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    无线传感(gǎn)器网络中(zhōng)路由的选择方式解读

    作者:管理员 发(fā)布于:1/11/2017 11:54:28 AM

        所有(yǒu)的机器人导航都需要解决这样(yàng)的一个问题:机器人如何获知(zhī)通(tōng)往目的地的道路。在(zài)无线传感(gǎn)器网络(luò)中,无线节点之间的信息通信路由也是一个首先(xiān)要解决的(de)问题。如前(qián)所(suǒ)述,由(yóu)于地理(lǐ)信息(xī)固定(dìng),在WiME中空间路(lù)径规(guī)划和信(xìn)息通信路由完全可以以相同的方式工作。因此下面以路径规划(huá)来说明这样(yàng)一个路由存(cún)储和查(chá)询方式的选择(zé)问题(tí)。
      在无线传感(gǎn)器网络中,无线节点由于能量受限,采用的(de)是低功耗嵌入(rù)式处理器,其计算能力和(hé)存储空间都有限。WiME也不例外(wài),一般无法直接存储路径信息或者将地图信(xìn)息存(cún)储在节点上从而在需要时计算出最优(yōu)路径。为此,首先考虑下(xià)面(miàn)的4种方法。
      方法1:作为一种常用的方法,可以查询整个地图的路(lù)径信(xìn)息。由于房间数n众(zhòng)多(认为n不小于1000),路径数据巨大(dà)(存(cún)在n(n-1)/2条路径),这样的地图可以由1台或多台主服(fú)务器(qì)提供(gòng)。任何一(yī)个无线(xiàn)节(jiē)点(diǎn)或(huò)邻近的有限多个节点都满足不了这样的存(cún)储量。一个自然的方法是将全局地(dì)图存储到服务器上,机器人终端在(zài)必(bì)要时从服务器(qì)上下载(zǎi)路径信息。这类似于GPS设备的(de)工作方式(shì)。
      方法2:根据使用的广播式(shì)无线路由通(tōng)信协议,建立一条到目标点的无(wú)线通信链路,并(bìng)利用建立的这条通(tōng)信线(xiàn)路作为地理(lǐ)导航线路。
      方法(fǎ)3:利用动态路径(jìng)规划的思想,每个节点存储与自身相关的一定范围内的地理信息,并生成(chéng)最(zuì)优路(lù)径信息。
      方(fāng)法4:每个节(jiē)点存储全局节点分(fèn)布(bù)的地理信息和连接关系,在需要(yào)时与临近的节点协同计(jì)算出最(zuì)优路径。这是(shì)借鉴了计算机网络中分布式(shì)计算的概念。
      每种方法各(gè)有(yǒu)其优(yōu)劣。第1种方法修改容易,增加或删除节点只需要在主(zhǔ)服务器端更新。第2种(zhǒng)方法不需(xū)要事先知(zhī)道节点(diǎn)的地(dì)理位置(zhì)信息,整个路径信息是动态建立和修(xiū)改的。第3种方法可以随(suí)着道路情况动态调整最优路径。由于节点能(néng)够实时观(guān)察到道路信息,可以引入(rù)参数来反映当前周边道(dào)路状况,比如道(dào)路的堵(dǔ)塞程度,并由此动态维护这样一个包含自身及临近(jìn)区域的(de)最优路径表。但是这3种(zhǒng)方法都是在多(duō)跳(tiào)通信的情况下完成的,返回完(wán)整(zhěng)的路径信息需要(yào)较多的(de)通信带宽和(hé)较长的通信延时,这对通信(xìn)协议的鲁棒(bàng)性(xìng)提出(chū)了挑(tiāo)战(zhàn)。第4种方法的存储量相对(duì)要小,与节点个数同数量级,但是多(duō)节点协同的最(zuì)优路(lù)径的实时分(fèn)布式计算对于无线传感器节点无疑是一个困难的问(wèn)题。毕(bì)竟当(dāng)前的分布式计算仍然局限在计算机网络领(lǐng)域。如何将分(fèn)布(bù)式(shì)计算(suàn)和最新(xīn)的网格计(jì)算的思想运用到无线传感器网络(luò)上,可能会成为嵌(qiàn)入式系统领(lǐng)域(yù)的下一个方向(xiàng)。

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