本發(fā)明屬于智能控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

智能體如移動(dòng)傳感器、自主移動(dòng)機(jī)器人、無(wú)人車(chē)輛等各種具有運(yùn)動(dòng)、計(jì)算、感知和通信能力的人工機(jī)械電子設(shè)備。這些同構(gòu)或異構(gòu)的智能體集合成多智能體系統(tǒng)（Multi-Agent Systems, MAS）。多智能體技術(shù)具有自主性、分布性、協(xié)調(diào)性，并具有組織能力，學(xué)習(xí)能力和推理能力。MAS重點(diǎn)關(guān)注于智能體間的相互協(xié)調(diào)，通過(guò)一定的算法控制，共同完成一項(xiàng)較復(fù)雜的任務(wù)，達(dá)到最優(yōu)結(jié)果。目前高效率，低功耗，低復(fù)雜度，實(shí)用性強(qiáng)的多智能體協(xié)調(diào)控制方法較為匱乏。

ZigBee協(xié)議基于802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，是IEEE用于低速無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)的物理層和媒體接入控制層規(guī)范。ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可采用多種類(lèi)型的配置。星型網(wǎng)絡(luò)配置由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)終端設(shè)備組成。具有低功耗，低成本，易于組網(wǎng)，低復(fù)雜度，低數(shù)據(jù)率等諸多優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是多個(gè)功能相同或相近的智能體共同完成同一個(gè)較大的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制使多智能體達(dá)成相互協(xié)調(diào)幫助功能的基于ZigBee的仿真多智能體協(xié)調(diào)的控制方法。

本發(fā)明的步驟是：

步驟一、多智能體預(yù)分組與協(xié)作原則：是個(gè)智能體共同協(xié)作，其中N為整數(shù)，分組采用總數(shù)除二逐級(jí)分組的方法，優(yōu)先在同屬級(jí)內(nèi)完成者幫助未完成者直到全部任務(wù)完成；

步驟二、初始任務(wù)的確定：整個(gè)仿真系統(tǒng)是采用ZigBee定位模塊進(jìn)行定位，將ZigBee的參考節(jié)點(diǎn)傳感器模塊固定在目標(biāo)長(zhǎng)方形區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)，以其中一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，另外兩個(gè)與其共同構(gòu)成長(zhǎng)方形的邊的參考節(jié)點(diǎn)連線為X軸和Y軸；

步驟三、初始任務(wù)的分配：分配原則采用分配的初始任務(wù)相同而小車(chē)搜尋速度是不同的方案，即實(shí)際中初始任務(wù)分配為每個(gè)智能體負(fù)責(zé)搜尋面積為a的長(zhǎng)方形；

步驟四、小車(chē)與上位機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)的搭建：通過(guò)網(wǎng)關(guān)將小車(chē)上的定位節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)組建ad-hoc網(wǎng)絡(luò)各個(gè)定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，網(wǎng)關(guān)再與上位機(jī)進(jìn)行連接；

步驟五、小車(chē)位置的確定：ZigBee定位套件由參考節(jié)點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)組成，參考節(jié)點(diǎn)固定在區(qū)域邊界作為參考點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)裝載在小車(chē)上，通過(guò)測(cè)定定位節(jié)點(diǎn)與各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的距離，再通過(guò)三邊測(cè)量法計(jì)算出小車(chē)的位置坐標(biāo)；

步驟六、指令監(jiān)控與執(zhí)行：將坐標(biāo)信息發(fā)送給與上位機(jī)相連接的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)小車(chē)的監(jiān)控，上位機(jī)與小車(chē)之間的控制指令也是以位置坐標(biāo)形式傳達(dá)，小車(chē)上的單片機(jī)在收到定位節(jié)點(diǎn)接收到的坐標(biāo)信息之后輸出不同占空比的方波驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的不同運(yùn)動(dòng)行為；

步驟七、小車(chē)對(duì)障礙的的判斷與躲避：小車(chē)采用超聲波傳感器進(jìn)行障礙的探測(cè)，由小車(chē)避障功能來(lái)實(shí)現(xiàn)障礙躲避，識(shí)別障礙轉(zhuǎn)向避障的同時(shí)向上位機(jī)發(fā)送此時(shí)的坐標(biāo)信息來(lái)標(biāo)記障礙位置。

本發(fā)明n=個(gè)智能體共同協(xié)作搜索一定區(qū)域，其中n為小車(chē)個(gè)數(shù)，N為級(jí)數(shù)，所以需要首先限定搜索區(qū)域，即確定整個(gè)任務(wù)中n輛小車(chē)搜索的邊界，選取P*Q的長(zhǎng)方形搜索區(qū)域作為初始搜索任務(wù)，并將ZigBee的參考節(jié)點(diǎn)傳感器模塊，命名為模塊E,F,G,H，固定在目標(biāo)長(zhǎng)方形區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的坐標(biāo)建立，以其中一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，另外兩個(gè)與其共同構(gòu)成長(zhǎng)方形的邊的參考節(jié)點(diǎn)連線為X軸和Y軸；

整個(gè)系統(tǒng)是采用ZigBee定位模塊進(jìn)行定位的，ZigBee定位套件由參考節(jié)點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)組成，參考節(jié)點(diǎn)固定在區(qū)域邊界作為參考點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)裝載在小車(chē)上，通過(guò)測(cè)定定位節(jié)點(diǎn)與各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的距離，再通過(guò)算法計(jì)算出小車(chē)的位置坐標(biāo)，具體算法為三邊測(cè)量法，通過(guò)ZigBee節(jié)點(diǎn)間的RSSI值，即是各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出信號(hào)的傳播損耗，將傳輸損耗轉(zhuǎn)換成移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)之間的距離，已知各個(gè)小車(chē)到參考節(jié)點(diǎn)E、F、G的具體距離即由上述算法求出小車(chē)的位置坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)H為驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，求得小車(chē)的坐標(biāo)值后如有精度要求可根據(jù)坐標(biāo)值求得與節(jié)點(diǎn)H的距離，再與節(jié)點(diǎn)間的RSSI值計(jì)算的距離比對(duì)，差別小于預(yù)定閾值則為滿足精度；

