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关于多机器人通信中防冲突方法的分析
作者：陈铁英
来源：《中国科技博览》2017年第26期
[摘 要]无线传感器是一种分布式的传感网络，将通信、网络以及传感器等进行有机整合，具有较强的灵活性，在很多领域都得到了应用。而移动机器人设计的实现，受到了社会的广泛关注，但如何将移动机器人与无线传感网络相结合是当下比较热议的问题，本文对多移动机器人通信中防冲突的方法进行了分析。
[关键词]无线传感网络；移动机器人；通信技术
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）26-0275-01
引言：在无线传感网络的设计中，使用了大量移动的传感器和静止的传感器，并通过多跳和自组织的形式组成了一种无线网络，可以有效进行采集、传输信息等功能，在移动机器人领域也得到了广泛使用，有效解决了多移动机器人的通信问题，但同时也需要注意多移动机器人通信中的冲突问题。
1.多移动机器人的通信系统结构
移动机器人作为一个独立的个体而出现，就需要由机器人自身进行控制和对信息数据进行处理。在设计上，由单个节点作为机器人的执行系统，对所收集的信息数据进行运算处理，并根据运算结果而发出相应的指令，完成对自身的控制，主要应用的有存储器、处理器以及数据运算技术等。
现阶段，人们开始研究多个移动机器人的通信系统结构。与单个移动机器人的设计理念不同，不只是进行独立系统的设计和运算，而是将多个移动机器人进行有机连接，使其形成一个系统，每个机器人都是这个系统中的一部分，在每个机器人的内部系统结构上都安装一个传感器，通过利用无线传感网络节点的特性与功能，将每个机器人的传感器连接起来，建立一个小范围的无限局域网络，在设计上，使每一个机器人都连接到令牌环上，由其中的一个机器人作为主控，其他机器人为从属，从属机器人要听从主控机器人发出的指令，并做出相应的反应，系统在运行中会根据实际要求更换主控机器人，其他机器同样需要服从指令。
移动机器人的系统结构中，其模块的组成具有十分重要的作用，它决定了移动机器人能否准确进行信息采集、数据处理的准确性、数据传输的及时性以及指令传达的精准性，从而有效完成机器人的通信功能，其模块的种类和作用为：
第一，信息收集模块。机器人在进行移动时，需要对目标信息、路径信息等进行采集，并对信息数据进行处理。
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第二，定位模块。即通过传感器对周围的数据信息情况进行感知，再加上视觉数据信息的采集，从而确定机器人所处的位置。
第三，数据信息处理与系统控制模块，主控机器人会及时收到各机器人所处的位置信息，由控制人员对主控机器人下达命令，主控机器人对收集的信息进行处理，并对各个从属机器人下达控制指令，使其按照指令要求进行运动，从而完成多移动机器人通信交流任务[1]。 目前，虽然可以利用无线传感网络使多个机器人进行通信，但在具体实施过程中，存在多个节点共同传输信息的可能，导致通信系统出现冲突的情况，不能有效进行传输信息。 2.多机器人通信系统防冲突的对策 2.1 信号抗干扰技术
在进行多机器人通信系统运行时，主控机器人需要接受来自从属机器人的大量信息数据，各项信息数据在传输过程中容易出现信号干扰情况，导致信号失真，不能准确的进行信号收集、处理及传输，从而影响指令下达的准确性，因此，需要在信号的传输上应用抗干扰技术，保证信号传输的质量。 2.2 网络识别技术
从属机器人需要不间断的将所收集到的数据信息发送给主控机器人，主控机器人会对数据进行分析处理，并对各个从属机器人下达指令要求，但会出现一个问题，能否准确下达给每一个从属机器人，如果指令下达不准确，会使整个无线通信网络陷入混乱状态，不能有效完成工作任务，因此，需要使用网络识别技术，即通过传感器的节点功能，在进行数据传输时，可以识别每一个节点所发送的信息，确定其身份和位置，再由主控机器人对各个节点的机器人下达控制指令，从而保证指令下达的准确性。 2.3 信号处理的关联性
无线传感网络的工作任务需要由各个传感器节点共同完成数据的收集和处理工作，并将处理结果传递给主控机器人，但在实际运行过程中，无线传感网络是一个小范围的网络系统，很多移动机器人所处的位置及收集的数据信息类似，在进行数据处理时，会形成大量的重复性工作，而主控机器人在接受这些类似的信息后并不能明确信息的来源，不能有效下达指令，使通信系统出现问题，对此，应采取信息共享技术，使各传感器节点可以收到信息，在进行信息传输时，只需要过滤到共同的信息，将特定的数据信息传输给主控机器人，可有效避免通信系统的冲突问题[2]。
2.4 节点模块的功能性
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无线传感网络系统中的核心是网络节点的功能设计，对整个通信系统的安全、稳定起着非常重要的作用，主要有以下几种模块：
首先，电源模块。电源模块支撑着整个系统运行的供电需要，当整个系统在运行时其电量的消耗非常大，因此，其他系统在不需要使用使会自动关闭，避免其他系统过度运行而干扰信号传输。
其次，传感器模块。主要包含两方面的内容，一方面是数字信号与模拟信号转换模块；另一方面是传感器。传感器的主要功能是对数据系统中的各项数值确定节点，其单个节点中的功能性比较全，包括路径设计、信息采集、执行命令等，可有效降低整体设计的成本。 其次，处理模块。处理模块所接受的数据信息，是传感器中模拟信号转化的数字信号，处理模块要根据所下达的指令要求进行数据信息处理，并将其处理结果发送到网络监测中心，由于数字信号在传输中的抗干扰性强，可有效避免通信冲突[3]。
最后，通信模块。在通信模块中进行数据传输时，主要使用无线电波、光波、红外线这三种传输介质，但这三种传输介质的特性不同，因此，也限制了其使用范围。在进行野外工作时，环境比较复杂，而光波和红外线这两种传输介质的穿透性比较差，非常容易阻挡信号的传输，因此，通常使用无线电波作为传输介质，可有效保证信号传输的质量。 2.6 无线传感网络平台技术
所谓的无线传感网络平台就是使用数据信号处理板，将处理器、存储器、天线等设备集成在数据信号处理板中，并通过拓展接口连接电源模块以及其他模块，完成对数据信息的接收、处理和发送工作。无线传感网络平台的质量决定了信号接收和发送的质量，可有效避免通信系统的冲突问题。
3.多机器人通信系统应注意的问题
传感器的节点是无线传感网络中的重要组成部分，其运转的效率对整个通信系统有非常重要的影响作用。例如，多个机器人在进行复杂环境的探测工作时，系统的运行、数据的传输以及信息数据的运算等都需要有电能的支持，但由于环境的复杂性，在一定程度上无法实现更换电池的需求，就非常容易导致系统瘫痪，而影响工作的效率和质量，因此，采用节能通信技术非常重要，在设计上，需要对系统运行结构、硬件设备、网络协议等使用节能技术，保证机器人通信系统的正常运行。 结束语
在移动机器人的通信技术方面，无线传感网络的创新和发展具有非常重要的作用，目前，无线传感网络可对多个移动机器人的通信系统进行控制，但随着科学技术的发展，要求无线传感网络技术要向智能化、高集成化、微型化发展，从而促使移动机器人通信水平的提高。
关于多机器人通信中防冲突方法的分析
