基于STM32的移動多終端環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

Mobile Multi-terminal Environment Monitoring System Based on STM32

魏阿勇　凌志浩　葉西寧

(華東理工大學信息科學與工程學院，上海　200237)

基于STM32的移動多終端環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

Mobile Multi-terminal Environment Monitoring System Based on STM32

魏阿勇凌志浩葉西寧

(華東理工大學信息科學與工程學院，上海200237)

摘要：針對獲取危險場所和未知地域環(huán)境信息的應(yīng)用需求，提出并設(shè)計了一種基于嵌入式系統(tǒng)的移動多終端環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。攜帶多種環(huán)境檢測傳感器的多個自主避障移動終端，根據(jù)移動規(guī)則遍歷搜索環(huán)境，在不同的位置反饋環(huán)境信息數(shù)據(jù)；隨后這些數(shù)據(jù)被用于構(gòu)建實時環(huán)境信息分布圖。仿真和實際運行效果證明，系統(tǒng)可以有效檢測未知環(huán)境，呈現(xiàn)可靠的環(huán)境信息分布圖。由系統(tǒng)原理和效果可以推斷經(jīng)進一步改進后的系統(tǒng)可應(yīng)用于諸如氣體泄漏檢測、未知探險、密閉環(huán)境監(jiān)控等應(yīng)用場所。

關(guān)鍵詞：移動多終端ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)環(huán)境檢測信息分布

Abstract：In accordance with the applicable demands for obtaining environment information of hazardous locations or unknown regions, the mobile multi-terminal environment monitoring system based on embedded system is proposed and designed. Multiple autonomous obstacle avoidance terminals carrying various kinds of environment detection sensors traversal search environment based on move rule, and feedback environmental information data at different locations, then these data are used to construct real time environment information distribution graphic. The effects of simulation and practical operation of the system verify that the system can effectively detect unknown environment, provide reliable environment information distribution graphic. From the principle of system and the effects, it is inferred that after further improvement, the system can be applied in detecting gas leakage, unknown explorers,monitoring confined environment, etc.

Keywords：Mobile multi-terminalZigBeeWSNEnvironment detectionInformation distribution

0引言

化工廠毒害氣體泄漏后需要規(guī)劃緊急救援或疏散的通道；突發(fā)地震、塌樓等災(zāi)害事故之后，需要快速探測生命跡象；在放射源外泄的情況下，需要及時掌握射線強度分布，追蹤放射源；在諸如行星探測、未知環(huán)境探險、軍事偵查等應(yīng)用情況下，需要及時感知對象環(huán)境以便采取措施。因此，快速監(jiān)測未知環(huán)境，并構(gòu)建環(huán)境信息分布圖，具有重要的研究意義和實現(xiàn)價值。

由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要人工提前安裝；節(jié)點監(jiān)測點位置固定和感知范圍有限；網(wǎng)絡(luò)對于節(jié)點移動的適應(yīng)性和容錯性較差等缺陷，因而無法適用于突發(fā)的動態(tài)環(huán)境，檢測人員不便到達區(qū)域的檢測。如果使用機器人或者自主移動智能終端代替人員，攜帶無線檢測傳感器或儀器，進入待檢測環(huán)境展開工作，則可以有效實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的自主移動功能。這樣檢測節(jié)點可以在三維空間自主移動定位，極大方便特殊環(huán)境下的傳感網(wǎng)絡(luò)布置，通過節(jié)點移動有效應(yīng)對環(huán)境變化，并且可以通過節(jié)點的移動來增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

現(xiàn)代人工智能技術(shù)、傳感器技術(shù)以及控制理論的日趨成熟，移動自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，為移動無線傳感網(wǎng)絡(luò)和智能終端技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)實現(xiàn)提供了可能[1-3]。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于應(yīng)用需求及技術(shù)的可實現(xiàn)性，針對一個二維平面有限范圍未知環(huán)境的溫、濕度和空氣質(zhì)量信息監(jiān)測，本文提出了一種移動多終端環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計了能夠自主運動的多個終端，借助無線通信系統(tǒng)，攜帶環(huán)境檢測傳感器在被測環(huán)境中運動。這樣既可以實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的快速部署，也可以按照設(shè)定的檢測密度，覆蓋搜索整個環(huán)境區(qū)域，并實時返回信息數(shù)據(jù)。根據(jù)返回的環(huán)境信息數(shù)據(jù)，就可以在上位機上構(gòu)建環(huán)境信息分布圖。

