無線感測網路中可克服障礙物之網路佈建及毀損修復

之機器人演算法

張志勇

私立淡江大學資訊工程研究所副教授

台北縣淡水鎮英專路151號

cychang@mail.tku.edu.tw

張栩瑞

私立淡江大學資訊工程研究所博士生

台北縣淡水鎮英專路151號

hrchang@wireless.cs.tku.edu.tw

謝珍琪

私立淡江大學資訊工程研究所碩士

台北縣淡水鎮英專路151號

jenchi@wireless.cs.tku.edu.tw

摘要

現今無線感測網路(Wireless Sensor Networks 或WSNs)已廣泛地應用在闖入者監測、軍事作戰監控系統，如何將大量的感測點佈置於特定欲監測區域內，並維持高效率的監測效能是個重要的議題。本論文研發一機器人在無線感測網路上佈點、修復及回家(Home)的演算法，我們所研發的佈點演算法使機器人能快速且花費最少的感測點數量佈點於欲監測區域，並有效地避開障礙物，使得闖入者不論處於監測區域的任何位置，都能被我們所佈置的感測點監控到。此外，機器人在行走過程中留下其行走的軌跡，使無線感測網路中的感測點皆能追蹤機器人的位置資訊，並能以較短路徑發送修復封包以通知機器人進行毀損修復，使機器人能以動態、快速、省電及有效率的方式往修復區移動，以避免闖入者處於毀損的感測點附近，使得監控者無法掌握闖入者的行蹤。最後，我們提出回家演算法來讓機器人在進行修復的過程中，能以剩餘電量來安排較佳行走路徑，以達到回家充電及補充新的感測點的目的，使無線感測網路的覆蓋範圍得以更有效地維護。實驗顯示本論文所提出的演算法可以使網路中的感測點有效掌握機器人的移動軌跡，並利用此資訊提供機器人一個動態且快速的巡邏及修復演算法。

關鍵字：佈點、修復、無線感測網路、機器人、障礙物