通過(guò)網(wǎng)關(guān)將小車(chē)上的定位節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)組建點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，網(wǎng)關(guān)再與上位機(jī)進(jìn)行連接，上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)關(guān)得知小車(chē)的位置及完成任務(wù)情況，上位機(jī)發(fā)送指令給單片機(jī)，單片機(jī)輸出不同的占空比從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的控制，

將坐標(biāo)信息發(fā)送給與上位機(jī)相連接的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)小車(chē)的監(jiān)控，上位機(jī)與小車(chē)之間的控制指令也是以位置坐標(biāo)形式傳達(dá)，小車(chē)上的單片機(jī)在收到上位機(jī)關(guān)于坐標(biāo)信息的指令后，根據(jù)當(dāng)前位置坐標(biāo)以及任務(wù)區(qū)域坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)小車(chē)左右輪電機(jī)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的不同運(yùn)動(dòng)行為；

為了模擬現(xiàn)實(shí)中較復(fù)雜的環(huán)境，在環(huán)境中設(shè)定有若干障礙，但是障礙的位置是未知的，需要小車(chē)在搜索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)障礙、無(wú)碰撞躲避障礙、標(biāo)記障礙坐標(biāo)信息，小車(chē)采用超聲波傳感器進(jìn)行障礙的探測(cè)，由小車(chē)避障功能來(lái)實(shí)現(xiàn)障礙躲避，識(shí)別障礙轉(zhuǎn)向避障的同時(shí)向上位機(jī)發(fā)送此時(shí)的坐標(biāo)信息來(lái)標(biāo)記障礙位置。

本發(fā)明多智能體預(yù)分組：分組采用總數(shù)除二逐級(jí)分組的想法，首先將n個(gè)智能體，n個(gè)智能體為第一級(jí)，除以2，將n個(gè)智能體分為A₁、A₂兩組為，A₁，A₂為第二級(jí)，每組n/2個(gè)，再將A₁，A₂分別除以二，將A₁分為B₁，B₂兩組，將A₂分為B₃，B₄兩組，B₁，B₂，B₃，B₄為第三級(jí)，每組n/4個(gè)，再將B₁,B₂,B₃,B₄除以2，則B₁分為C₁，C₂兩組，B₂分為C₃，C₄兩組，B₃分為C₅，C₆兩組，B4分為C₇，C₈兩組，C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆，C₇，C₈為第四級(jí)，每組n/8個(gè)，以此類(lèi)推，分到每組兩個(gè)的時(shí)候即為最小組，當(dāng)每組均為最小組時(shí)表示分組完成，即為第N級(jí)，即將個(gè)多智能體進(jìn)行N-1次總數(shù)除二逐級(jí)分組，分為N個(gè)等級(jí)。

本發(fā)明多只能自主避障及定位系統(tǒng)包括主控芯片、電源電路、顯示電路、排阻電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、超聲波發(fā)送與接收模塊電路、超聲波的發(fā)射模塊、超聲波的接收模塊、光碼盤(pán)測(cè)速模塊電路、ZigBee參考節(jié)點(diǎn)模塊電路、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)模塊電路、網(wǎng)關(guān)上RF模塊插座電路、USB轉(zhuǎn)串口接口電路、USB接口電路；

主控芯片：采用STC89C51芯片，

電源電路：耦合電感T的輸出端兩個(gè)引腳接入到二極管整流四臂電橋即分別接入到二極管D1、D3之間和D2、D4之間；整流管四臂電橋輸出端與電容C1相并聯(lián)，一端連接LM7805穩(wěn)壓芯片的輸入端Vin，另一端接地；LM7805穩(wěn)壓芯片的接地端GND通過(guò)電容C2接地，穩(wěn)壓電源的輸出端一端接地，另一端分別連接STC89C51的21腳，LCD1602的2引腳，RESPACK-8的1引腳，L298N的9引腳和超聲波的測(cè)距模塊、超聲波電平轉(zhuǎn)換電路、超聲波調(diào)理模塊電路、光碼盤(pán)測(cè)速模塊電路、網(wǎng)關(guān)上RF模塊插座電路、USB轉(zhuǎn)串口接口電路、RS232模塊的VCC引腳；

顯示電路：LCD1602的4~6腳連接STC89C51的40~38引腳，LCD1602的7~14引腳連接STC89C51的28~21引腳，RP1的2~9引腳連接STC89C51的28~21引腳；

排阻電路：排阻的2引腳~9引腳分別連接STC89C51單片機(jī)的28引腳~21引腳；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：STC89C51的1~6腳分別連接L298N的5腳，7腳，10腳，12腳，6腳和11腳，穩(wěn)壓恒流驅(qū)動(dòng)芯片L298N的9腳VSS接電源電路的輸出VCC，同時(shí)通過(guò)電容C4接地又通過(guò)電解電容C3接地，4腳VS接12V恒壓源，8腳GND接地，1腳ISEN A和15腳ISEN B通過(guò)同一根導(dǎo)線接地，同時(shí)+12V恒流源與地之間介入D5到D12共4組8只二極管穩(wěn)流，D5~D8的負(fù)極接在一起與+12V恒流源相連，并通過(guò)電容C5接地又通過(guò)電解電容C6接地，D9~D12的正極接到一起并接地，穩(wěn)壓恒流驅(qū)動(dòng)芯片L298HN的輸出驅(qū)動(dòng)兩個(gè)伺服電機(jī)，即腳2OUTI和腳3OUT2連接到伺服電機(jī)MOTOR1正負(fù)極；腳13OUT3腳14OUT4連接到伺服電機(jī)MOTOR2正負(fù)極；

