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面向水下机器人的水下电场通信协议设计
被引量：
6
1
作者
张晗
王伟
谢广明
《水下无人系统学报》
北大核心
2019年第2期134-141,共8页
作为一种新型的水下通信方法,电场通信具有能耗低,不易受外界环境干扰,实时性、全向性好等优点,可在小型水下机器人水下通信、组网中发挥良好作用。在前期的研究中,已将电场通信系统集成在一款仿箱鲀机器鱼上。但由于使用的是共享信道,...
作为一种新型的水下通信方法,电场通信具有能耗低,不易受外界环境干扰,实时性、全向性好等优点,可在小型水下机器人水下通信、组网中发挥良好作用。在前期的研究中,已将电场通信系统集成在一款仿箱鲀机器鱼上。但由于使用的是共享信道,当多机器鱼(节点)通信时,难免出现通信碰撞问题。文中基于无线通信网络载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议提出了电场通信协议。介绍了协议的运行机制以及信道状态的检测方法。为验证设计协议的有效性,进行了MATLAB仿真及3条机器鱼电场通信实验。结果表明,该协议能有效减少通信碰撞的发生。
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关键词
水下机器人
仿箱鲀机器鱼
水下通信
电场通信
载波侦听多路访问/冲突避免
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职称材料
考虑电导率和能量的水下电场自适应调整多权值成簇算法
被引量：
2
2
作者
吴佳楠
贺曼利
+1 位作者
邸焕双
谢广明
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期3223-3233,共11页
大量小型自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)组网通信完成合作任务是水下机器人工作的一个重要方向。水下电场通信具有高速率、低延迟等特点,AUV使用水下电场通信能够在短距离内实现稳定高速的通信,但是水下电场通信...
大量小型自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)组网通信完成合作任务是水下机器人工作的一个重要方向。水下电场通信具有高速率、低延迟等特点,AUV使用水下电场通信能够在短距离内实现稳定高速的通信,但是水下电场通信技术存在通信距离受限和电场强度本身受电导率影响等问题。针对这2个问题,提出一种考虑电导率和能量的水下电场自适应调整多权值成簇算法。首先,采用分簇的思想对大量AUV进行分簇处理,其中,增加副簇首提高簇稳定性并减小更换簇首时的能量消耗,设计网关节点加强网络连通性,实现簇间通信。其次,在选举簇首时,综合考虑节点可用度、通信成本、剩余能量这3个关键参数,达到负载均衡和均衡能耗的目的。最后,针对在网络通信状况差时系统维持簇结构而开销大的问题,根据水体环境电导率和节点剩余能量设计自适应调整策略。通过缩小簇规模等手段降低系统在工作过程中的整体能量消耗,提高网络生命周期。研究结果表明:在不同电导率实验条件下,本算法均能有效延长网络生命周期,提高网络生存时间。通过有无自适应调整策略的对比实验,也证明自适应调整策略起到了一定作用。
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关键词
自主式水下航行器(AUV)
水下电场
自适应调整
多权值成簇
能量
电导率
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职称材料
题名
面向水下机器人的水下电场通信协议设计
被引量：
6
1
作者
张晗
王伟
谢广明
机构
北京大学工学院湍流与复杂系统国家重点实验室智能仿生设计实验室
中国人民解放军
麻省理
工学院
城市研究与觃划
学院
北京大学
海洋研究院
出处
《水下无人系统学报》
北大核心
2019年第2期134-141,共8页
基金
国家自然科学基金(91648120
61503008
+4 种基金
61633002
51575005)
中国博士后科学基金(2015M570013
2016T90016)
国家重点研収计划(2017YFB1400800)
文摘
作为一种新型的水下通信方法,电场通信具有能耗低,不易受外界环境干扰,实时性、全向性好等优点,可在小型水下机器人水下通信、组网中发挥良好作用。在前期的研究中,已将电场通信系统集成在一款仿箱鲀机器鱼上。但由于使用的是共享信道,当多机器鱼(节点)通信时,难免出现通信碰撞问题。文中基于无线通信网络载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议提出了电场通信协议。介绍了协议的运行机制以及信道状态的检测方法。为验证设计协议的有效性,进行了MATLAB仿真及3条机器鱼电场通信实验。结果表明,该协议能有效减少通信碰撞的发生。
关键词
水下机器人
仿箱鲀机器鱼
水下通信
电场通信
载波侦听多路访问/冲突避免
Keywords
underwater robot
boxfish-like robotic fish
underwater communication
electrocommunication
carrier sense multiple access/collision avoidance(CSMA/CA)
分类号
TN929.3 [电子电信—通信与信息系统]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
考虑电导率和能量的水下电场自适应调整多权值成簇算法
被引量：
2
2
作者
吴佳楠
贺曼利
邸焕双
谢广明
机构
长春
大学
网络安全
学院
长春理工
大学
法
学院
北京大学
工学院
湍流与
复杂
系统
国家
重点
实验室
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期3223-3233,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(61772227)
吉林省发改委基金资助项目(2020C020-2)。
文摘
大量小型自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)组网通信完成合作任务是水下机器人工作的一个重要方向。水下电场通信具有高速率、低延迟等特点,AUV使用水下电场通信能够在短距离内实现稳定高速的通信,但是水下电场通信技术存在通信距离受限和电场强度本身受电导率影响等问题。针对这2个问题,提出一种考虑电导率和能量的水下电场自适应调整多权值成簇算法。首先,采用分簇的思想对大量AUV进行分簇处理,其中,增加副簇首提高簇稳定性并减小更换簇首时的能量消耗,设计网关节点加强网络连通性,实现簇间通信。其次,在选举簇首时,综合考虑节点可用度、通信成本、剩余能量这3个关键参数,达到负载均衡和均衡能耗的目的。最后,针对在网络通信状况差时系统维持簇结构而开销大的问题,根据水体环境电导率和节点剩余能量设计自适应调整策略。通过缩小簇规模等手段降低系统在工作过程中的整体能量消耗,提高网络生命周期。研究结果表明:在不同电导率实验条件下,本算法均能有效延长网络生命周期,提高网络生存时间。通过有无自适应调整策略的对比实验,也证明自适应调整策略起到了一定作用。
关键词
自主式水下航行器(AUV)
水下电场
自适应调整
多权值成簇
能量
电导率
Keywords
autonomous underwater vehicle(AUV)
underwater electric
adaptive adjustment strategy
multiple weights cluster
energy
conductivity
分类号
TP39 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
面向水下机器人的水下电场通信协议设计
张晗
王伟
谢广明
《水下无人系统学报》
北大核心
2019
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
考虑电导率和能量的水下电场自适应调整多权值成簇算法
吴佳楠
贺曼利
邸焕双
谢广明
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
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