一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動機器人控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線傳感領(lǐng)域，尤其是一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動機器人控制系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人的工作不再局限于單個機器人的控制，通 過多個機器人之間的協(xié)同作業(yè)，可完成更為復(fù)雜的、具有關(guān)聯(lián)性的工作。無線傳感網(wǎng)絡(luò)由部 屬在工作區(qū)域內(nèi)的多個傳感節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的、自組織的網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)，十分適用于多個移動機器人的無線控制系統(tǒng)，可有效降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)可擴 展性。
[0003] 在機器人定位方面，雖然GPS、激光雷達、圖像匹配、里程計等定位手段在某些場合 可以完成定位任務(wù)，但在成本、精度、使用便捷性方面還存在諸多不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決【背景技術(shù)】的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動機器 人控制系統(tǒng)。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動機 器人控制系統(tǒng)，包括系統(tǒng)基站、信標(biāo)節(jié)點和移動機器人，移動機器人包括電源模塊、控制模 塊、無線通信模塊、感知模塊和運動模塊，其中，電源模塊，用于為各個模塊供電；無線通信 模塊，用于移動機器人與系統(tǒng)基站、移動機器人與信標(biāo)節(jié)點、移動機器人與移動機器人之間 的無線數(shù)據(jù)傳輸；感知模塊，包括若干傳感器，用于采集信息，并傳送到控制模塊；控制模 塊，用于信息處理，并將輸出的結(jié)果傳送到運動模塊；運動模塊，用于執(zhí)行控制模塊輸出的 結(jié)果。
[0006] 優(yōu)選的是，所述控制模塊包括主控電路和驅(qū)動電路，其中，主控電路用于實現(xiàn)信息 處理，驅(qū)動電路用于輸出結(jié)果以驅(qū)動運動模塊。
[0007] 優(yōu)選的是，所述運動模塊包括電機和車輪，驅(qū)動電路通過驅(qū)動電機來帶動車輪運 轉(zhuǎn)。
[0008] 優(yōu)選的是，所述信標(biāo)節(jié)點均勻分布在系統(tǒng)基站四周。
[0009] 優(yōu)選的是，所述信標(biāo)節(jié)點采用4個。
[0010] 一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動機器人控制系統(tǒng)的方法，包括
[0011] 1)根據(jù)信標(biāo)節(jié)點架構(gòu)無線傳感網(wǎng)絡(luò)中信息的位置坐標(biāo)；
[0012] 2)在控制模塊中預(yù)設(shè)距離閾值；
[0013] 3)移動機器人通過感知模塊完成工作任務(wù)；
[0014] 4)控制模塊將移動機器人自身到系統(tǒng)基站的距離與預(yù)設(shè)的距離閾值進行比較判 斷；
[0015] 5)根據(jù)判斷結(jié)果，若距離系統(tǒng)基站距離小于或等于該閾值，則該移動機器人將任 務(wù)數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)较到y(tǒng)基站；若距離系統(tǒng)基站距離大于所設(shè)距離閾值，則移動機器人在距 離系統(tǒng)基站距離小于所設(shè)閾值的移動機器人中選擇一個作為最優(yōu)節(jié)點Node。作為其下一跳 節(jié)點，任務(wù)數(shù)據(jù)通過該最優(yōu)節(jié)點傳輸?shù)较到y(tǒng)基站。
[0016] 優(yōu)選的是，最優(yōu)節(jié)點的選取方式是：
[0018] 其中：山是移動機器人到下一跳節(jié)點的距離，d j是下一跳節(jié)點到系統(tǒng)基站的距離。
[0019] 優(yōu)選的是，還包括步驟，移動機器人根據(jù)信標(biāo)節(jié)點位置定位自身位置。
[0020] 優(yōu)選的是，還包括步驟，通過信標(biāo)節(jié)點接收移動機器人反饋的信號的強弱來定位 移動機器人的位置。
