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

1、近年來，隨著機器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，對機器人的任務(wù)要求、機器人工作環(huán)境復(fù)雜度要求也不斷提高，多機器人的研究應(yīng)運而生并已成為機器人學(xué)研究的一個熱點。就目前的機器人技術(shù)水平而言，單體機器人特別是單體微小型機器人在信息獲取、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，多機器人之間必須進行通信。
　　 由于本文研究的微小型機器人是基于無線的移動環(huán)境的，能夠動態(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)是解決這類多機器人通信問題的一種有效途徑，它能夠為需要協(xié)同工作的多個機器人提供一種通信支撐環(huán)境。
　　 本文在研究了微小型機器人的特點和Ad Hoc網(wǎng)的相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，參考ISO/OSI模型和TCP/IP模型設(shè)計了基于Ad Hoc網(wǎng)的分布式微小型機器人網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對網(wǎng)絡(luò)進行了層次劃分，討論了每個層次的要求和關(guān)鍵技術(shù)，給出了一種在戰(zhàn)場環(huán)境中的分布式的多機器人拓撲結(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。
　　 在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的研究中，最具特點的是數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，因此在后面的分布式機器人網(wǎng)絡(luò)研究中，我們就重點研究了這兩個層次。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)競爭相結(jié)合、并具有網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性退避機制的無線自組網(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器人之間的公平接入

4、問題。
　　 在網(wǎng)絡(luò)層對目前移動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)議和算法進行了分析和比較，主要討論了主動路由和按需路由協(xié)議的性能，針對分布式微小型機器人網(wǎng)絡(luò)能量有限的特點提出了基于能量有效的路由協(xié)議EERP，并進行了分析，結(jié)果表明這種協(xié)議在節(jié)能方面有一定的優(yōu)點。
　　 通過本文的研究，主要解決了微小型多機器人通信網(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