科技進展
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基于WIA-FA的AGV通信架構示例

數據傳輸順序約束

所提方法(DELTA)與四種傳統方法在不同信道條件下的性能對比

  近日,中國科學院沈陽自動化研究所在工業無線網絡傳輸調度領域取得重要進展,提出了一種基于WIA-FA的AGV通信架構,并為之設計了一種全新的傳輸調度方法,為保證智能工廠中AGV數據的實時、可靠、有序傳輸奠定了堅實基礎。相關成果發表于物聯網領域頂級期刊IEEE Internet of Things Journal。 

  隨著嵌入式計算、工業傳感和無線通信技術的快速發展,工業自動化正在向著智能制造轉變。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。無線網絡作為AGV系統的關鍵部件之一,可有效實現AGV與控制中心之間的信息傳輸。傳統的AGV系統主要采用WiFi(IEEE 802.11)和ZigBee(IEEE 802.15.4)兩種通用無線技術。然而,WiFi和ZigBee 都采用CSMA/CA機制,在負載較重的網絡以及惡劣的工業環境中,很難保證數據傳輸的實時性和可靠性。此外,為了避免碰撞,一些AGV系統對AGV的運動順序有嚴格的限制。因此,同時考慮實時性、可靠性和順序約束的AGV傳輸調度研究具有較高的理論和應用價值。 

  沈陽自動化所工業無線網絡課題組在梁煒、鄭萌研究員的帶領下,在國際上首次提出了基于WIA-FA的AGV通信架構,并為之設計了一種考慮順序約束的實時可靠傳輸調度方法。該方法主要包括網絡超幀結構優化和基于動態期望丟包率的時隙分配兩個方面。在網絡超幀結構優化中,嚴格證明了當可用時隙總數一定時,順序分配可比交織分配提供更高的可靠性。然后基于優化后的超幀,為各AGV分配數據傳輸時隙。該過程主要分為兩個步驟,首先根據預設的工業無線網絡期望丟包率為各AGV靜態預留時隙,然后根據預留后剩余時隙個數動態調節各AGV期望丟包率,從而調節它們所分得時隙數。和傳統方法相比,該傳輸調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,發表于IEEE Internet of Things Journal。 

  近年來,圍繞工業無線網絡的研究,沈陽自動化所在網絡架構設計、拓撲控制、綠色認知組網方法、高可靠傳輸技術、異構無線共存和國際標準化等方面取得了重要進展,相關工作分別以論文形式發表于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,研究布局逐步系統化、體系化。沈陽自動化所在工業無線網絡領域的研究更加深入,國內外影響力也在穩步提升。

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