多移動微機器人的實時無線通信機制研究

毛玲，李振波，陳佳品

(1. 上海電力學院 電氣工程學院， 上海 200090;2. 上海交通大學 電子與電氣工程學院，上海 200240)

0 引 言

對于多移動微機器人應用系統而言，機器人之間的通信是必要的,通常微機器人通信采用的是RF方式。考慮到微機器人需實時地進行數據交換以便機器人之間合作快速完成任務，這意味著其個體之間的數據傳輸是有時間限制的，因此RF通信協議必須保證數據傳輸的實時性[1]。而且，因為移動微機器人RF網絡的特點，RF通信協議需支持節點的移動性及多跳通信能力。然而，目前典型的Ad-Hoc網絡協議重點放在解決最大吞吐量、最小時間延遲等問題上，而且大多數底層的商用網絡協議(如802.11、802.15.4等)因數據包沖突、隨機后退、錯誤包阻塞等問題而不能保證數據包在網絡中的實時傳輸。Lee等基于802.4的令牌環總線機制設計了WTRP協議[2]，當網絡中的某節點接收到了令牌，在一定時間內它可以發送數據，并把令牌發送給它的前驅。然而，該協議不支持多跳通信，節點只能跟它的前驅或者后驅通信。Donatiello 和Furini[3]提出一個相似令牌傳遞機制，節點組成一個環，誰持有令牌誰有權發送數據，如果一定時間內，發送失敗，就把令牌傳給下個節點，但是令牌只能朝著一個方向傳遞，需要網絡環一直保持連接，這限制了節點的移動性。Facchinetti[4]等用隱含的EDF機制保障了數據傳輸的實時性，然而該通信機制不支持多跳通信。802.15.4的無線通信方式保證了數據發送的安全性和多跳通信，但它允許任意推遲數據傳輸的時間，故不能實現數據的實時通信。……