超聲波發(fā)送與接收模塊電路：4腳Vcc接電源電路的輸出VCC，1腳接地，3腳Trig信號(hào)接到STC11單片機(jī)的1腳P50，同時(shí)通過(guò)R1、R2并聯(lián)電阻與+5V恒壓源相連，2腳Echo信號(hào)接到STC11單片機(jī)的P67口，STC11單片機(jī)的VDD引腳與+5V恒壓源相連，P63口接地，電容C9接在與STC11單片機(jī)的VDD與P63之間，STC11單片機(jī)的P65口通過(guò)電容C7接地，P64口通過(guò)電容C8接地，晶振Y1一端接在電容C7與STC11單片機(jī)的P65口之間；另一端接在電容C8與STC11單片機(jī)的P64口之間，STC11單片機(jī)的VSS接地，STC11單片機(jī)的P53口通過(guò)電阻連接到超聲波電平轉(zhuǎn)換電路三極管的基極，STC11單片機(jī)的P52口、P51口分別連接到超聲波電平轉(zhuǎn)換電路中單電源電平轉(zhuǎn)換芯MAX232的T1IN口、T2IN口，STC11單片機(jī)的P60口連接到超聲波調(diào)理模塊電路中的三極管的發(fā)射極，STC11單片機(jī)的P61口通過(guò)電阻連接到超聲波調(diào)理模塊電路中的波形處理芯片TL074的1IN-，超聲波發(fā)送與接收模塊電路中的STC11單片機(jī)的P50口、P67口分別與ST89C51單片機(jī)的1腳P1.0、2腳P1.1連接，其余兩個(gè)超聲波測(cè)距模塊的1腳2腳分別連接到中的ST89C51單片機(jī)的3腳、4腳和5腳、6腳；

超聲波電平轉(zhuǎn)換電路：?jiǎn)坞娫措娖睫D(zhuǎn)換芯片MAX232的VCC腳通過(guò)光敏二極管Q1連接到+5V恒壓源，VS+通過(guò)電容C12接地，VS-通過(guò)電容C13接地，T1OUT腳與T2OUT腳分別接到超聲波輸出端LS1的Speaker兩端，C1+腳通過(guò)電容C10與C1-相連，C2+腳通過(guò)電容C11與C2-相連，GND腳接地；

超聲波調(diào)理模塊電路：波形處理芯片TL074的1OUT腳通過(guò)電阻R6連接到光敏三極管的基極，通過(guò)R6、R4連接到光敏三極管的基極發(fā)射極，并且發(fā)射極接地，1IN+腳通過(guò)電阻R5接到光敏三極管的集電極，集電極通過(guò)電阻R3接到+5V恒壓源，VCC腳接+5V恒壓源，2IN-腳通過(guò)電阻R12接到1IN+腳；2OUT腳通過(guò)電阻R13、R12接到1IN+腳，2IN-腳通過(guò)電容C16、電阻R14連到3OUT腳，3OUT腳通過(guò)電阻R18、電容C18、電阻R15連接到4OUT腳，3IN-腳通過(guò)電阻R18連接到3OUT腳，3IN+腳通過(guò)電阻R17、電阻R15連接到4OUT腳，GND腳接地，4IN-腳通過(guò)電阻R16接到4OUT腳，4OUT腳通過(guò)電阻R16、電容C17、電阻R19接到超聲波輸出端LS2的Speaker的正極，LS2的Speaker的負(fù)極接地；

光碼盤(pán)測(cè)速模塊電路：在R20和C20組成的RC并聯(lián)電路中，一端接VCC恒定電源一端接地，在R20支路中串入發(fā)光二極管LED1，光電耦合器電路部分中，其發(fā)光二極管端經(jīng)由上拉電阻R21接至VCC另一端接地，其光敏三極管端的集電極經(jīng)由上拉電阻R22接至VCC，經(jīng)由電容C21接地，光敏三極管端的發(fā)射極接地，運(yùn)算放大器的同相端經(jīng)滑動(dòng)變阻器R23接至VCC，反相端接光敏三極管端的集電極，運(yùn)放輸出通過(guò)并聯(lián)的兩個(gè)電阻R24、R25接至VCC，R25支路串入發(fā)光二極管LED2，輸出端連接STC89C51的13引腳；

ZigBee參考節(jié)點(diǎn)模塊電路：電感L1并聯(lián)在CC2430模塊的32與34引腳之間，引腳33連接到電感L2，電感L3與電容C22組成的LC串聯(lián)電路連接到信號(hào)收發(fā)器E1；

ZigBee定位節(jié)點(diǎn)模塊電路：電感L4并聯(lián)在CC2431模塊的32與34引腳之間，引腳33連接到電感L5，電感L6與電容C23組成的LC串聯(lián)電路連接到信號(hào)收發(fā)器E2；

網(wǎng)關(guān)上RF模塊插座電路：JP1引腳通過(guò)電容C24接地，并且連接電源電路的VCC，整個(gè)模塊插在網(wǎng)關(guān)上zigbee高頻模塊接口；

USB轉(zhuǎn)串口接口電路：USB轉(zhuǎn)串口接口電路的USBDM和USBDP分別與USB接口電路的USBDM和USBDP相連，F(xiàn)T232RL芯片的4腳和20腳相連接到電源電路的VCC，17引腳通過(guò)電容C25接地，25引腳，1引腳，18引腳，21引腳，26引腳接地；

USB接口電路：USB的1~3引腳分別通過(guò)C28，C27，C26接至5引腳，4引腳接地，1引腳通過(guò)電容L7接至電源電路VCC。

本發(fā)明以智能小車(chē)為載體來(lái)實(shí)現(xiàn)定位及避障功能，并在這些功能的基礎(chǔ)上增加了測(cè)速及顯示的功能，可以人機(jī)進(jìn)行交互，更好的滿足人們的需求。實(shí)現(xiàn)對(duì)自身位置的定位、自主導(dǎo)航，避障控制等。研究在環(huán)境中的移動(dòng)機(jī)器人只具有較少的先驗(yàn)知識(shí)情況下的導(dǎo)航控制方法等多項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題，在工程以及理論上具有重要意義。擬采用 ZigBee技術(shù)進(jìn)行定位，ZigBee相對(duì)于其它定位方式具有，距離遠(yuǎn)、功耗低、信號(hào)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，更加的適用于復(fù)雜環(huán)境當(dāng)中的定位。避障的方式擬采用超聲波避障，利用超聲波反射的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距，在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中超聲波模塊便于操作并且價(jià)格相對(duì)低廉，測(cè)量的角度相對(duì)于其它的避障裝置更加的廣，可以減少模塊的用量，經(jīng)濟(jì)且使用，適合在生活中廣泛的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明主控芯片電路圖；

