[发明专利]一种基于Zigbee组网的机器鱼集群编队控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于Zigbee组网的机器鱼集群编队控制系统的控制方法，其特征在于，基于一种基于Zigbee组网的机器鱼集群编队控制系统，包括PC端、第一通讯模块和水下仿生机器鱼集群；水下仿生机器鱼集群包括若干水下仿生机器鱼，水下仿生机器鱼包括机器鱼鱼体、第二通讯模块、单片机和三路驱动舵机；单片机通过串口与第二通讯模块相连，单片机与三路驱动舵机连接；PC端通过串口与第一通讯模块相连，第一通讯模块和第二通讯模块通过Zigbee网络连接；

水下机器鱼上还设有激光避障模块、电源模块和手柄接收模块，激光避障模块、电源模块和手柄接收模块均与单片机连接；激光避障模块为三路激光传感器

第一通讯模块为搭载Z-stack协议栈的CC2530通讯模块；第二通讯模块为搭载在鱼体上的CC2530的Zigbee通讯模块；

单片机型号为STM32；STM32单片机通过串口USART1与第二通讯模块相连，STM32单片机通过GPIOB10、GPIOB11以及GPIOB12和三路驱动舵机连接；包括以下步骤：

S1，开启水下仿生机器鱼电源；

S2，水下仿生机器鱼的CC2530通讯模块开始运转，自动向Zigbee网络发送组网申请并与相应组进行密码配对，如果配对成功则进入S4，否则进入S3；

S3，水下仿生机器鱼进入自主避障程序，通过与STM32单片机相连的三路激光传感器检测障碍物实现机器鱼自主避障控制，后返回S2；

S4，STM32单片机判断手柄接收模块是否有控制信号，有就进入S5，否则进入S7；

S5，水下仿生机器鱼接收手柄接收模块发送信号，并根据控制信号调用运动控制函数；

S6，此时的水下仿生机器鱼升级为主鱼，通过单片机串口发送运动控制数据至水下仿生机器鱼主鱼的CC2530通讯模块后，CC2530通讯模块通过Zigbee网络以组播、点播或广播模式发送给水下仿生机器鱼从鱼；

S7，水下仿生机器鱼从鱼将CC2530收到来自Zigbee网络的运动控制数据通过串口发送至STM32单片机，后调用运动函数以控制舵机；

S8，STM32单片机进入待机模式，并以设定的周期对Zigbee网络进行检测，若组网状态正常，则返回步骤S4；否则返回步骤S2。

2.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee组网的机器鱼集群编队控制系统的控制方法，其特征在于，Zigbee网络以组播、点播或广播模式；具体实施方法：

设定整个机器鱼群的广播ID地址，组编号为x0001，端点号为10，簇号为0x0003；将机器鱼分成两个小组，机器鱼群1、2分别再关联簇0x0001、0x0002；广播与组播模式的切换方式；PC通过串口与第一通讯模块相连，通过PC上位机发送数据“1”，“2”给第一通讯模块，后通过Zigbee网络发送到整个机器鱼群，当机器鱼群收到数据“1”时，采用广播集群模式，即设定数据发送目标地址为簇号0x0003；当机器鱼群收到数据“2”时，采用组播集群模式，即设定数据发送目标地址分别为簇号0x0001、0x0002。

3.根据权利要求2所述的一种基于Zigbee组网的机器鱼集群编队控制系统的控制方法，其特征在于，集群网络结构采用无中心式通信结构。