監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容主要包括：搭建三個移動檢測終端；構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)檢測終端之間以及終端和監(jiān)控中心之間的通信；開發(fā)上位機軟件、遙控終端，處理數(shù)據(jù)和最終顯示溫、濕度分布圖等。系統(tǒng)設(shè)計結(jié)合了無線傳感網(wǎng)絡(luò)、嵌入式終端的數(shù)據(jù)處理以及智能化終端的移動控制等多方面技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1中，三個小車代表移動終端，其上攜帶了環(huán)境檢測傳感器，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)和上位PC連接通信。

圖1　設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖

設(shè)計的終端具有半自主、半受控的特性，既可以在未知環(huán)境中實現(xiàn)一定的避障行駛功能，又能夠在接受外部遙控的情況下行駛[4]，單個終端設(shè)計框圖如圖2所示。終端攜帶運動檢測傳感器檢測自身運動狀態(tài)；攜帶路況檢測傳感器感知路況；攜帶環(huán)境檢測傳感器感知環(huán)境。根據(jù)設(shè)定的終端運行規(guī)則以及檢測到的終端自身運行狀態(tài)和路況信息，由微控制器處理并輸出控制信號，調(diào)整終端的運動模式。環(huán)境檢測傳感器感知的環(huán)境信息，上傳到微控制器，由微控制器進行數(shù)據(jù)處理，并通過無線通信層將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位PC。當需要遠程遙控終端運動狀態(tài)時，上位PC通過無線網(wǎng)絡(luò)將命令信息發(fā)送到終端，由微控制器從終端的無線通信層獲取命令。終端根據(jù)微控制器接到的上位機命令信息，調(diào)整終端的運作。

圖2　終端設(shè)計框圖

2系統(tǒng)終端設(shè)計

2.1　檢測終端硬件

根據(jù)圖1和圖2，本系統(tǒng)具體設(shè)計中采用四輪驅(qū)動車底盤作為移動終端平臺，其他部件都在此平臺上搭建。全車采用7.2 V鋰電池供電，底盤車是四輪驅(qū)動。使用水平安裝的陀螺儀傳感器，檢測移動終端轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)向角，使用光柵傳感器檢測移動終端的行駛速度(通過對速度數(shù)值的累加得到移動終端的行駛距離)，陀螺儀和光柵傳感器作為自身狀態(tài)傳感器。采用超聲波距離傳感器作為路況檢測傳感器，檢測未知環(huán)境中的障礙物信息。終端根據(jù)障礙信息，按照一定的規(guī)則合理避障。此外，設(shè)計中采用集成的溫、濕度傳感器和空氣質(zhì)量傳感器感知環(huán)境信息。

2.1.1終端微控制器

終端控制器選擇ST公司Cortex-M3系列的微處理器STM32F103C8T6作為其主控制器，負責終端的傳感器數(shù)據(jù)采集、處理。STM32F103xx具有高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC內(nèi)核，工作頻率達到72 MHz，內(nèi)置高速存儲器(高達128 kB的閃存和20 kB的SRAM)，具有豐富的增強I/O端口和連接到兩條APB總線的外設(shè)。其包含了2個12位的ADC、3個通用16位定時器和1個PWM定時器，同時具有標準和先進的通信接口：I2C、SPI、USART、USB和CAN總線等。

2.1.2終端電機驅(qū)動

驅(qū)動模塊使用L298N雙全橋驅(qū)動模塊，1個模塊可以驅(qū)動2個電機。通過控制器輸出不同占空比的PWM波來控制驅(qū)動模塊的通斷，從而控制電機轉(zhuǎn)速；雙向?qū)?qū)動模塊實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)。使用2個L298N模塊即可驅(qū)動底盤車4個電機，且每個電機的工作狀態(tài)都相互獨立。調(diào)節(jié)不同輪子的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)車輛快速加減速、原地任意角度轉(zhuǎn)向。

