基于CS模式的多机器人网络通信系统

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很深奥,很尖端

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三峡大学学报(然科学版)自

20 0 9年 6月

接,拓扑结构如图 1其所示 .

2基于 V的 C C S网络通信程序设计 C S网络通信程序可以利用 Vi a C++ 6 0 s l u . —MF C的 C o k t S c e类来实现_8网络通信程序包括两 71 _. N 1

+ l

部分:一部分是服务器端程序,用来接受客户端的它连接请求,并和客户端进行双向数据通信,务器端服 O 中心程序运行于 O 机器人上 .一部分是客户端程序,另 1 .. 一 .

;

1 1

蝴务

1

用于申请连接到服务器和与服务器进行双向数据通 .

1

客户端

客户端

信,户端程序运行于普通机器人上 .客 一 . .

O

.

O

O

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图 1多机器人的 C S通信模式

要实现服务器端与客户端之间的数据通信,先首

一

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从图 1以看出, S通信模式的拓扑结构可以可 C

1

要在服务器端与客户端之间建立连接 .此先要在服为 O; O 一务器上建立一个监听 sc e,建一个监听线程, okt创随 时监听是否有客户端的连接请求,在

监听 s c e并 ok t

用一个星网络来描述.星网络中,在网络节点分为普 通节点和一个中心节点,所有普通节点连接到一个中 心节点上.网络相应的耦合矩阵为星

上建立消息响应函数 On cp,收客户端的连接 Ace t接请求 . On cp函数中,须为每个客户端建立在 Ace t还 一

个 sc e, o k t以便通信时不致发生混乱 .务器端为服 了接收客户端数据,需在客户端 sc e上,立一还 okt建

A一

个消息响应函数 On ee e另外,了实现实时通 R ci . v为

信,还需在服务器端引入一个定时器,过定时器以通 一

对应的拉普拉斯矩阵 L一一A其特征值为l 3 1= 0, 2一 3一…一 2 N 1— 1, N— N

定时间间隔向客户端发送数据.客户端为了接收服

务器端的数据,要在连接的 sc e上建立一个消需 okt

在多机器人协调控制领域,当前的一个研究热点是多机器人系统的一致性控制[6.机器人系统的 4]多 - 线性一致性协议可以描述为 _] 5 ( )一 f () f

息响应函数 On ee e用来接收来自服务器端的数 R ci, v 据,然它还可以通过 s c e将自己的数据发送到当 ok t服务器端. 2 1服务器端应用程序的设计 .

在 VC中,务器端程序设计主要包括以下内服容. ( )建名为 sr e 1创 ev r的工程,程类型为 MF 工 C Ap W i r,选中 W id wsS c es持 . p z d并 a n o ok t支

其中, f一{,,,}机器人的状态矢量, () … 为 A 一

{} ∈R

称为网络的耦合矩阵,示多机器人表

系统的通信拓扑结构 .如果机器人 i机器人 ( !和 i

一 )间有通信连接, a一口之则 一1否则, ; a—a一 0 (!一 )记 L=一A, L为通信网络图的拉普拉 .则 斯矩阵.

() 2设计一输入对话框,对话框中输入服务器在为客户端连接请求提供的端口号 . ( )加 C l nS c e类, C i to k t从 3增 C i to k t e C 1nS ce类 e C o k t中派生,于服务器端一旦监听到有客户 S ce类用

基于 C S模式的通信网络为星网络,星网络的而拉普拉斯矩阵特征值 .,据复杂网络理论 I,一1根 3其] 一

端的连接请求时,为每个客户端分别建立一个即 sc e, o k t以便通信时不致发生混乱 . ( )加 C i e ig o k t, L se ig o k t 4增 Ls nn S c e类 C itnn S c e t

致性收敛速度远远大于与其具有相近平均度的最

临近耦合网络.另外,星网络来说,网络平均度仅对其接近于 2因此以 C, S模式

的通信网络作为多机器人

类从 C o k t中派生,于建立监听 S c e,上 S ce类用 o k t在 面指定的端口上随时监测是否有客户端的连接请求, 并在该类中增加 On cp消息响应函数 . Ace t当服务器端收到客户端的连接请求后, Ace t函数启动, On cp它首先为申请连接的客户端建立一个 C l nS c e的 Ci tokt e

通信网络的特点是响应速度快,网络连边少,网络构建成本低 .但从星网络拓扑结构来看,当其中心节点受到攻击瘫痪时,个网络也就瘫痪了,整因此星网络 对针对中心节点的蓄意攻击鲁棒性差.外随着系统此中机器人数量的增加,为中心服务器的机器人工作作负担加重,因此,只适用于机器人数量不多的多机它器人系统.

对象,利用 Ace t cp函数来接收连接请求 .果连接成如 功,将该 C l nS c e对象加人服务器为客户端则 C i t ok t e

请求建立的 S c e队列中,在该对象中建立一个 okt并 消息响应函数 On cie以实现对客户端数据的接 Ree, v

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