弹跳式移动传感器网络节点设计与实现

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无线传感器网络的发展改变了人与客观世界的交互方式,它作为一种全新的信息获取平台能够实时采集无线多跳传输网络覆盖区域内各种监测对象的信息,具有广阔的应用前景。早期的无线传感器网络由若干静态节点组成,节点需要人工放置到指定地点,而且每个节点只能对监测对象进行定点观测,容易产生较大的监测盲区。随着应用的深入,静态无线传感器网络的缺点逐渐暴露出来,尤其在人无法剑达的危险环境下根本无法布置网络节点。让节点具备一定的移动能力是无线传感器网络满足应用需求的必然发展趋势。   本文针对静态无线传感器网络机动能力的不足,结合间歇弹跳式机器人原理设计了一种具备轮式和弹跳两种运动能力的移动传感器网络节点。该节点集成了Zigbee无线通信协议,可方便实现与其他Zigbee设备组建无线传感器网络。该节点在一般情况下以轮式方式移动,当遇到轮式移动方式无法克服的障碍时,则采用弹跳的方式越过去。本文详细分析了两种移动机构的工作原理,设计了一套集成加速度、红外、图像、GPS等多种传感器的控制系统,构建并实现了与其他网络节点的组网通信。最后通过一系列的实验测试了节点的跳跃性能、自主避障导航能力以及图像的网络传输功能。实验结果表明节点的最大跳跃高度达到自身高度的四倍,在运动中能根据所处环境自主选择绕行避障或弹跳越障,可将现场拍摄的图像以无线多跳方式传输给上位机。
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