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沈陽自動化所在工業無線網絡傳輸調度研究中取得進展

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 01:42:27 來源:沈陽自動化研究所

    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研究中取得重要進展,提出了一種基於WIA-FA的AGV通信架構,並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、有序傳輸奠定了基礎。相關研究成果以Transmission Scheduling with Order Constraints in WIA-FA based AGV Systems為題,發表在IEEE Internet of Things Journal上。

  隨著嵌入式計算、工業傳感和無線通信技術的快速發展,工業自動化正在朝著智能製造方向轉變。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係統的關鍵部件之一,可有效實現AGV與控製中心之間的信息傳輸。傳統的AGV係統主要采用WiFi(IEEE 802.11)和ZigBee(IEEE 802.15.4)兩種通用無線技術,但WiFi和ZigBee均采用CSMA/CA機製,在負載較重的網絡及惡劣的工業環境中,其不易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係統對AGV的運動順序存在嚴格限製。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研究員梁煒和鄭萌的帶領下,首次提出了基於WIA-FA的AGV通tong信xin架jia構gou,並bing為wei之zhi設she計ji了le一yi種zhong考kao慮lv順shun序xu約yue束shu的de實shi時shi可ke靠kao傳chuan輸shu調tiao度du方fang法fa。該gai方fang法fa主zhu要yao包bao括kuo網wang絡luo超chao幀zhen結jie構gou優you化hua和he基ji於yu動dong態tai期qi望wang丟diu包bao率lv的de時shi隙xi分fen配pei兩liang個ge方fang麵mian。在zai網wang絡luo超chao幀zhen結jie構gou優you化hua中zhong,研yan究jiu人ren員yuan證zheng明ming了le當dang可ke用yong時shi隙xi總zong數shu一yi定ding時shi,順shun序xu分fen配pei可ke比bi交jiao織zhi分fen配pei提ti供gong更geng高gao的de可ke靠kao性xing。基ji於yu優you化hua後hou的de超chao幀zhen,為wei各geAGV分配數據傳輸時隙。該過程主要包括兩個步驟: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;根據預留後剩餘時隙個數動態調節各AGV期望丟包率,從而調節它們所分得的時隙數。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,提高了傳輸可靠性。

  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、拓撲控製、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麵取得了重要進展,相關工作分別以論文形式發表在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等期刊上,研究布局逐步係統化、體係化。沈陽自動化所在工業無線網絡領域的研究逐漸深入,國內外影響力也在穩步提升。

圖1 基於WIA-FA的AGV通信架構示例

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圖2 數據傳輸順序約束

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    圖3 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

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