[发明专利]一种基于群体智能的移动无线局域网通信技术

权利要求书

1.一种基于群体智能的移动无人系统，其特征是它包括：移动无人系统的智能节点使用WLAN通信；

所述的移动无人系统是指该无人系统需要在移动过程中执行特定任务，无人系统的智能节点均具有自主移动能力、执行智能算法程序的能力、获取自身定位信息的能力和利用WLAN通信的能力，并且这些节点均位于以接入点(AP)为中心、以r2为半径的地理范围内；

所述WLAN是指符合IEEE 802.11标准的无线局域网。

2.一种使移动无人系统中的智能节点具有集群性的方法，其特征是它包括：

A.所有节点能够运行智能算法，自主控制自身移动行为以满足群体模型，即所有节点在移动过程中应当位于以AP为中心的高质量通信区域内；

B.所有节点都能避免和其他节点碰撞，节点之间自动保持大于安全距离r3，当节点进入安全区域时，它应当立即向远离AP的方向移动；

C.当节点位于以AP为中心、以r2为半径的范围内(高质量通信区域)时，它可以保持原有状态不变；

D.当节点进入不稳定通信的区域时，它应当立即向靠近AP的方向移动；

E.当AP运行方向和运动速度变化时，所有节点都应当趋于与它一致。

3.一种实现移动无人系统中的智能节点具有集群性的分布式技术，其特征是它执行下列步骤：

每个智能节点执行的工作流程为：节点通过检测来自AP和周边节点通信信号的RSSI值，计算感知本节点与AP之间的距离；智能节点通过接收AP通过WLAN发送的定位信息，并结合自身定位和运动信息，计算得到本节点与AP之间的方位；根据以上获得的信息动态调整自身的速度和方向从而实现群集性。

A.本节点受到AP节点的影响总和(用虚拟力表示)为：

其中，式中(x_i，y_i)为当前节点的坐标，(x_t，y_t)为临近节点坐标，γ为常数系数，表示本节点受到的AP节点的虚拟力吸引力矢量，取值范围是[0，+∞]，i表示本节点在WLAN中的索引标志；α和β是分别对应r3和r2的通信信号的RSSI值，这通常要由实际测量来确定；其中矢量相加等价于相应的坐标系下标分别相加；

B.当r_i≤r3时，这种相互作用虚拟为力为节点受到的周围节点对其的排斥力总和：

式中μ为常数系数，(x_t，y_t)为相邻节点的位置坐标，(x_i，y_i)为本节点的位置坐标，Δ_it表示节点i和节点t之间的欧氏距离；

C.当r2≤r_i≤r1时，则节点受到吸引力为：

式中为本节点受到的AP节点的吸引力，而为本节点受到的周围节点对其的排斥力，即为本节点在此刻受到的虚拟力的总和；

D.该节点在下一个时间段内的速度为：

其中，为本节点受到的虚拟力总和，为本节点下一个时间段内的速度矢量，而代表本时刻AP节点广播的AP的速度矢量。

4.一种移动无人系统中的智能节点执行的分布式WLAN集群性(Distributed MovingWLAN with Flocking，DMWF)算法，其特征是它执行算法1的步骤。