2.1.3環(huán)境感知傳感器

終端攜帶溫、濕度和空氣質(zhì)量兩種傳感器，用于感知環(huán)境。溫、濕度檢測使用DHT11型傳感器，溫度量程為0～50 ℃，濕度量程為20～95%RH，輸出數(shù)字量。通過軟件的編程設(shè)置，讀出傳感器輸出的溫、濕度數(shù)據(jù)，在微控制器上對數(shù)據(jù)進行一定的換算、修正，即得環(huán)境真實溫、濕度數(shù)據(jù)。

空氣質(zhì)量傳感器是一種半導體氣體傳感器，能夠感知空氣中的多種有毒和易燃氣體，然后將檢測出的氣體轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。通過A/D采樣該電阻上的壓降，推算空氣質(zhì)量的等級，然后按等級劃分。

2.1.4避障檢測

超聲波傳感器是一種頻率高、方向性好的定向距離檢測傳感器，可用于移動終端的避障檢測。設(shè)計使用中，首先測出超聲波從發(fā)射到遇到障礙物返回所經(jīng)歷的時間，再乘以空氣中聲音傳播的速度就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離。采用上下兩層超聲波傳感器，以檢測不同高度的障礙物，減少檢測盲區(qū)；將超聲波傳感器安裝在舵機上。隨著舵機在0~80°的空間里轉(zhuǎn)動時帶動超聲波傳感器檢測正前方左右各90°內(nèi)的障礙物信息，并保存數(shù)據(jù)等待處理[56]。

根據(jù)舵機轉(zhuǎn)向不同角度的超聲波傳感器檢測的距離值，就可以判斷在移動終端的不同方位上障礙物情況，并據(jù)此分析判斷下一步的移動方向。在超聲波傳感器轉(zhuǎn)動角度范圍內(nèi)劃出5個方向，并且賦予每個方向不同的優(yōu)先級。移動終端在每次檢測完障礙物之后，按照優(yōu)先級選出無障礙方向作為下一步運行方向。

2.2　終端軟件實現(xiàn)

終端軟件具體負責整個終端的運動控制、通信控制、驅(qū)動傳感器、采集數(shù)據(jù)等工作。下位機軟件使用嵌入式C語言在Keil編譯環(huán)境中編寫，軟件功能框圖如圖3所示。

圖3　終端軟件框圖

本系統(tǒng)的終端不僅需要完成終端的移動控制、避障檢測、環(huán)境感知、無線通信、數(shù)據(jù)處理等任務(wù)，并且要求具有一定的實時性，一般的單線程微控制器很難滿足上述要求。所以需要移植μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)，實現(xiàn)一定的任務(wù)調(diào)度與分配工作。

μC/OS-II是一種可移植的、可裁剪的、搶占式的實時多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，是專門為計算機的嵌入式應(yīng)用設(shè)計的，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實時性能優(yōu)良和擴展性強等特點。μC/OS-II基于任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度提供最基本的系統(tǒng)服務(wù)，如任務(wù)管理、時間管理、通信管理、內(nèi)存管理、中斷管理等。

#define jiance_task_prio9

#define jiance_stack_size 64

OS_STK jaince_task_stack[jiance_stack_size];

voidjiance_task(void *pdata);

上述代碼為在μC/OS-II操作中系統(tǒng)創(chuàng)建某個具體優(yōu)先級任務(wù)的代碼。根據(jù)功能需求，按照上述代碼在μC/OS-II中建立多個任務(wù)，每個任務(wù)負責不同的功能。在μC/OS-II內(nèi)核的調(diào)度下，任務(wù)之間按照時間片獲得CPU的控制權(quán)。這樣不但可以保證各個任務(wù)具有一定的實時性，并且具有類似多任務(wù)并行工作的效果，充分利用CPU。