圖2是本發(fā)明電源電路圖；

圖3是本發(fā)明先是電路圖；

圖4是本發(fā)明排阻電路圖；

圖5是本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖；

圖6是本發(fā)明超聲波發(fā)送與接收模塊電路圖；

圖7是本發(fā)明超聲波電平轉(zhuǎn)換電路原理圖；

圖8是本發(fā)明超聲波調(diào)理模塊電路原理圖；

圖9是本發(fā)明光碼盤(pán)測(cè)速模塊電路原理圖；

圖10是本發(fā)明ZigBee參考節(jié)點(diǎn)模塊電路原理圖；

圖11是本發(fā)明ZigBee定位節(jié)點(diǎn)模塊電路原理圖；

圖12是本發(fā)明網(wǎng)關(guān)上RF模塊插座電路原理圖；

圖13是本發(fā)明USB轉(zhuǎn)串口接口電路；

圖14是本發(fā)明USB接口電路；

圖15是本發(fā)明多智能體預(yù)分組流程圖；

圖16是本發(fā)明搜索區(qū)域劃分圖；

圖17是本發(fā)明四輛小車(chē)搜索一定區(qū)域的實(shí)例；

圖18是本發(fā)明組內(nèi)互助示意圖；

圖19是本發(fā)明組間互助示意圖；

圖20是本發(fā)明三邊測(cè)量法示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明中所述任務(wù)是（且N為整數(shù)）輛小車(chē)共同協(xié)作搜尋一定區(qū)域，以此為例來(lái)仿真多智能體完成一件較大任務(wù)。為敘述方便起見(jiàn)，一下說(shuō)明以四輛小車(chē)為例（即N取2），N為其余數(shù)目時(shí)以下步驟相同。通過(guò)使每輛小車(chē)分配的初始任務(wù)不同或搜尋速度不同來(lái)實(shí)現(xiàn)每輛小車(chē)完成各自任務(wù)的時(shí)間不同。即仿真出各個(gè)智能體任務(wù)進(jìn)度情況差異，從而體現(xiàn)出協(xié)調(diào)控制的方法。

本發(fā)明的步驟是：

步驟一、多智能體預(yù)分組與協(xié)作原則：是 個(gè)智能體共同協(xié)作，其中N為整數(shù)，分組采用總數(shù)除二逐級(jí)分組的方法，優(yōu)先在同屬級(jí)內(nèi)完成者幫助未完成者直到全部任務(wù)完成；以N=5即n=32個(gè)為例說(shuō)明。首先除以2，將32個(gè)智能體分為兩組，每組16個(gè)。再除以二，將32個(gè)多智能體分為四組，每組8個(gè)。再除以二，將32個(gè)多智能體分為八組，每組4個(gè)。再除以二，將32個(gè)多智能體分為共16組，每組兩個(gè)。分到每組兩個(gè)的時(shí)候即為最小組，當(dāng)每組均為最小組時(shí)表示分組完成。即將個(gè)多智能體進(jìn)行N-1次總數(shù)除二逐級(jí)分組，分為N-1個(gè)等級(jí)（如A、B、C、D）的個(gè)組。協(xié)調(diào)幫助時(shí)首先是最小組的組內(nèi)，當(dāng)同一級(jí)的另外最小組完成任務(wù)時(shí)，如完成預(yù)定任務(wù)可幫助進(jìn)行工作。因?yàn)楹凸餐瑢儆谶@一級(jí)。當(dāng)、的四個(gè)智能體均完成預(yù)定任務(wù)（即完成任務(wù)）則可幫助，以為、共同屬于這一級(jí)。

步驟二、初始任務(wù)的確定：整個(gè)仿真系統(tǒng)是采用ZigBee定位模塊進(jìn)行定位，由于本發(fā)明中多智能體執(zhí)行的任務(wù)是以搜尋任務(wù)舉例說(shuō)明的，所以需要首先限定搜尋區(qū)域，即確定整個(gè)仿真系統(tǒng)中四輛小車(chē)搜尋的邊界。選取P*Q的長(zhǎng)方形搜尋區(qū)域作為仿真系統(tǒng)的初始搜尋任務(wù)。將ZigBee的參考節(jié)點(diǎn)傳感器模塊（命名為模塊A、B、C、D）固定在目標(biāo)長(zhǎng)方形區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的坐標(biāo)建立，如圖16所示，以其中一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，另外兩個(gè)與其共同構(gòu)成長(zhǎng)方形的邊的參考節(jié)點(diǎn)連線為X軸和Y軸；確定初始任務(wù)，即搜尋面積為P*Q的長(zhǎng)方形。

步驟三、初始任務(wù)的分配：如前文提到的，需要出現(xiàn)各個(gè)智能體任務(wù)進(jìn)度不同的情況。有三種方法，一種是初始任務(wù)不同，即每輛小車(chē)最開(kāi)始分配的搜尋區(qū)域面積是不同的，每輛小車(chē)搜尋速度相同。二是分配的初始任務(wù)相同而小車(chē)搜尋速度是不同的。三是分配的初始任務(wù)不同，小車(chē)搜尋速度也不同。三種設(shè)定方法中第三種最具有一般性，但是這三種方法所達(dá)到的效果是相近的。第三種設(shè)定方法由于面積和速度均不同，所以每輛小車(chē)的任務(wù)進(jìn)度需要逐一加以比較討論，敘述上較為復(fù)雜。所以綜合考慮，以第二種方法，即初始任務(wù)相同而搜尋速度不同為例來(lái)進(jìn)一步敘述，實(shí)際中初始任務(wù)分配為每個(gè)智能體負(fù)責(zé)搜尋面積為a的長(zhǎng)方形。；

步驟四、小車(chē)與上位機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)的搭建：通過(guò)網(wǎng)關(guān)將小車(chē)上的定位節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)組建ad-hoc網(wǎng)絡(luò)各個(gè)定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，網(wǎng)關(guān)再與上位機(jī)進(jìn)行連接；從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)小車(chē)的控制。

