一種可重構(gòu)的移動傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).pdf

1、移動傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的測控系統(tǒng)，由于具有傳統(tǒng)靜態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所不具備的機(jī)動性能，得到國內(nèi)外眾多學(xué)者和業(yè)內(nèi)人士關(guān)注.各種移動平臺相繼被提出，其自部署、自修復(fù)等獨特的網(wǎng)絡(luò)功能展現(xiàn)了移動傳感器網(wǎng)絡(luò)巨人的應(yīng)用前景。但這些移動平臺大都基于常見的輪式機(jī)構(gòu)或履帶式機(jī)構(gòu)，在實際應(yīng)用中，當(dāng)面對路面崎嶇、溝壑密集等復(fù)雜的地形環(huán)境時，常常無能為力。本文借鑒模塊化白重構(gòu)機(jī)器人的設(shè)計思想，設(shè)計與實現(xiàn)了一種可重構(gòu)的移動傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種特殊的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的

2、節(jié)點都是同構(gòu)的、能夠彼此對接組裝的、具有自主機(jī)動能力的單元模塊。它們可以組合成各種不同的運動結(jié)構(gòu)形態(tài)，通過運行設(shè)定的運動步態(tài)，有效提高移動傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)適應(yīng)復(fù)雜地形的能力。
　　 可重構(gòu)的移動傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括上位機(jī)、網(wǎng)關(guān)和若干可重構(gòu)移動節(jié)點。上位機(jī)控制整個系統(tǒng)行為，進(jìn)行人機(jī)交互。網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)上位機(jī)和節(jié)點之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。移動節(jié)點具有兩個自由度，四個對接面，多個節(jié)點可以相互對接組裝成多種不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)。移動節(jié)點采用基于ZigBee的無

3、線通信與計算模塊，能夠有效穩(wěn)定地組成多跳通信網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的處理。關(guān)節(jié)具有過載檢測保護(hù)功能，通過實時檢測舵機(jī)驅(qū)動電流的變化，判斷關(guān)節(jié)的負(fù)載情況。
　　 本文設(shè)計了單節(jié)點、雙節(jié)點和三節(jié)點等構(gòu)形，并對每種構(gòu)形都進(jìn)行了步態(tài)規(guī)劃。文章最后搭建了可重構(gòu)的移動傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實驗平臺，在該平臺上進(jìn)行了相關(guān)實驗，包括可重構(gòu)移動節(jié)點爬坡實驗、野外環(huán)境運動實驗和白部署實驗。實驗結(jié)果顯示了移動節(jié)點具有良好機(jī)動性能，并具有野外多種地形適應(yīng)能力；自部