·1420 工程科学学报，第40卷，第11期 100r 3200 a 90 6 2800 话80 2400 12 --MPD ·-FAD 元 -MPD --MPD ▲Flood 6 ◆-FAD 1200 50 ·-FAD -Direet --Flood 800◆ 40 ￥-Direct 2 Direct 400 30 0.51.01.52.02.53.03.54.0 000.510152.0253.0354.0 000510152.02530354.0 机器人移动速率m·s) 机器人移动速率八m·s 机器人移动速率(m·s) 图9机器人移动速率对不同传输算法的影响.(a)平均传输成功率：(b)平均副本数：（©）平均传输延迟 Fig.9 Impact of speed of mobile nodes:(a)average delivery ratio;(b)average copies;(c)average delay 100 30 2400 (a)--MPD b) MPD 90 FAD 25 -Flood ◆FAD 2000 藏20 --Flood (e) -Direct 80 -Direct --MPD 15 ·-FAD 70 F门lood 10 800 Direet 5 400； ￥ 50100150200250300350400450500 50100150200250300350400450500 930100150200250300350400450500 消息队列长度 消息队列长度 消息队列长度 图10存储队列长度对不同传输算法的影响.(a)平均传输成功率：(b)平均副本数：（©）平均传输延迟 Fig.10 Impact of queue size on different transmission algorithms:(a)average delivery ratio;(b)average copies;(c)average delay 易被填满，队列数据更新加快，传输延迟较低，同时4.2现场实验 也会影响传输成功率.当队列增长后数据更新减 为了验证本文无线传感器网络系统的有效性及 慢，Flood与Direct传输延迟随之加大，当消息队列 可靠性，进行了如图11所示的现场实验.在现场实 继续加大更多的副本有利于传输延迟的减小，延迟 验中，模拟线路实验场地共设置了3台巡线机器人、 趋于平稳.MPD、FAD都具有优先传输新消息机制， 2处太阳能通讯基站：同时在线路实验场地1000m 传输延迟变化不大 外架设地面监控基站 图11网络运行现场实验.（a)模拟线路实验场地：(b)地面监控基站 Fig.11 Network operation field experiment:(a)analog line experiment site;(b)ground monitoring base station 现场实验测试时间为2h,在实验过程中3台不 表2现场实验结果 同型号机器人分别运行于3条不同的模拟线路上， Table 2 Field experiment results 利用地面监控基站为中心节点对线路进行远程监 平均传输成功率/% 消息平均副本数消息传输延迟/s 控.网络采用MPD作为数据传输策略，在实验过程 89.3 8.2 345.3 中地面监控基站与网络其他节点能有效建立通讯， 的独特性质提出了一种基于移动机器人位姿信息的 实验结果如表2所示 数据传输策略MPD.主要成果如下. 5结论 针对架空输电线路与巡线机器人作业特点提出 了机器人路径约束随机运动模型，利用运动模型准 本文针对巡线机器人延迟容忍无线传感器网络 确的计算了机器人在网络中的相对位姿信息，并精工程科学学报,第 40 卷,第 11 期 图 9 机器人移动速率对不同传输算法的影响. (a) 平均传输成功率; (b) 平均副本数; (c) 平均传输延迟 Fig. 9 Impact of speed of mobile nodes: (a) average delivery ratio; (b) average copies; (c) average delay 图 10 存储队列长度对不同传输算法的影响. (a) 平均传输成功率; (b) 平均副本数; (c) 平均传输延迟 Fig. 10 Impact of queue size on different transmission algorithms: (a) average delivery ratio; (b) average copies; (c) average delay 易被填满,队列数据更新加快,传输延迟较低,同时 也会影响传输成功率. 当队列增长后数据更新减 慢,Flood 与 Direct 传输延迟随之加大,当消息队列 继续加大更多的副本有利于传输延迟的减小,延迟 趋于平稳. MPD、FAD 都具有优先传输新消息机制, 传输延迟变化不大. 4郾 2 现场实验 为了验证本文无线传感器网络系统的有效性及 可靠性,进行了如图 11 所示的现场实验. 在现场实 验中,模拟线路实验场地共设置了 3 台巡线机器人、 2 处太阳能通讯基站;同时在线路实验场地 1000 m 外架设地面监控基站. 图 11 网络运行现场实验. (a) 模拟线路实验场地; (b) 地面监控基站 Fig. 11 Network operation field experiment: (a) analog line experiment site; (b) ground monitoring base station 现场实验测试时间为 2 h,在实验过程中 3 台不 同型号机器人分别运行于 3 条不同的模拟线路上, 利用地面监控基站为中心节点对线路进行远程监 控. 网络采用 MPD 作为数据传输策略,在实验过程 中地面监控基站与网络其他节点能有效建立通讯, 实验结果如表 2 所示. 5 结论 本文针对巡线机器人延迟容忍无线传感器网络 表 2 现场实验结果 Table 2 Field experiment results 平均传输成功率/ % 消息平均副本数 消息传输延迟/ s 89郾 3 8郾 2 345郾 3 的独特性质提出了一种基于移动机器人位姿信息的 数据传输策略 MPD. 主要成果如下. 针对架空输电线路与巡线机器人作业特点提出 了机器人路径约束随机运动模型,利用运动模型准 确的计算了机器人在网络中的相对位姿信息,并精 ·1420·