In this thesis, the implementation of small mobile robot that can be used at research and application of mobile sensor networking, is described. This robot that will constitute the sensor network, as a platform of multi-robot system for each to be used as sensor node, has to satisfy restrictions in many aspects in order to study algorithm, communication protocol, and furthermore application. First, the platform must be designed with a robust structure and low power consumption because its maintenance after arrangement is difficult. Second, it must have flexibility and modularity to be used effectively in any structure because it will be used in various applications. Third, it must support the technique of wireless network for ubiquitous computing environment. At last, to let many nodes be scattered, it must be cost-effective and small. Today lots of hardware and nodes to satisfy these conditions are being developed and nodes which have mobile features are, too.
Considering many restriction of the mobile platform for sensor network, we made this robot control the current of actuator by using additional circuit for power efficiency. And we chose MSP430 as MCU, CC2420 as RF transceiver, and etc, that have the strength in the aspect of power. For flexibility and modularity, the platform has expansion ports.
The results of experiments are described to show that this robot can act as sensor node by RF communication process with Zigbee standard protocol, execute the navigation process with simple obstacle avoidance and the moving action with RSSI(Received Signal Strength Indicator), operate at low-power, and be made with approx. $100.
센서 네트워킹 분야의 연구와 여러 어플리케이션에 사용할 수 있는 모바일 센서 네트워크용 소형이동로봇을 구현한다. 센서 네트워크를 구성하게 될 이 로봇은 하나하나가 센서 노드로 사용되는 다개체 이동 로봇 시스템에서의 플랫폼으로써 알고리즘, 통신 프로토콜, 나아가 어플리케이션을 연구하기 위해서 여러 가지 면에서의 제약조건을 만족하여야 한다. 한 번 배치되면 유지 보수가 어렵게 때문에 강인한 구조에 저전력으로 설계되어야 한다. 광범위한 응용 분야에 사용되기 때문에 어떠한 구조에도 효과적으로 사용될 수 있도록 유연성과 모듈성을 갖추고 있어야 한다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 맞게 무선 네트워크 기술을 지원해야 한다. 많은 노드가 산재되기 위해 가격이 저렴하고 크기가 작아야 한다. 이 같은 조건들을 만족시키기 위한 많은 하드웨어와 노드들이 개발되고 있고 모바일 기능을 갖춘 노드들도 개발되고 있다.
본 논문에서는 여러 조건들 중에서도 비용적인 측면과 에너지효율적인 측면에 초점을 맞추어 로봇을 설계하고 구현하기 위해 우선 전력을 가장 많이 소모하게 될 모터 및 그 밖의 구동부에 들어가게 될 전류를 MCU에서 제어하는 한 편, 기능적으로 중요한 핵심 부품인 CPU, 무선 모듈 등의 선택에 있어서 에너지효율 및 비용을 고려하여 선택하였다.
실험결과로 에너지 소모 및 기능, 비용(~100) 면에서 다른 센서 노드용 이동로봇들과의 비교를 통해서 장점을 가짐을 보였고, 간단한 장애물 회피가 가능한 주행 어플리케이션과 RF통신 어플리케이션의 구현 또한 결과로 실었다.