步驟五、小車(chē)位置的確定：ZigBee定位套件由參考節(jié)點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)組成，參考節(jié)點(diǎn)固定在區(qū)域邊界作為參考點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)裝載在小車(chē)上，通過(guò)測(cè)定定位節(jié)點(diǎn)與各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的距離，再通過(guò)三邊測(cè)量法計(jì)算出小車(chē)的位置坐標(biāo)；具體算法為三邊測(cè)量法。定位系統(tǒng)中，對(duì)位置點(diǎn)位置的估計(jì)是通過(guò)未知點(diǎn)與已知點(diǎn)距離的測(cè)量，和已知點(diǎn)位置信息實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)已知位置點(diǎn)與已知點(diǎn)距離時(shí)，未知點(diǎn)的位置就在以已知點(diǎn)為圓心距離為半徑的圓周上。同時(shí)我們知道，在二維平面中，兩個(gè)非同心圓的圓周最多相交于兩點(diǎn)，三非同心圓的圓周最多相交于一點(diǎn)。如圖六所示：已知參考節(jié)點(diǎn)A、B、C三點(diǎn)在之前建立的坐標(biāo)系中坐標(biāo)分別為（0，0）、（P，0）、（0，Q），且它們到未知點(diǎn)O的距離分別為da、db、dc ，我們假設(shè)O點(diǎn)坐標(biāo)為（x，y）。則可列出下列方程組：

解得：

本發(fā)明中的定位原理是基于三邊測(cè)量法的定位方法，通過(guò)ZigBee節(jié)點(diǎn)間的RSSI值（即是各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的信號(hào)強(qiáng)度）計(jì)算出信號(hào)的傳播損耗,將傳輸損耗轉(zhuǎn)換成移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)之間的距離。已知各個(gè)小車(chē)到參考節(jié)點(diǎn)A、B、C的具體距離即可由上述算法求出小車(chē)的位置坐標(biāo)（節(jié)點(diǎn)D為驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，求得小車(chē)的坐標(biāo)值后如有精度要求可根據(jù)坐標(biāo)值求得與節(jié)點(diǎn)D的距離，再與節(jié)點(diǎn)間的RSSI值計(jì)算的距離比對(duì)，差別小于預(yù)定閾值則為滿足精度）。

步驟六、指令監(jiān)控與執(zhí)行：將坐標(biāo)信息發(fā)送給與上位機(jī)相連接的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)小車(chē)的監(jiān)控，上位機(jī)與小車(chē)之間的控制指令也是以位置坐標(biāo)形式傳達(dá)，小車(chē)上的單片機(jī)在收到定位節(jié)點(diǎn)接收到的坐標(biāo)信息之后輸出不同占空比的方波驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的不同運(yùn)動(dòng)行為。

步驟七、小車(chē)對(duì)障礙的的判斷與躲避：為了模擬現(xiàn)實(shí)中較復(fù)雜的環(huán)境，在環(huán)境中設(shè)定有若干障礙，但是障礙的位置是未知的。需要小車(chē)在搜尋過(guò)程中發(fā)現(xiàn)障礙、無(wú)碰撞躲避障礙、標(biāo)記障礙坐標(biāo)信息。小車(chē)采用超聲波傳感器進(jìn)行障礙的探測(cè)，由小車(chē)避障功能來(lái)實(shí)現(xiàn)障礙躲避，識(shí)別障礙轉(zhuǎn)向避障的同時(shí)向上位機(jī)發(fā)送此時(shí)的坐標(biāo)信息來(lái)標(biāo)記障礙位置。

本發(fā)明n=個(gè)智能體共同協(xié)作搜索一定區(qū)域，其中n為小車(chē)個(gè)數(shù)，N為級(jí)數(shù)，所以需要首先限定搜索區(qū)域，即確定整個(gè)任務(wù)中n輛小車(chē)搜索的邊界，選取P*Q的長(zhǎng)方形搜索區(qū)域作為初始搜索任務(wù)，并將ZigBee的參考節(jié)點(diǎn)傳感器模塊，命名為模塊E,F,G,H，固定在目標(biāo)長(zhǎng)方形區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的坐標(biāo)建立，以其中一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，另外兩個(gè)與其共同構(gòu)成長(zhǎng)方形的邊的參考節(jié)點(diǎn)連線為X軸和Y軸；

整個(gè)系統(tǒng)是采用ZigBee定位模塊進(jìn)行定位的，ZigBee定位套件由參考節(jié)點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)組成，參考節(jié)點(diǎn)固定在區(qū)域邊界作為參考點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)裝載在小車(chē)上，通過(guò)測(cè)定定位節(jié)點(diǎn)與各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的距離，再通過(guò)算法計(jì)算出小車(chē)的位置坐標(biāo)，具體算法為三邊測(cè)量法，通過(guò)ZigBee節(jié)點(diǎn)間的RSSI值，即是各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出信號(hào)的傳播損耗，將傳輸損耗轉(zhuǎn)換成移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)之間的距離，已知各個(gè)小車(chē)到參考節(jié)點(diǎn)E、F、G的具體距離即由上述算法求出小車(chē)的位置坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)H為驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，求得小車(chē)的坐標(biāo)值后如有精度要求可根據(jù)坐標(biāo)值求得與節(jié)點(diǎn)H的距離，再與節(jié)點(diǎn)間的RSSI值計(jì)算的距離比對(duì)，差別小于預(yù)定閾值則為滿足精度；

通過(guò)網(wǎng)關(guān)將小車(chē)上的定位節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)組建點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，網(wǎng)關(guān)再與上位機(jī)進(jìn)行連接，上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)關(guān)得知小車(chē)的位置及完成任務(wù)情況，上位機(jī)發(fā)送指令給單片機(jī)，單片機(jī)輸出不同的占空比從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的控制，

將坐標(biāo)信息發(fā)送給與上位機(jī)相連接的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)小車(chē)的監(jiān)控，上位機(jī)與小車(chē)之間的控制指令也是以位置坐標(biāo)形式傳達(dá)，小車(chē)上的單片機(jī)在收到上位機(jī)關(guān)于坐標(biāo)信息的指令后，根據(jù)當(dāng)前位置坐標(biāo)以及任務(wù)區(qū)域坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)小車(chē)左右輪電機(jī)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的不同運(yùn)動(dòng)行為；

為了模擬現(xiàn)實(shí)中較復(fù)雜的環(huán)境，在環(huán)境中設(shè)定有若干障礙，但是障礙的位置是未知的，需要小車(chē)在搜索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)障礙、無(wú)碰撞躲避障礙、標(biāo)記障礙坐標(biāo)信息，小車(chē)采用超聲波傳感器進(jìn)行障礙的探測(cè)，由小車(chē)避障功能來(lái)實(shí)現(xiàn)障礙躲避，識(shí)別障礙轉(zhuǎn)向避障的同時(shí)向上位機(jī)發(fā)送此時(shí)的坐標(biāo)信息來(lái)標(biāo)記障礙位置。

