mac地址為：00 13 A2 00 41 08 01 0B

B的mac地址為：00 13 A2 00 41 08 01 12

要發送的數據包內容為：

hellpw

其ascll碼轉化為16進制為：

68 65 6C 6C 70 77

則發送字長為6+14=20=0x14，發送數據包為：

7E 00 14 10 01 00 13 A2 00 41 08 01 12 FF FE 00 00 68 65 6C 6C 70 77 54

接收字長為6+12=18，其數據包為：

7E 00 12 90 00 13 A2 00 41 08 01 0B FF FE C1 68 65 6C 6C 70 77 1B

校驗碼的計算方式如下：

（1）添加數據包的所有字節，但數據包頭0x7E和長度（第二個和第三個字節）除外。

（2）根據結果，僅保留最低的8位。

（3）0xFF減去該數量.

對于上述接收包計算過程即為：

數據累加：90 + 00 + 13 + A2 + 00 + 41 + 08 + 01 + 0B + FF + FE + C1 + 68 + 65 + 6C + 6C + 70 + 77 =6E4

保留后八位，即：E4

校驗碼=FF-E4=1B

最后，需要指出，發送端的Xbee模塊若成功發送數據還會收到一個反饋，其格式為

數據包頭(0x7E)+字長（2個字節）+協議類型（0x88）+16位地址（FFFE）+ 失效重發次數（1個字節）+傳輸狀態（1個字節，成功為00）+ discovery status（1個字節，暫時不清楚用法）+ 校驗碼（1個字節）

如一次成功的發送得到的反饋可能如下：

7E 00 07 8B 01 FF FE 00 00 00 76

審核編輯：湯梓紅