3網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

3.1　ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

本系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)不僅承擔傳感數(shù)據(jù)的收發(fā)，還要充當移動終端的命令通信系統(tǒng)。鑒于ZigBee技術(shù)在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)有大量成熟的應(yīng)用實現(xiàn)，故本系統(tǒng)采用ZigBee通信模塊構(gòu)建無線通信局域網(wǎng)。

ZigBee通信模塊基于802.15.4通信協(xié)議，采用2.4 GHz免費頻段，實現(xiàn)低功耗、大量節(jié)點的無線自組織網(wǎng)絡(luò)，通過多跳方式傳遞數(shù)據(jù)。設(shè)計中采用TI公司開發(fā)的CC2530 ZigBee模塊，并集成z-stack協(xié)議棧。為提升通信模塊的傳輸距離(≥300 m)和穿透能力，添加CC2591功放模塊，可以基本滿足一定區(qū)域有限范圍內(nèi)的通信需求。

由于在多終端運動過程中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的位置一直在變化，所以將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計成Mesh結(jié)構(gòu)，這樣可以減少由于終端移動產(chǎn)生的通信不穩(wěn)定。Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各個節(jié)點的地位是平等的，每個節(jié)點都可以與一個或者多個對等節(jié)點進行直接通信，通過多跳路由的方式最終到達指定目的節(jié)點，其拓撲結(jié)構(gòu)如圖4所示。設(shè)計中將全功能模塊協(xié)調(diào)器作為網(wǎng)絡(luò)中普通的節(jié)點，但是其負責網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與維護。協(xié)調(diào)器作為上位機PC的一部分，設(shè)置在監(jiān)控PC機旁，不移動，隨時將獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機。

圖4　Mesh網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖

將移動終端使用的ZigBee模塊設(shè)計為全功能模塊路由器，在z-stack協(xié)議棧的支持下實現(xiàn)多跳路由。終端主要實現(xiàn)和監(jiān)控中心之間的通信，其使用的ZigBee模塊主要是和充當協(xié)調(diào)器的ZigBee模塊之間數(shù)據(jù)互發(fā)。在終端移動過程中，終端使用的ZigBee模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)可以通過其他終端的ZigBee多跳路由傳至協(xié)調(diào)器。網(wǎng)絡(luò)中通信的數(shù)據(jù)主要包括：終端上傳的自身編號、自身移動角度和移動速度，以及采集到的溫濕度數(shù)據(jù)等和協(xié)調(diào)器下傳的終端控制命令等，數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)格式傳輸。

終端ZigBee模塊通過串口引腳與終端的STM32控制器連接通信，STM32控制器將需要上傳的數(shù)據(jù)通過串口傳給ZigBee模塊，ZigBee模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器下發(fā)的控制命令先發(fā)送到終端ZigBee模塊，再由ZigBee通過串口接口傳送給STM32控制器。

3.2　協(xié)調(diào)器設(shè)計及數(shù)據(jù)傳輸方式

協(xié)調(diào)器負責整個無線網(wǎng)絡(luò)的建立與維護，終端節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)后，協(xié)調(diào)器會為各個節(jié)點分配網(wǎng)絡(luò)地址。各終端將自身網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送給協(xié)調(diào)器后，協(xié)調(diào)器就知道具體終端節(jié)點的地址，就可以直接向各個地址發(fā)送數(shù)據(jù)了。協(xié)調(diào)器的地址固定為0x0000，這樣移動終端就可以直接向協(xié)調(diào)器地址發(fā)送數(shù)據(jù)。協(xié)調(diào)器通過串口與PC機相連，在PC機上開發(fā)上位機軟件。軟件通過讀取串口來獲得協(xié)調(diào)器傳送上來的數(shù)據(jù)，也通過串口將數(shù)據(jù)傳送給協(xié)調(diào)器，發(fā)送給各個移動終端。

4移動終端控制規(guī)則

4.1　終端運行規(guī)則

終端運行規(guī)則如圖5所示。各個移動終端獨立運行，以間隔固定距離的方式，向著目標點直線行駛。本次行駛完，短暫停車，期間環(huán)境檢測傳感器感知本坐標點環(huán)境信息，并將環(huán)境信息數(shù)據(jù)和坐標點數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)上傳至PC上位機，上位機對數(shù)據(jù)進行存儲、處理并顯示[7-9]。

