基于蓝牙技术的多机器人Ad Hoc网络研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:liuhaoyingying
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多机器人系统在分布性、可靠性、灵活性、经济性等方面比单机器人系统具有更强的优越性。多个机器人组成的系统通过协调、协作来完成单个机器人无法或难以完成的任务。在多机器人系统中,通信是其协调运行的基础。Ad Hoc网络可以用来解决多机器人系统的通信问题。Ad Hoc网络是一种全分布式的无线分组网络,具有自组织、自管理和多跳的特点,可方便、灵活组网。目前实现Ad Hoc网络的相关技术有很多种,其中蓝牙(Bluetooth)技术以其自组织、无线传输、动态拓扑、低功耗以及使用世界通用频谱(ISM)等特性,成为实现Ad Hoc网络的一种较好选择。本文对多机器人系统蓝牙Ad Hoc网络进行研究和讨论,主要工作如下:根据多机器人系统通信的特点,参考OSI七层模型和TCP/IP模型对多机器人通信网络进行分层划分,描述了各层的功能,将Ad Hoc网络作为多机器人通信的支撑网络并对其进行研究。为了实现多机器人之间简单、自主、灵活的通信,本文引入蓝牙技术,采用ARM处理器和嵌入式Linux操作系统来搭建蓝牙开发平台,通过基于BNEP层的网络构建和蓝牙socket网络编程,实现一种拓扑相对简单、建联快速的蓝牙Ad Hoc网络,满足了机器人之间通信的需求。针对Ad Hoc网络路由协议中存在的开销大及网络稳定性较低的问题,引入蚁群算法,将蚂蚁觅食和分工的方法作为设计路由协议的指导思想,通过对传统蚁群算法转移策略和信息素动态更新策略的改进,提高了全局搜索能力,避免算法陷入局部最优解。在OPNET仿真环境中对改进算法进行模拟,仿真实验结果表明,改进的蚁群算法减少了数据包传输的丢包率,降低了平均端到端延时,并且路由开销保持在可接受范围,有效地提高了网络的通信效率,是一种具有实际应用前景的Ad Hoc路由算法。
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