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基于802.15.4的机器人网络

更新时间：2020-04-02 15:50:44 大小：1M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：机器人 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着超大规模集成电路技术、传感器技术、控制理论、人工智能理论等的不断发展，机器人系统变得越来越强大。多机器人系统由于相对单机器人系统具有高并行度、高分布性、高健壮性、低个体需求等优点而受到业界重视。多机器人通信为系统中成员机器人提供其它机器人当前状态、当前任务等信息以达到协调组织的目的，成为多机器人系统领域的一个热门研究方向。本文针对地图探索、图形构建等场合的多机器人系统开发了无线网络通信平台。这些多机器人系统具有个体小、移动性大、拓扑变化频繁、通信数据量小、电池供电等特点。当前的多机器人系统使用的通信平台采用了商用成品模块，存在两个主要问题：一是由于没有模块源代码，导致通信无法按照需求进行定制扩展；二是由于通信拓扑是主从架构，导致主节点负担过重，存在数据包丢失现象。本文所开发的机器人网络RoboNet(Robot Network)是个多跳无线自组网络。这个网络中的机器人节点既是运行应用程序的主机又是能为其它节点机器人提供数据转发服务的路由器。在中转节点失效时，冗余的节点可以接替失效节点的工作，使网络具有抗毁能力。本文研究的具体内容如下：(1)设计并制作了印刷电路板。设计方案采用射频单片机CC2430作为核心，以陶瓷天线进行射频的发射和接收，使整个系统只占用2.8cm X 3.5cm面积，适合电池供电的小型移动机器人使用。(2)研究了针对低速率个人区域网络制定的IEEE 802.15.4协议，并将其作为系统协议栈的物理层和MAC层协议。物理层使用的二元指数后退算法，减少了数据包的冲突。MAC层采用的超时重传机制提高了数据包递交的可靠性。(3)在系统网络层实现了动态源路由协议，使机器人网络成为无线自组网。本文在串口交互层定义了与机器人系统交流的帧格式，实现了为机器人系统提供数据收发、参数查询与设置的服务。(4)在PC机上开发了测试平台来对系统进行性能测试。测试过程比较了不同网络跳数、不同串口波特率、不同发送间隔、广播通信还是单播通信和节点是否同时进行收发对递交率的影响，并对系统的使用者和二次开发者提出了建议。对测试的结果分析表明，本文开发的系统可以满足多机器人地图探索和图形构建的需求，并且比当前采用的系统有更好的递交率。