基于Zigbee的智能服务机器人无线传感与执行器网络设计

本文主要探讨了基于Zigbee的无线传感器和执行器网络（Zigbee-Based Wireless Sensor and Actuator Network, ZWSAN）在服务机器人智能空间中的设计与实现。随着信息技术的发展和服务机器人技术的进步，无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）作为服务机器人智能空间的关键技术，对于提升其自主性和智能化水平具有重要意义。 ZWSAN的设计首先从简化Zigbee协议栈着手。Zigbee是一种低功耗、低成本的无线通信技术，特别适合于大量传感器节点的网络部署。文章首先对Zigbee协议栈进行概述，包括其主要的协议层次结构，如物理层（PHY）、介质访问控制层（MAC）和应用支持子层（APS），以及网络协调器、路由器和终端设备的角色。通过简化这些基本模块，提高了网络的效率和可扩展性。 接下来，作者详细介绍了ZWSAN硬件模块和软件栈的实现。硬件模块涉及传感器、执行器、无线通信模块等核心组件的选择和集成，确保了数据采集、处理和执行命令的高效运行。软件栈方面，设计了一套定制化的Zigbee协议栈，包括底层驱动程序、网络管理以及与服务机器人控制系统交互的接口，使得系统能够无缝对接到服务机器人的决策和行动流程中。 文中还提到了几种典型设备的集成，这些设备可能是环境感知器（如温度、湿度传感器）、物体识别器、运动控制器或者服务执行器，它们共同构成了一个功能完整的ZWSAN。通过ZWSAN，服务机器人能够在智能空间中实时监控环境状态，做出相应的决策，并执行任务，例如导航、避障、清洁或照顾老人。 最后，该研究强调了ZWSAN在2012年7月14日初次提交、经过修订后于同年9月12日接受，发表在《Wireless Sensor Networks》杂志上，DOI为10.4236/wsn.2012.410034。作者Baoye Song、Xiao Lu和Xingzhen Bai来自山东科技大学信息与电气工程学院，他们的工作展示了Zigbee技术如何在服务机器人领域的实际应用中发挥关键作用，为进一步研究和实际应用提供了有价值的基础。