本發(fā)明多智能體預(yù)分組：分組采用總數(shù)除二逐級(jí)分組的想法，首先將n個(gè)智能體，n個(gè)智能體為第一級(jí)，除以2，將n個(gè)智能體分為A₁、A₂兩組為，A₁，A₂為第二級(jí)，每組n/2個(gè)，再將A₁，A₂分別除以二，將A₁分為B₁，B₂兩組，將A₂分為B₃，B₄兩組，B₁，B₂，B₃，B₄為第三級(jí)，每組n/4個(gè)，再將B₁,B₂,B₃,B₄除以2，則B₁分為C₁，C₂兩組，B₂分為C₃，C₄兩組，B₃分為C₅，C₆兩組，B4分為C₇，C₈兩組，C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆，C₇，C₈為第四級(jí)，每組n/8個(gè)，以此類(lèi)推，分到每組兩個(gè)的時(shí)候即為最小組，當(dāng)每組均為最小組時(shí)表示分組完成，即為第N級(jí)，即將個(gè)多智能體進(jìn)行N-1次總數(shù)除二逐級(jí)分組，分為N個(gè)等級(jí)。

本發(fā)明多智能自主避障及定位系統(tǒng)包括主控芯片、電源電路、顯示電路、排阻電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、超聲波發(fā)送與接收模塊電路、超聲波的發(fā)射模塊、超聲波的接收模塊、光碼盤(pán)測(cè)速模塊電路、ZigBee參考節(jié)點(diǎn)模塊電路、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)模塊電路、網(wǎng)關(guān)上RF模塊插座電路、USB轉(zhuǎn)串口接口電路、USB接口電路；

主控芯片：采用STC89C51芯片，P1.0~P1.7，：普通的輸入輸出端口；P3.3/:外部中斷，觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)或低電平觸發(fā)；P0.0~P0.7：這些管腳作為輸入口也可作為輸出口，同時(shí)也當(dāng)做地址與數(shù)據(jù)的復(fù)用總線來(lái)使用。

電源電路：耦合電感T的輸出端兩個(gè)引腳接入到二極管整流四臂電橋即分別接入到二極管D1、D3之間和D2、D4之間；整流管四臂電橋輸出端與電容C1相并聯(lián)，一端連接LM7805穩(wěn)壓芯片的輸入端Vin，另一端接地；LM7805穩(wěn)壓芯片的接地端GND通過(guò)電容C2接地，穩(wěn)壓電源的輸出端一端接地，另一端分別連接STC89C51的21腳，LCD1602的2引腳，RESPACK-8的1引腳，L298N的9引腳和超聲波的測(cè)距模塊、超聲波電平轉(zhuǎn)換電路、超聲波調(diào)理模塊電路、光碼盤(pán)測(cè)速模塊電路、網(wǎng)關(guān)上RF模塊插座電路、USB轉(zhuǎn)串口接口電路、RS232模塊的VCC引腳。

顯示電路：LCD1602的4~6腳連接STC89C51的40~38引腳，LCD1602的7~14引腳連接STC89C51的28~21引腳，RP1的2~9引腳連接STC89C51的28~21引腳；LCD1602的引腳說(shuō)明：VSS電源接地；Vcc電源正極；RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平0時(shí)選擇指令寄存器R/W為讀寫(xiě)信號(hào)端，高電平1時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平0是進(jìn)行寫(xiě)操作E為使能端，高電平1時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令DB0~DB7為8位雙向數(shù)據(jù)端。

排阻電路：排阻的2引腳~9引腳分別連接STC89C51單片機(jī)的28引腳~21引腳；排阻作用：基于STC89C51單片機(jī)所搭建的引腳并不能直接輸出，需要在單片機(jī)內(nèi)部連接上拉電阻，起到提高電壓，限制電流的作用。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：STC89C51的1~6腳分別連接L298N的5腳，7腳，10腳，12腳，6腳和11腳，穩(wěn)壓恒流驅(qū)動(dòng)芯片L298N的9腳VSS接電源電路的輸出VCC，同時(shí)通過(guò)電容C4接地又通過(guò)電解電容C3接地，4腳VS接12V恒壓源，8腳GND接地，1腳ISEN A和15腳ISEN B通過(guò)同一根導(dǎo)線接地，同時(shí)+12V恒流源與地之間介入D5到D12共4組8只二極管穩(wěn)流，D5~D8的負(fù)極接在一起與+12V恒流源相連，并通過(guò)電容C5接地又通過(guò)電解電容C6接地，D9~D12的正極接到一起并接地，穩(wěn)壓恒流驅(qū)動(dòng)芯片L298HN的輸出驅(qū)動(dòng)兩個(gè)伺服電機(jī)，即腳2OUTI和腳3OUT2連接到伺服電機(jī)MOTOR1正負(fù)極；腳13OUT3腳14OUT4連接到伺服電機(jī)MOTOR2正負(fù)極；IN1~IN4是邏輯輸入端；ENA,ENB為控制使能端；GND是電源接地；VSS接邏輯電平電源正極；VS接驅(qū)動(dòng)部分電源正極；OUT1~OUT4輸出電機(jī)；ISEN A,ISEN B為輸出電流反饋引腳。

