1.2 Способы передачи данных для мобильных роботов
Все способы передачи данных, применяемые в настоящее время для мобильных роботов, можно разделить на проводные и беспроводные.
Проводные способы передачи данных накладывают жёсткие ограничения на радиус действия и манёвренность мобильного робота. Учитывая, что планируется построение сети для коллектива роботов, состоящего из нескольких единиц или даже десятков мобильных платформ, становится очевидна неприемлемость применения проводных сетей передачи данных для рассматриваемой задачи.
Беспроводные способы передачи данных получили весьма широкое применение в робототехнике. Рассмотрим их в порядке увеличения радиуса действия:
IrDA (ИК-связь) применяется на дистанциях до 1 метра. Основным недостатком IrDA является необходимость в прямой видимости устройств и то, что с его помощью возможна одновременная связь только 2-х устройств. Примером использования ИК-связи может служить Kilobot - проект группы энтузиастов из Гарвардского университета.
Bluetooth обеспечивает связь на расстояниях до 100 метров. Достаточно широко применяется в любительской робототехнике из-за совместимости со многими пользовательскими электронными устройствами, такими как мобильные телефоны или ноутбуки. Сравнительно высокое энергопотребление и стоимость оборудования доставляет ряд неудобств при использовании в мобильной робототехнике. Тем не менее, технология Bluetooth применяется для управления роботом LEGO Mindstorm NXT-2.
Wi-Fi связь так же применяется на расстояниях порядка 100 метров. Основные ограничения связаны с дороговизной и высоким энергопотреблением, что является причиной трудностей, возникающих при применении технологии Wi-Fi в мобильных роботах. Примером использования этой технологии связи является Spykee - Wi-Fi робот-шпион, разработанный компанией Meccano.
Не смотря на то, что ZigBee является сравнительно молодой технологией, она с каждым годом получает всё более широкое распространение в системах управления и связи. Применение этой технологии связи позволяет добиться значительного снижения энергопотребления на связь, что крайне важно для устройств, работающих на автономных источниках питания. К тому же, сравнительно низкая стоимость ZigBee модулей позволяет создавать недорогие, быстро окупающиеся системы связи и управления. Такая система применяется на автономной бионической птице SmartBird.
В тех случаях, когда использование одного из вышеописанных стандартов невозможно или нецелесообразно, применяют способ передачи данных напрямую по радиоканалу. Использованием радиоволн сверхвысокой частоты достигается увеличение дальности связи. Такой тип связи используется, например, для обмена информацией с марсоходами и беспилотными летательными аппаратами. Весомым минусом в этой технологии применительно к поставленной задаче является невозможность объединения нескольких устройств в одну информационную сеть.
После рассмотрения существующих способов передачи данных, применяемых в робототехнике, становится очевидным выбор технологии ZigBee для обеспечения связи коллектива мобильных роботов МП-2.