李跃　黄希玲　贾海瑞

摘要：集群机器人系统中使用ZigBee网络技术可实现有效的通信，但树形组网可能使部分节点过早耗尽电池能量，所以使用ZigBee技术的机器人系统中，ZigBee网络的路由算法是研究的关键问题。在重点研究了ZigBee协议网络层树型路由算法的基础上，提出了一种适用于机器人通信系统的路由算法（RACRS），改进算法中通过引入邻居表，考虑网络中的电池供电节点和持续供电节点，路由选择网络中的关键路径而尽量避开电池供电节点。仿真结果表明改进算法能有效节省网络中电池供电机器人网络节点的能量消耗，增强集群机器人系统中ZigBee网络的稳定性，最大化系统网络的生存时间。

关键词：集群机器人；无线传感器；ZigBee网络；通信协议

Abstract： Cluster robotic system using ZigBee network technology can achieve an effective communication， but some nodes may use up all the energy because of heavy transmissions. So in robot system using ZigBee technology， the key issue of the research on its network layer is routing algorithm. This paper focuses on the research into such an issue an analyzes the tree. Based on the above analysis， an improved routing algorithm which suitable the robot communication system is proposed（Routing Algorithm of Cluster Robotic System，RACRS）. The algorithm introduce the neighbor table and consider the battery-powered nodes and continuous power node， selecting the critical path in the network routing try to avoid the battery-powered node. The simulation results show that the improved algorithm can effectively save the battery-powered robot node energy consumption and the lifetime of the whole network was maximized in this improved algorithm.

Keywords： groups of robots； wireless sensor； ZigBee network； communications

0 引言

機器人技术作为信息技术和先进制造的典型代表和主要技术手段，已成为世界各国竞相发展的技术。随着社会生产技术的飞速发展，机器人的应用领域也不断扩展，从工业自动化到海洋资源的探索，乃至太空作业等领域。同时由多个机器人组成的集群系统通过协调、协作来完成单机器人无法或难以完成的工作是机器人发展的一个趋势，如流水线生产、编队巡逻、仓储运输、交通规划等应用领域[1]。分布式集群机器人系统具有高度的自规划、自组织特性，机器人的定位、协调与分析控制是应用研究的重点，实现这些功能，机器人之间和控制系统需要可靠地进行通信。无线通信技术能够增加机器人的活动范围和灵活性，使用ZigBee无线传感器网络技术组建无线网络，可在机器人系统中实现可靠的通信，显著提高机器人的工作效率[1]。……