圖5　移動終端運行流程圖

暫停期間超聲波感知在下一步運行的范圍內(nèi)，各方向上是否存在障礙物，并根據(jù)方向優(yōu)先級選擇一個無障礙物的方向作為下一步的方向。按照固定距離計算目標點坐標，將坐標數(shù)據(jù)和所有可行的無障礙物方向數(shù)據(jù)發(fā)送給上位PC，詢問該坐標是否已經(jīng)在搜索過的區(qū)域內(nèi)。如果已被搜索則換另一個方向，繼續(xù)判斷，直到找到合適的方向，繼續(xù)前進。前進過程中，微控制器根據(jù)速度和角度傳感器反饋的實時數(shù)據(jù)，閉環(huán)控制移動終端運動[7]。

上位PC搜集并存儲了所有終端在移動過程中反饋的坐標點和各點的障礙物信息。當有新的終端返回其下一個目標點的坐標時，上位PC通過計算該點與以往走過的所有點的距離是否小于終端每次設(shè)定的固定距離，判斷該目標點是否已被搜索過。當終端各個方向上都已經(jīng)被搜索過或者存在障礙物時，向上位PC請求一個新的坐標點。在這種情況下，上位PC根據(jù)該終端上傳的目標位置，依次判斷出該終端之前走過的坐標點的可運行方向上是否具有無障礙且沒有被自己和其他終端搜索過的未知坐標。如有，將坐標信息發(fā)送給該終端，使其徑直運動到該坐標點，并按照上述規(guī)則繼續(xù)運行。終端一旦遇到突發(fā)狀況或者進入死胡同無法擺脫，則可通過上位機判斷，并遙控其運行擺脫。

4.2　虛擬坐標系建立和新坐標點計算

移動終端坐標點計算示意圖如圖6所示。圖6中，空心、黑色、灰色三種圓圈分別代表三個不同的移動終端。出發(fā)前，靜止狀態(tài)下，以其中一個主終端(空心圓圈)為原點，構(gòu)建垂直的虛擬平面坐標系并固定，則主終端的初始坐標為(0,0)。然后根據(jù)其余兩終端相距主終端的距離和角度，計算出兩個終端在該坐標系中的初始坐標位置。如黑色終端的初始坐標(x3,y3)可由主終端的初始坐標(0,0)、距離L2和方向角φ2計算得出。

圖6　移動終端坐標點計算示意圖

終端開始移動以后，每個時刻就以該終端上一個時刻的坐標位置，配合本次運行的角度和距離，計算出新的位置坐標。如黑色終端新時刻的位置坐標(x3′,y3′)可由上一時刻坐標(x3,y3)、行駛距離L3和形式方向角φ3計算得出。所以只要確定出發(fā)前靜止狀態(tài)的坐標，然后各終端根據(jù)下一個可行方向的角度和設(shè)定好的間斷距離，即可計算出下一個目標點，并發(fā)送給上位PC。

從終端開始工作算起，PC存儲了各個終端、各個時刻的坐標。每次終端目標點位置更新，通過判斷與其他已被檢測過的坐標點的距離是否小于設(shè)定的檢測密度所要求的距離，來確定新的目標點是否已經(jīng)被檢測過而無需再檢測。

5系統(tǒng)結(jié)果及運行分析

5.1　系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果

在PC機上開發(fā)上位機軟件，一方面負責遙控移動終端，另一方面負責移動終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)存儲、處理和顯示。將PC機存儲的坐標數(shù)據(jù)和相應(yīng)坐標點的溫、濕度和空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)結(jié)合起來作圖顯示，便可形成環(huán)境信息分布圖。本系統(tǒng)共設(shè)計采用三個移動終端，依次編號，上位機軟件根據(jù)終端編號來區(qū)分不同終端。

