科技论文发表论如何发展多机器人通信建设管理模式

　　摘要：在实验过程中，由于实验测试平台采用超声波辅助定位模块，故实验场地中设有超声定位的固定参考点，因此不同的实验场地智能机器人的定位需经过测试进行调整，当然辅助定位也可以采用其他模块进行，这并不会影响此通信系统的性能，依然可以很好地完成队形间的变换。论文发表：《机器人技术与应用》是由中华人民共和国新闻出版总署、正式批准公开发行的优秀期刊。自创刊以来，以新观点、新方法、新材料为主题，坚持"期期精彩、篇篇可读"的理念。机器人技术与应用内容详实、观点新颖、文章可读性强、信息量大，众多的栏目设置，机器人技术与应用公认誉为具有业内影响力的杂志之一。机器人技术与应用并获中国优秀期刊奖，现中国期刊网数据库全文收录期刊。

　　关键词：通信技术,机器人,通信系统

　　在实验过程中，由于超声定位的坐标返回值与系统设置的相对坐标数值不可能完全吻合，因此在实际应用中，将系统坐标数值设置为区间值，即当超声定位模块返回的坐标值在系统相对坐标值范围内就认为已经运行到指定位置，便进行下一步运行，因此在不同的实验测试过程中队形可能会出现一些误差，但这种误差经过对系统坐标区间值范围的调整可以适当减小，达到误差允许范围内，因而对编队的美观性影响不大。

　　笔者在ZigBee技术的基础上设计了一种将人机通信和多机器人间相互通信相结合的通信系统。在一定的空间范围内，该通信系统既使机器人自身具有一定的智能性，又不脱离人的掌控，不仅发挥了ZigBee技术低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的优点，还使机器人充分利用了时间上空间上的分布性与高效性从而更好的协作，共同完成任务，展示其良好的应用价值。

　　针对目前多机器人控制的通信系统大多局限于用一个主控制器来控制的情况，提出了采用ZigBee无线通信技术来实现多机器人的控制，使得在该通信系统下的每一个机器人都更加智能化。具体方案为：采用红外传感器、摄像头等设备反馈信息，使每个机器人具有自动避障和实时调控的功能;采用超声波辅助定位，使每个机器人有唯一的位置信息。采用ZigBee无线通信技术作为通信工具，整个系统使用MESH型网络拓扑结构，选取一个机器人作为协调器节点，每个机器人都分配16位唯一的PAN标志符，完成每个机器人的身份定位。制定合理的协作条件，使得多机器人之间能够相互“沟通”，协调动作。并设计人工遥控模块，优先级高于机器人内部决策模块，使得机器人既能完成智能化动作，又不脱离人们的控制。对于ZigBee技术的四层体系结构，只需要设计通用的PYH层和MAC层，再编写相应的高级语言程序，便可实现对机器人控制的通用性，无论是空中机器人编队、水中多机器人编队，还是陆地上的双足或轮式机器人编队等都可以用笔者设计的通信系统来实现智能化控制。

　　硬件系统是将系统进行模块化分解来进行设计，主要包括CC2530芯片模块，电源模块，射频电路模块，控制芯片与机器人对接模块。其中CC2530芯片是一款用于嵌入式应用的系统芯片，由TI公司推出，是一种使用了IEEE802.15.4标准的ZigBee和ZigBeeRF4CE解决方案的系统。CC2530内部已集成了一个8051微处理器与高性能的RF收发器。CC2530能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点，拥有较大的Flash，其存储容量多达256KB，它是理想的ZigBee专业应用芯片。电源模块为3.3V与5V供电，控制芯片与机器人对接模块包括稳压部分，电平转换部分以及串口。

　　测试平台以3个轮式智能小车作为智能机器人模型进行搭建，智能小车为飞思卡尔车模改装的，智能小车采用红外传感器、摄像头、超声波定位仪等设备进行信息的反馈，使每个机器人具有自动避障，实时调控和定位功能。

　　该软件程序主要包括模块的定义、参数类型的初始化以及各个模块功能的实现方式3个部分。模块的定义是用来确定节点的性质，如其中的协调机器人定义为FFD，向其提供全部的IEEE802.15.4MAC服务，要求其既可以发送和接收数据，还具备路由功能，而其他机器人只需向其提供部分IEEE802.15.4MAC服务，因此只需将它们定义为RFD设备，让它们具备发送和接收数据，而不充当协调点和路由节点。初始化的目的则是配置系统参数，首先定义系统的时钟信号，然后定义ZigBee芯片所连接的MCU类型和型号，接着定义通信模块性质即定义通信模块所在节点为全功能节点还是缩减功能节点及ZigBee网络层和MAC层的参数等，如3个轮式机器人的16位PAN地址，无线发送信道的选择，发送接收频率，校验方式等。模块功能的实现是通过将每个模块分配一个16位的PAN标志符，作为区分每个终端设备的唯一标志，人所面对的主控模块终端拥有最高的优先级别，并且可以单独控制每个机器人的行为，也可以向所有机器人发送协作控制命令，让机器人自行协作运动，当协作命令发送后，机器人将以协调机器人作为核心，按照队形坐标进行编队运行，在此过程中软件设定队形坐标检测时间，当实际队形坐标与超声辅助系统提供的坐标信息不符时，协调机器人可以通过发送命令的方式控制其他机器人进行相对位置的调整，从而达到人机通信与机器人间相互通信的目的。

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文章名称： 科技论文发表论如何发展多机器人通信建设管理模式

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