刘 路,华 蓓

(中国科学技术大学 计算机科学与技术学院,合肥 230027)

WiFi (IEEE 802.11)是目前应用最广泛的无线局域网技术,在家庭、公共场所、工厂环境等被普遍采用.近些年各种各样的机器人被越来越多地应用到生产生活中,如物流机器人、导购机器人、工业机器人等.机器人在工作过程中需要不停地从控制器接收指令,并收发大量的数据,WiFi 也是其使用最多的网络通信手段[1].由于WiFi 基站,也称无线接入点(Access Point,AP),通信距离很短,在车间、商场这样的大空间中通常部署了很多AP,对于需要随时随地通信的场合(如生产环境),每个位置甚至会被多个AP 所覆盖.当机器人在这样的环境中移动时,常常需要在不同的AP 之间切换,即从一个AP 的覆盖范围进入到另一个AP 的覆盖范围.

根据WiFi 的通信规范,切换过程包括AP 扫描、终端认证和AP 重关联3 个步骤[2].终端(如机器人)首先断开与当前AP 的关联,扫描周围可用的AP,从中选择一个AP 进行认证,认证通过后与该AP 进行关联,这时终端接入新的AP.由于切换过程中终端不与任何AP 关联,容易出现通信中断的情况,在实际应用中通信中断的时间可能长达数秒,这给需要不间断通信的机器人正常工作产生很大的影响.

有实验发现,AP 扫描时间占整个切换时间的90%以上[3],因此减少切换时间的关键是减少扫描时间.AP 扫描包括信道扫描和AP 选择两个部分.每个AP在运行之前需要分配一个工作信道,只有和AP 同信道的终端才能使用AP 转发数据.为发现周围有哪些AP 可用以……