超聲波發(fā)送與接收模塊電路：4腳Vcc接電源電路的輸出VCC，1腳接地，3腳Trig信號(hào)接到STC11單片機(jī)的1腳P50，同時(shí)通過(guò)R1、R2并聯(lián)電阻與+5V恒壓源相連，2腳Echo信號(hào)接到STC11單片機(jī)的P67口，STC11單片機(jī)的VDD引腳與+5V恒壓源相連，P63口接地，電容C9接在與STC11單片機(jī)的VDD與P63之間，STC11單片機(jī)的P65口通過(guò)電容C7接地，P64口通過(guò)電容C8接地，晶振Y1一端接在電容C7與STC11單片機(jī)的P65口之間；另一端接在電容C8與STC11單片機(jī)的P64口之間，STC11單片機(jī)的VSS接地，STC11單片機(jī)的P53口通過(guò)電阻連接到超聲波電平轉(zhuǎn)換電路三極管的基極，STC11單片機(jī)的P52口、P51口分別連接到超聲波電平轉(zhuǎn)換電路中單電源電平轉(zhuǎn)換芯MAX232的T1IN口、T2IN口，STC11單片機(jī)的P60口連接到超聲波調(diào)理模塊電路中的三極管的發(fā)射極，STC11單片機(jī)的P61口通過(guò)電阻連接到超聲波調(diào)理模塊電路中的波形處理芯片TL074的1IN-，超聲波發(fā)送與接收模塊電路中的STC11單片機(jī)的P50口、P67口分別與ST89C51單片機(jī)的1腳P1.0、2腳P1.1連接，由于實(shí)際中每個(gè)小車(chē)使用三個(gè)超聲波測(cè)距模塊進(jìn)行障礙檢測(cè)，所以同理其余兩個(gè)超聲波測(cè)距模塊的1腳2腳分別連接到中的ST89C51單片機(jī)的3腳、4腳和5腳、6腳。

超聲波電平轉(zhuǎn)換電路：?jiǎn)坞娫措娖睫D(zhuǎn)換芯片MAX232的VCC腳通過(guò)光敏二極管Q1連接到+5V恒壓源，VS+通過(guò)電容C12接地，VS-通過(guò)電容C13接地，T1OUT腳與T2OUT腳分別接到超聲波輸出端LS1的Speaker兩端，C1+腳通過(guò)電容C10與C1-相連，C2+腳通過(guò)電容C11與C2-相連，GND腳接地。

超聲波調(diào)理模塊電路：波形處理芯片TL074的1OUT腳通過(guò)電阻R6連接到光敏三極管的基極，通過(guò)R6、R4連接到光敏三極管的基極發(fā)射極，并且發(fā)射極接地，1IN+腳通過(guò)電阻R5接到光敏三極管的集電極，集電極通過(guò)電阻R3接到+5V恒壓源，VCC腳接+5V恒壓源，2IN-腳通過(guò)電阻R12接到1IN+腳；2OUT腳通過(guò)電阻R13、R12接到1IN+腳，2IN-腳通過(guò)電容C16、電阻R14連到3OUT腳，3OUT腳通過(guò)電阻R18、電容C18、電阻R15連接到4OUT腳，3IN-腳通過(guò)電阻R18連接到3OUT腳，3IN+腳通過(guò)電阻R17、電阻R15連接到4OUT腳，GND腳接地，4IN-腳通過(guò)電阻R16接到4OUT腳，4OUT腳通過(guò)電阻R16、電容C17、電阻R19接到超聲波輸出端LS2的Speaker的正極，LS2的Speaker的負(fù)極接地；MAX232引腳說(shuō)明：C1+,C1-,C2+,C2-,VS+,VS-功能是產(chǎn)生+12v和-12v 兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。TIIN,T2IN為輸入通道，T1OUT,T2OUT為輸出通道。

光碼盤(pán)測(cè)速模塊電路：在R20和C20組成的RC并聯(lián)電路中，一端接VCC恒定電源一端接地，在R20支路中串入發(fā)光二極管LED1，光電耦合器電路部分中，其發(fā)光二極管端經(jīng)由上拉電阻R21接至VCC另一端接地，其光敏三極管端的集電極經(jīng)由上拉電阻R22接至VCC，經(jīng)由電容C21接地，光敏三極管端的發(fā)射極接地，運(yùn)算放大器的同相端經(jīng)滑動(dòng)變阻器R23接至VCC，反相端接光敏三極管端的集電極，運(yùn)放輸出通過(guò)并聯(lián)的兩個(gè)電阻R24、R25接至VCC，R25支路串入發(fā)光二極管LED2，輸出端連接STC89C51的13引腳。

ZigBee參考節(jié)點(diǎn)模塊電路：電感L1并聯(lián)在CC2430模塊的32與34引腳之間，引腳33連接到電感L2，電感L3與電容C22組成的LC串聯(lián)電路連接到信號(hào)收發(fā)器E1；實(shí)現(xiàn)ZigBee參考節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)的通信。

ZigBee定位節(jié)點(diǎn)模塊電路：電感L4并聯(lián)在CC2431模塊的32與34引腳之間，引腳33連接到電感L5，電感L6與電容C23組成的LC串聯(lián)電路連接到信號(hào)收發(fā)器E2；實(shí)現(xiàn)ZigBee定位節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)的通信。RF-P引腳：接收時(shí)，正RF輸入信號(hào)到LNA;發(fā)送時(shí)，來(lái)自PA的正RF輸出信號(hào)TXRXW引腳:用于PA 的校準(zhǔn)電壓RF-N引腳：接收時(shí)，負(fù)RF輸入信號(hào)到LNA；發(fā)送時(shí)，來(lái)自功率放大器的負(fù)RF輸出信號(hào)。

網(wǎng)關(guān)上RF模塊插座電路：JP1引腳通過(guò)電容C24接地，并且連接電源電路的VCC，整個(gè)模塊插在網(wǎng)關(guān)上zigbee高頻模塊接口；RF模塊：無(wú)線傳輸設(shè)備，能傳輸數(shù)據(jù)信息。

USB轉(zhuǎn)串口接口電路：USB轉(zhuǎn)串口接口電路的USBDM和USBDP分別與USB接口電路的USBDM和USBDP相連，F(xiàn)T232RL芯片的4腳和20腳相連接到電源電路的VCC，17引腳通過(guò)電容C25接地，25引腳，1引腳，18引腳，21引腳，26引腳接地。

USB接口電路：USB的1~3引腳分別通過(guò)C28，C27，C26接至5引腳，4引腳接地，1引腳通過(guò)電容L7接至電源電路VCC。

如圖17所示，基于ZigBee的多智能體協(xié)作控制方法中以四輛小車(chē)搜索一定區(qū)域?yàn)閷?shí)例。該實(shí)例中實(shí)現(xiàn)對(duì)多智能體的協(xié)調(diào)控制分為前文提到的五個(gè)步驟。圖16中給小車(chē)分為AB兩組，每組又分為1、2兩個(gè)編號(hào)。初始任務(wù)分配采用方案二，即四輛小車(chē)初始分配的搜尋面積是相同的，每輛小車(chē)搜尋的速度是不同的。

