캔위성을 위한 파이썬을 이용한 Xbee

캔위성대회 2차 통과하고 어느정도 캔위성 제작이 진행된김에 글을 써봅니다.

우리 팀은 이번 캔 위성 통신에 Xbee라는 통신모듈을 쓰기로 하였습니다.

우선 Xbee의 특성에 관해 소개해드리겠습니다.

 

Xbee란 무엇일까?
Xbee는 사진처럼 안테나, 고주파회로, 신호처리 회로 등 무선통신에 필요한 하드웨어가 통합되어있는 모듈입니다.
사양은 다음과 같습니다.

Specification

Xbee Pro S1 Specification

일반 Xbee S1 은 야외 최대 송수신 거리가 90m에 불과하므로 저의 선택지에서 아예 제외하였고, 최대 1.6km까지 송수신이 가능한 Xbee Pro S1으로 선택하였습니다.

 

세팅법은 https://xbplib.readthedocs.io/en/latest/getting_started_with_xbee_python_library.html을 참고하였습니다.

 

아래에서 보여드리는 코드는 라즈베리파이의 자이로 데이터를 Xbee를 통해 송신하는 코드입니다.

 

 

import smbus  # import SMBus module of I2C
from time import sleep  # import
from digi.xbee.devices import *

device = XBeeDevice("/dev/ttyUSB0",9600)

device.open()
device.set_sync_ops_timeout(1000)
remote_device = RemoteXBeeDevice(device, XBee64BitAddress.from_hex_string("주소값"))

# some MPU6050 Registers and their Address
PWR_MGMT_1 = 0x6B
SMPLRT_DIV = 0x19
CONFIG = 0x1A
GYRO_CONFIG = 0x1B
INT_ENABLE = 0x38
ACCEL_XOUT_H = 0x3B
ACCEL_YOUT_H = 0x3D
ACCEL_ZOUT_H = 0x3F
GYRO_XOUT_H = 0x43
GYRO_YOUT_H = 0x45
GYRO_ZOUT_H = 0x47
TEMP = 0x41

wait_time = 0.05

def MPU_Init():
    # write to sample rate register
    bus.write_byte_data(Device_Address, SMPLRT_DIV, 7)

    # Write to power management register
    bus.write_byte_data(Device_Address, PWR_MGMT_1, 1)

    # Write to Configuration register
    bus.write_byte_data(Device_Address, CONFIG, 0)

    # Write to Gyro configuration register
    bus.write_byte_data(Device_Address, GYRO_CONFIG, 24)

    # Write to interrupt enable register
    bus.write_byte_data(Device_Address, INT_ENABLE, 1)

def read_raw_data(addr):
    # Accelero and Gyro value are 16-bit
    high = bus.read_byte_data(Device_Address, addr)
    low = bus.read_byte_data(Device_Address, addr + 1)

    # concatenate higher and lower value
    value = ((high << 8) | low)

    # to get signed value from mpu6050
    if (value > 32768):
        value = value - 65536
    return value

bus = smbus.SMBus(1)  # or bus = smbus.SMBus(0) for older version boards
Device_Address = 0x68  # MPU6050 device address
MPU_Init()

# cycles = 1000000000
while 1:

    # Read Accelerometer raw value
    acc_x = read_raw_data(ACCEL_XOUT_H)
    acc_y = read_raw_data(ACCEL_YOUT_H)
    acc_z = read_raw_data(ACCEL_ZOUT_H)

    # Read Gyroscope raw value
    gyro_x = read_raw_data(GYRO_XOUT_H)
    gyro_y = read_raw_data(GYRO_YOUT_H)
    gyro_z = read_raw_data(GYRO_ZOUT_H)

    # Full scale range +/- 250 degree/C as per sensitivity scale factor
    Ax = acc_x / 16384.0
    Ay = acc_y / 16384.0
    Az = acc_z / 16384.0

    Gx = gyro_x / 131.0
    Gy = gyro_y / 131.0
    Gz = gyro_z / 131.0
    messages = '{},{},{},{},{},{}'.format(Ax, Ay, Az,Gx, Gy, Gz)
    print('Sending Gyro: %s' % messages)

    try:
        # device.send_data_async(remote_device,'Sending Gyro Data')
        device.send_data_async(remote_device,messages)
        print('Data sent success')
    except Exception as e:
        print('Transmit Fail : %s' % str(e))
        pass
    sleep(wait_time)

 

여기서 중요한 부분은 두 부분입니다.

from digi.xbee.devices import *

device = XBeeDevice("/dev/ttyUSB0",9600)

device.open()
device.set_sync_ops_timeout(1000)
remote_device = RemoteXBeeDevice(device, XBee64BitAddress.from_hex_string("End Device 주소"))

device에서 원하는 포트, Baud Rate 를 각각 정해줍니다. 저는 라즈베리파이와 Xbee를 USB를 통해 연결하였기때문에 USB로 설정하였습니다.

그 다음으로 Try, Except를 통해 송신을 하고 실패했을시 무엇이 문제인지 표시해주는 코드를 작성합니다.

    try:
        # device.send_data_async(remote_device,'Sending Gyro Data')
        device.send_data_async(remote_device,messages)
        print('Data sent success')
    except Exception as e:
        print('Transmit Fail : %s' % str(e))
        pass
    sleep(wait_time)

Exception을 통해 송신이 불량할 경우 어떤것이 문제인지 즉각적으로 알 수 있습니다. 보통 통신모듈을 사용하는 경우 한번에 한개의 프로그램만 실행이 가능하므로 두개의 통신모듈을 이용한 프로세스를 돌렸을때 오류가 뜨게 됩니다.

다음은 라즈베리파이 제로에 Opencv를 단시간에 설치하는 방법을 포스팅하겠습니다. 감사합니다.