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1、通用網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)：無(wú)線傳感器導(dǎo)航的無(wú)人駕駛汽車(chē)摘要網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（CPSs）整合了虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界和現(xiàn)實(shí)世界。如今CPSs在應(yīng)用和理論方面仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。為了更好地促進(jìn)這一新興領(lǐng)域的發(fā)展，一種低價(jià)的，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)行駛的智能車(chē)輛實(shí)驗(yàn)平臺(tái)被設(shè)計(jì)出來(lái)用以驗(yàn)證相關(guān)方法和理論。我們簡(jiǎn)單的回顧了CPSs，WSNs和無(wú)人駕駛車(chē)輛的研究歷程，藉由深度分析了測(cè)試平臺(tái)和WSNs航行原則，硬件和軟件都得到了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)表明行駛精度高于0.67m。根據(jù)這些

2、，概略的提出未來(lái)發(fā)展方向，以及面臨的挑戰(zhàn)。1.介紹CPSs系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算、通信和控制整合現(xiàn)實(shí)世界。CPSs系統(tǒng)應(yīng)用于包括醫(yī)療和醫(yī)療器材，日常生活，交通指揮，先進(jìn)汽車(chē)系統(tǒng)，程序控制，能源節(jié)約，儀表顯示，機(jī)械臂控制，武器系統(tǒng)，制造業(yè)，控制工程，人工智能，生物系統(tǒng)以及通信協(xié)議等方面。盡管這一領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常吸引人，仍然面臨很多的挑戰(zhàn)為了加快這一新興領(lǐng)域的發(fā)展，設(shè)計(jì)出一個(gè)通用測(cè)試平臺(tái)是非常有必要的。以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)行駛車(chē)輛為例，我們?cè)O(shè)計(jì)了軟件和硬

3、件，組裝成一臺(tái)低價(jià)的智能車(chē)輛。這個(gè)平臺(tái)是個(gè)經(jīng)典的CPSs系統(tǒng)，便于驗(yàn)證理論測(cè)試新方法，這個(gè)系統(tǒng)有兩大特點(diǎn)：（1）車(chē)輛和WSNs模塊可獨(dú)自被設(shè)計(jì)或者購(gòu)買(mǎi)，價(jià)格非常低（2）平臺(tái)能測(cè)試大部分問(wèn)題，十分具有代表性。2.WSNs和CPSsWSNs比只是一個(gè)特定形式的特別網(wǎng)絡(luò)更有優(yōu)勢(shì)。成本限制和迫切的小型化作能量的經(jīng)濟(jì)使用法和計(jì)算的電力超過(guò)在正常的特別網(wǎng)絡(luò)［57]中是一個(gè)顯著的大的問(wèn)題。如今，WSNs在追蹤和監(jiān)聽(tīng)中廣泛地被用。CPSs不是今天的感知

4、器網(wǎng)絡(luò)，而且他們比WSNs更復(fù)雜。在CPSs，最顯著的功能之一是控制回路一定關(guān)。WSNs開(kāi)始出現(xiàn)于90年代，在諸如軍事目標(biāo)的追蹤和偵測(cè)，自然災(zāi)害的預(yù)警生物醫(yī)學(xué)，危險(xiǎn)環(huán)境探測(cè)，地震預(yù)警等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，都不是即時(shí)系統(tǒng)如今，許多領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成熟，但仍面臨很多問(wèn)題，這些問(wèn)題主要包括拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)定、協(xié)定的實(shí)施，有限電池容量、節(jié)約能源、能量回收、可靠的通信和服務(wù)，質(zhì)量－數(shù)據(jù)處理，及其他方面［8]。近幾年來(lái)，CPSs已經(jīng)被美國(guó)政府當(dāng)做一

5、個(gè)新發(fā)展策略。CPSs研究程序的目標(biāo)將深深地整合現(xiàn)實(shí)的和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。一些研究員在CPSweek和在CPSs主題［9]上的國(guó)際的會(huì)議上從相關(guān)的研究學(xué)會(huì)和大學(xué)討論對(duì)相關(guān)的觀念、技術(shù)、應(yīng)用提出挑戰(zhàn)。坦表面上。假設(shè)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的無(wú)人駕駛車(chē)輛移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前，終點(diǎn)的位置信息應(yīng)該被發(fā)送到無(wú)人駕駛車(chē)輛進(jìn)行路徑規(guī)劃，確定一個(gè)優(yōu)化的軌跡。在運(yùn)行的過(guò)程中無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)交換無(wú)人駕駛車(chē)輛與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。以這種方式，使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃達(dá)到一個(gè)合理的軌跡。據(jù)無(wú)人駕

6、駛車(chē)輛的當(dāng)前位置，無(wú)線傳感器通信繼續(xù)保持閉合。如果一個(gè)傳感器出錯(cuò)，立即重新配置無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)重組和。圖中的紅線。3演示了真正的運(yùn)動(dòng)軌跡。4.3應(yīng)用：集成智能道路無(wú)人駕駛車(chē)輛隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，嵌入式系統(tǒng)，等的發(fā)展，一些新的解決方案，可以應(yīng)用到無(wú)人駕駛車(chē)輛。采用本文提出的測(cè)試平臺(tái)，我們正在運(yùn)行一個(gè)程序，圖4示出的情況下公路兩側(cè)安裝許多無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提供導(dǎo)航通過(guò)相關(guān)信息的交換和處理。測(cè)試平臺(tái)的建議，無(wú)線傳感器導(dǎo)航的分辨

7、率依賴(lài)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位精度、實(shí)時(shí)性能、控制算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)線傳感器導(dǎo)航的分辨率是少于0.67米。圖3無(wú)人車(chē)的導(dǎo)航原理圖4集成智能道路的無(wú)人駕駛車(chē)輛5.從不同的角度研究研究從不同的角度示于圖5這個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，例如系統(tǒng)資源分配，能源控制，安全控制，傳輸和管理等方面，基于模型的軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)建模，控制技術(shù)等進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。它是適合大多數(shù)的相關(guān)研究人員。在過(guò)去的十年中，許多研究都致力于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。大批優(yōu)秀成果已登記在這一領(lǐng)域。