基于WIA-FA的AGV通信架構(gòu)示例
數(shù)據(jù)傳輸順序約束
所提方法（DELTA）與四種傳統(tǒng)方法在不同信道條件下的性能對比
近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所在工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸調(diào)度領(lǐng)域取得重要進展，提出了一種基于WIA-FA的AGV通信架構(gòu)，并為之設(shè)計了一種全新的傳輸調(diào)度方法，為保證智能工廠中AGV數(shù)據(jù)的實時、可靠、有序傳輸?shù)於藞詫嵒A(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域頂級期刊IEEE Internet of Things Journal。
隨著嵌入式計算、工業(yè)傳感和無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)自動化正在向著智能制造轉(zhuǎn)變。為了提高物流運輸效率，智能工廠中迫切需要使用大量AGV作為運載工具。無線網(wǎng)絡(luò)作為AGV系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，可有效實現(xiàn)AGV與控制中心之間的信息傳輸。傳統(tǒng)的AGV系統(tǒng)主要采用WiFi（IEEE 802.11）和ZigBee（IEEE 802.15.4）兩種通用無線技術(shù)。然而，WiFi和ZigBee 都采用CSMA/CA機制，在負(fù)載較重的網(wǎng)絡(luò)以及惡劣的工業(yè)環(huán)境中，很難保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性。此外，為了避免碰撞，一些AGV系統(tǒng)對AGV的運動順序有嚴(yán)格的限制。因此，同時考慮實時性、可靠性和順序約束的AGV傳輸調(diào)度研究具有較高的理論和應(yīng)用價值。
沈陽自動化所工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)課題組在梁煒、鄭萌研究員的帶領(lǐng)下，在國際上首次提出了基于WIA-FA的AGV通信架構(gòu)，并為之設(shè)計了一種考慮順序約束的實時可靠傳輸調(diào)度方法。該方法主要包括網(wǎng)絡(luò)超幀結(jié)構(gòu)優(yōu)化和基于動態(tài)期望丟包率的時隙分配兩個方面。在網(wǎng)絡(luò)超幀結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，嚴(yán)格證明了當(dāng)可用時隙總數(shù)一定時，順序分配可比交織分配提供更高的可靠性。然后基于優(yōu)化后的超幀，為各AGV分配數(shù)據(jù)傳輸時隙。該過程主要分為兩個步驟，首先根據(jù)預(yù)設(shè)的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)期望丟包率為各AGV靜態(tài)預(yù)留時隙，然后根據(jù)預(yù)留后剩余時隙個數(shù)動態(tài)調(diào)節(jié)各AGV期望丟包率，從而調(diào)節(jié)它們所分得時隙數(shù)。和傳統(tǒng)方法相比，該傳輸調(diào)度方法在保證實時性和順序性的前提下，大幅度提高了傳輸可靠性。成果以Transmission Scheduling with Order Constraints in WIA-FA based AGV Systems為題，發(fā)表于IEEE Internet of Things Journal。
近年來，圍繞工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的研究，沈陽自動化所在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計、拓?fù)淇刂?、綠色認(rèn)知組網(wǎng)方法、高可靠傳輸技術(shù)、異構(gòu)無線共存和國際標(biāo)準(zhǔn)化等方面取得了重要進展，相關(guān)工作分別以論文形式發(fā)表于Proceedings of The IEEE，IEEE Transactions on Industrial Informatics, IEEE Internet of Things Journal, IEEE Transactions on Wireless Communications, IEEE Transactions on Vehicular Technology，IEEE Sensors Journal, IEEE Systems Journal等國際著名期刊，研究布局逐步系統(tǒng)化、體系化。沈陽自動化所在工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究更加深入，國內(nèi)外影響力也在穩(wěn)步提升。
