论文部分内容阅读
近年来无人船技术日趋成熟,越来越多的科研院所和企事业单位加入到该领域的研究工作中来。无人船系统的水面工作区域范围逐步扩大,实时性高效性要求增加,单艘无人船已经很难满足现如今的实验和实地工作要求,针对多无人船组网协同系统的研究势在必行。而在构建多无人船联网的协同系统的过程中,建立稳定高效的通信网络是执行一切任务的重要前提和保障。要达成上述要求,需要解决两个主要的问题。一是考虑到水面通信环境的复杂性,构造稳定且鲁棒性强的多无人船通信网络拓扑结构;二是多无人船协同网络通信协议的设计。因此,本论文的主要研究目标是参考现有的船舶总线通信协议设计一种适应于多无人船系统的通信协议,并利用现有的实验用无人船测试所设计的无人船通信子系统。本文参考现有的工业总线协议以及主要运用于船载控制设备通信的NMEA 2000协议,设计了一套适用于多无人船网络的通信协议,规定了数据封装的格式,数据帧的格式等。并针对现有无人艇实验设备,设计一套无线通信子系统,采用嵌入式Linux开发环境,网络套接字编程的原理。在实地试验的过程中取得了较好的效果。本文还提出一种基于改进的自适应遗传算法的多无人船联网网络拓扑控制算法,在经典遗传算法的基础上,引入自适应的选择、交叉和变异算子。在MATLAB仿真环境中进行测试,发现算法能够快速收敛,且收敛速度快,通过算法能够得到合理的拓扑结构。