分布式微小型機(jī)器人通信網(wǎng)絡(luò)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，對(duì)機(jī)器人的任務(wù)要求、機(jī)器人工作環(huán)境復(fù)雜度要求也不斷提高，多機(jī)器人的研究應(yīng)運(yùn)而生并已成為機(jī)器人學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。就目前的機(jī)器人技術(shù)水平而言，單體機(jī)器人特別是單體微小型機(jī)器人在信息獲取、處理及控制能力等方面還十分有限，為了完成復(fù)雜的任務(wù)、提高協(xié)作能力，多機(jī)器人之間必須進(jìn)行通信。
　　 由于本文研究的微小型機(jī)器人是基于無線的移動(dòng)環(huán)境的，能夠動(dòng)態(tài)的組網(wǎng)，可分布式控制，而且通常工作在沒有現(xiàn)成網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)

2、施的地方。而Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是解決這類多機(jī)器人通信問題的一種有效途徑，它能夠?yàn)樾枰獏f(xié)同工作的多個(gè)機(jī)器人提供一種通信支撐環(huán)境。
　　 本文在研究了微小型機(jī)器人的特點(diǎn)和Ad Hoc網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，參考ISO/OSI模型和TCP/IP模型設(shè)計(jì)了基于Ad Hoc網(wǎng)的分布式微小型機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了層次劃分，討論了每個(gè)層次的要求和關(guān)鍵技術(shù)，給出了一種在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中的分布式的多機(jī)器人拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了基于Ad Hoc

3、網(wǎng)絡(luò)的分布式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
　　 在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的研究中，最具特點(diǎn)的是數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，因此在后面的分布式機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)研究中，我們就重點(diǎn)研究了這兩個(gè)層次。在MAC層主要解決了隱藏終端和暴露終端問題以及公平接入問題。通過對(duì)接入?yún)f(xié)議的分析，基于IEEE802.11DCF接入方式提出了一種業(yè)務(wù)流擁塞控制和媒質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)相結(jié)合、并具有網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性退避機(jī)制的無線自組網(wǎng)MAC層新協(xié)議，通過分析和仿真表明新協(xié)議很好的改善了分布式機(jī)器人之間的公平接入

4、問題。
　　 在網(wǎng)絡(luò)層對(duì)目前移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域提出的具有代表性的一些路由協(xié)議和算法進(jìn)行了分析和比較，主要討論了主動(dòng)路由和按需路由協(xié)議的性能，針對(duì)分布式微小型機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)能量有限的特點(diǎn)提出了基于能量有效的路由協(xié)議EERP，并進(jìn)行了分析，結(jié)果表明這種協(xié)議在節(jié)能方面有一定的優(yōu)點(diǎn)。
　　 通過本文的研究，主要解決了微小型多機(jī)器人通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)和協(xié)議的分析。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的上層，包括傳輸層、中間層和應(yīng)用層的內(nèi)容