5.2　系統(tǒng)運行效果

為了對本文中設(shè)計的多終端環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及算法性能進行分析，本節(jié)利用Matlab軟件對監(jiān)測系統(tǒng)進行仿真。仿真中，通過軟件模擬一個虛擬的待搜索空間和多個障礙物，并模擬三個移動終端按照第4節(jié)設(shè)定的運動規(guī)則，在該虛擬空間內(nèi)同時運動，統(tǒng)計并記錄運行一定時間之后的結(jié)果。運行結(jié)果表明多個移動終端可以有效地避開障礙物，并且盡量不重復地搜索整個虛擬空間，三個終端都分別承擔了較多的工作量，各司其職。

為了檢驗本系統(tǒng)運作的性能及可靠性，實際運行本系統(tǒng)。在一個放置了障礙物的未知環(huán)境中，實際運行設(shè)計的系統(tǒng)。將運行的結(jié)果在上位PC上作圖顯示，在圖上使用不同顏色的圓圈代表不同機器人在各時刻的檢測點位置，每個圓圈中都可以顯示該位置點的溫、濕度和空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，形成一幅完整的針對該被測環(huán)境的信息分布圖。由實際運行的效果圖可知，系統(tǒng)運行基本達到了設(shè)計要求，實現(xiàn)了對于未知環(huán)境的信息分布探測，并且檢測點重復少，檢測覆蓋面積大。

6結(jié)束語

本文為了解決掌握未知環(huán)境溫、濕度和空氣質(zhì)量的分布狀況的應(yīng)用需求，設(shè)計了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的移動多終端監(jiān)測系統(tǒng)。通過仿真分析與系統(tǒng)實際運行效果的對比說明，系統(tǒng)基本達到了設(shè)計目的，可以穩(wěn)定工作，客觀反映環(huán)境信息狀況。本文設(shè)計的監(jiān)測系統(tǒng)可以通過改變終端攜帶的傳感器類型、終端數(shù)量等，應(yīng)用于不同的場合：如攜帶溫、濕度傳感器，可用于花房中不同房室溫濕度的檢測；攜帶氧氣、CO、瓦斯等氣體濃度檢測傳感器可用于諸如地窖含氧量分布、礦井危險氣體濃度分布等的快速檢測等[4-5]。

參考文獻

[1] 高杉,葉強.基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的氣體濃度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2009,32(23):118-120.

[2] 許建新.工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)實時通信的研究與開發(fā)[D].杭州：浙江大學，2008.

[3] 王鋼,李鵬.WSN環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)節(jié)點功耗與能量預(yù)警研究[J].計算機與現(xiàn)代化,2010(5):125-126.

[4] 邢濤.工業(yè)現(xiàn)場有毒氣氛環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學,2009.

[5] 趙德月.基于MSP430F2012單片機的煙霧傳感器設(shè)計[J].工礦自動化，2011(8):110-112.

[6] 蘇麗穎,曹志強,王碩,等.多機器人對未知環(huán)境進行實時在線探測的一種方法[J].高技術(shù)通信，2003,13(11):56-60.

[7] Ahmet Y,Gokhan K,Osman P,et al.A dynamic path planning approach for multi-robot sensor-based coverage considering energy constraints[C]//IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems,2009:5930-5935.

[8] Sebastian T,Wolfram B.A real-time algorithm for mobile robot mapping with applications to multi-robot and 3D mapping[C]//IEEE International Conference on Robotic & Automation,2000:321-328.

[9] 蘇相國,樊繼壯,臧希喆,等.改進的多機器人協(xié)作探索策略研究[J].哈爾濱工程大學學報,2010,31(3):371-376.

[10]辛欣,游雄,衛(wèi)偉,等.基于便攜式移動終端的虛擬地理環(huán)境協(xié)同感知問題研究[J].測繪工程,2010,19(5):24-28.

中圖分類號：TP273

文獻標志碼：A

DOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201503011

修改稿收到日期：2014-09-16。

第一作者魏阿勇(1990-)，男，現(xiàn)為華東理工大學控制科學與工程專業(yè)在讀碩士研究生；主要從事嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究。