[0021] 本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，
[0022] 1)移動機器人作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的移動節(jié)點，可以實現(xiàn)監(jiān)測節(jié)點動態(tài)，并實現(xiàn) 自定義部署來隨意擴展無線傳感網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測范圍，同時也是現(xiàn)場任務(wù)的執(zhí)行者，可采集現(xiàn) 場數(shù)據(jù)或執(zhí)行控制任務(wù)；
[0023] 2)系統(tǒng)基站用于對系統(tǒng)中所有移動機器人進行管理協(xié)調(diào)、收集和發(fā)布控制信息；
[0024] 3)信標(biāo)節(jié)點用于傳感網(wǎng)絡(luò)的定位，同時用于對移動機器人進行定位；
[0025] 4)本系統(tǒng)通過多個移動機器人組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，各移動機器人之間協(xié)同作業(yè)完 成具體任務(wù)，從而使無線傳感網(wǎng)絡(luò)變成一種具有主動監(jiān)測功能的工具，針對無線傳感網(wǎng)絡(luò) 的特點，所采用的定位算法和信息收集算法均具有較高的能效性，本系統(tǒng)具有良好的可擴 展性、通用性，市場應(yīng)用前景廣闊；
[0026] 5)選取最優(yōu)節(jié)點，并通過該最優(yōu)節(jié)點把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)基站（即2跳方式），從而 完成數(shù)據(jù)上傳過程，該算法復(fù)雜度低，且可有效降低系統(tǒng)能耗。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。
[0028] 圖2為本發(fā)明移動機器人的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明：
[0030] 如圖1所示，一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動機器人控制系統(tǒng)，包括軟件部分和硬 件部分；其中軟件部分包括移動機器人定位算法和信息收集算法，所述定位算法采用信標(biāo) 節(jié)點來實現(xiàn)，所述信息收集算法采用距離閾值的判斷來實現(xiàn)；硬件部分包括移動機器人、系 統(tǒng)基站和信標(biāo)節(jié)點。
[0031] 如圖2所示，一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動機器人控制系統(tǒng)，包括系統(tǒng)基站、信標(biāo) 節(jié)點和移動機器人，移動機器人包括電源模塊、控制模塊、無線通信模塊、感知模塊和運動 模塊，其中，電源模塊，用于為各個模塊供電；無線通信模塊，用于移動機器人與系統(tǒng)基站、 移動機器人與信標(biāo)節(jié)點、移動機器人與移動機器人之間的無線數(shù)據(jù)傳輸；感知模塊，包括若 干傳感器，用于采集信息，并傳送到控制模塊；控制模塊，用于信息處理，并將輸出的結(jié)果傳 送到運動模塊；運動模塊，用于執(zhí)行控制模塊輸出的結(jié)果。
[0032] 所述控制模塊包括主控電路和驅(qū)動電路，其中，主控電路用于實現(xiàn)信息處理，驅(qū)動 電路用于輸出結(jié)果以驅(qū)動運動模塊。
[0033] 所述運動模塊包括電機和車輪，驅(qū)動電路通過驅(qū)動電機來帶動車輪運轉(zhuǎn)。
[0034] 所述信標(biāo)節(jié)點采用4個，并均勻分布在系統(tǒng)基站四周，系統(tǒng)基站在中心，信標(biāo)節(jié)點 為4個，成一個正方形分布式四周，當(dāng)然可以更多，相對的，越多成本越高，理論上來說3個 以上就能實現(xiàn)定位，但設(shè)置4個，是為了在正方形監(jiān)測區(qū)域內(nèi)較均勻地分布。
[0035] 一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動機器人控制系統(tǒng)的方法，包括
[0036] 1)根據(jù)信標(biāo)節(jié)點架構(gòu)無線傳感網(wǎng)絡(luò)中信息的位置坐標(biāo)；
[0037] 2)在控制模塊中預(yù)設(shè)距離閾值；
[0038] 3)移動機器人通過感知模塊完成工作任務(wù)；
[0039] 4)控制模塊將移動機器人自身到系統(tǒng)基站的距離與