如圖18所示，擬定A1小車(chē)速度最快，那么A1完成自身初始任務(wù)后，向上位機(jī)發(fā)送任務(wù)完成的指令。上位機(jī)接收指令后，通過(guò)網(wǎng)關(guān)向同組的A2小車(chē)定位節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位指令。A2小車(chē)上的定位節(jié)點(diǎn)向區(qū)域邊界的參考節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，參考節(jié)點(diǎn)接收到請(qǐng)求信號(hào)后，向定位節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，定位節(jié)點(diǎn)根據(jù)接受的信號(hào)強(qiáng)弱即RISS值的大小經(jīng)過(guò)算法計(jì)算出與參考節(jié)點(diǎn)的距離，將這組距離值發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)經(jīng)過(guò)分析A組組內(nèi)剩余任務(wù)情況，將此時(shí)尚未搜尋的區(qū)域面積等分給A1和A2兩輛小車(chē)。即完成多智能體組內(nèi)互助過(guò)程。

如圖19所示，由于A1速度最快。當(dāng)A1再次完成二次分配的任務(wù)時(shí)，重復(fù)圖20過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行組內(nèi)互助，直至剩余區(qū)域面積小于臨界閾值（臨界閾值為小車(chē)所占面積）則視為A組組內(nèi)任務(wù)完成。此時(shí)進(jìn)入圖17所示的組間互助過(guò)程。與組內(nèi)互助過(guò)程相近，由于始終是剩余任務(wù)等分，所以A1車(chē)會(huì)首先空閑。此時(shí)A1向上位機(jī)發(fā)送完成指令，上位機(jī)給B1、B2發(fā)送查詢當(dāng)前坐標(biāo)指令。B1、B2重復(fù)先前A2所述過(guò)程將坐標(biāo)信息發(fā)送給上位機(jī)。不妨以B1最慢為例進(jìn)行接下來(lái)說(shuō)明。通過(guò)返回的坐標(biāo)信息，上位機(jī)分析出B1進(jìn)程慢于B2，所以將B1剩余任務(wù)分配給B1和A1。待A2完成后，讓A2協(xié)助B2完成。當(dāng)剩余任務(wù)小于閾值時(shí)，則視為協(xié)助完成。

如圖15控制方式是協(xié)調(diào)幫助，首先是幫助同一級(jí)的智能體，當(dāng)同一級(jí)的另外最小組完成任務(wù)時(shí)，如C₁完成預(yù)定任務(wù)可幫助C₂進(jìn)行工作。因?yàn)镃₁和C₂共同屬于B₁這一級(jí)。當(dāng)C₁，C₂的智能體均完成預(yù)定任務(wù)（即B₁完成任務(wù)）則可幫助B₂，因?yàn)锽₁、B₂共同屬于A₁這一級(jí)。同理以此類(lèi)推，優(yōu)先在同屬級(jí)內(nèi)完成者幫助未完成者直到全部任務(wù)完成。

在智能體執(zhí)行任務(wù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)三種進(jìn)度不同的情況：一種是初始任務(wù)不同，即每輛小車(chē)最開(kāi)始分配的搜索區(qū)域面積是不同的，每輛小車(chē)搜索速度相同。二是分配的初始任務(wù)相同而小車(chē)搜索速度是不同的。三是分配的初始任務(wù)不同，小車(chē)搜索速度也不同。無(wú)論哪種情況，搜索效果都是相同的。在此，我們以N=2，n=4且上述提到的第二種情況為例，進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖17所示，基于ZigBee的多智能體協(xié)作控制方法中以四輛小車(chē)搜索一定區(qū)域?yàn)閷?shí)例。該實(shí)例中實(shí)現(xiàn)對(duì)多智能體的協(xié)調(diào)控制分為前文提到的步驟。圖17中給小車(chē)分為AB兩組，每組又分為1、2兩個(gè)編號(hào)。初始任務(wù)分配采用方案二，即四輛小車(chē)初始分配的搜索面積是相同的，每輛小車(chē)搜索的速度是不同的。

如圖18所示，擬定A1小車(chē)速度最快，那么A1完成自身初始任務(wù)后，向上位機(jī)發(fā)送任務(wù)完成的指令。上位機(jī)接收指令后，通過(guò)網(wǎng)關(guān)向同組的A2小車(chē)定位節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位指令。A2小車(chē)上的定位節(jié)點(diǎn)向區(qū)域邊界的參考節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，參考節(jié)點(diǎn)接收到請(qǐng)求信號(hào)后，向定位節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，定位節(jié)點(diǎn)根據(jù)接受的信號(hào)強(qiáng)弱即RISS值的大小經(jīng)過(guò)算法計(jì)算出與參考節(jié)點(diǎn)的距離，將這組距離值發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)經(jīng)過(guò)分析A組組內(nèi)剩余任務(wù)情況，將此時(shí)尚未搜索的區(qū)域面積等分給A1和A2兩輛小車(chē)。即完成多智能體組內(nèi)互助過(guò)程。

如圖18所示，由于A1速度最快。當(dāng)A1再次完成二次分配的任務(wù)時(shí)，重復(fù)圖18過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行組內(nèi)互助，直至剩余區(qū)域面積小于臨界閾值（臨界閾值為小車(chē)所占面積）則視為A組組內(nèi)任務(wù)完成。此時(shí)進(jìn)入圖19所示的組間互助過(guò)程。與組內(nèi)互助過(guò)程相近，由于始終是剩余任務(wù)等分，所以A1車(chē)會(huì)首先空閑。此時(shí)A1向上位機(jī)發(fā)送完成指令，上位機(jī)給B1、B2發(fā)送查詢當(dāng)前坐標(biāo)指令。B1、B2重復(fù)先前A2所述過(guò)程將坐標(biāo)信息發(fā)送給上位機(jī)。不妨以B1最慢為例進(jìn)行接下來(lái)說(shuō)明。通過(guò)返回的坐標(biāo)信息，上位機(jī)分析出B1進(jìn)程慢于B2，所以將B1剩余任務(wù)分配給B1和A1。待A2完成后，讓A2協(xié)助B2完成。當(dāng)剩余任務(wù)小于閾值時(shí)，則視為協(xié)助完成。