無線傳感器-執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)與算法研究.pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的發(fā)展與相互結(jié)合，無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生，它融合了泛在感知、自組織通信、分布式計算、自動化控制等于一體，是近年來新興的信息-物理融合系統(tǒng)的一種具體形式。無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)生產(chǎn)、智能樓宇、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、智能交通等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，能夠極大地改善人們的生產(chǎn)與生活，因此受到國內(nèi)外研究者的高度關(guān)注。
　　 控制與網(wǎng)絡(luò)化通信是無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的核心，且二者之間存在相互依賴、相互影

2、響的關(guān)系。然而，現(xiàn)有的針對無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的研究，大多僅對其中某一個方面進行優(yōu)化，更有意義的協(xié)同優(yōu)化方法尚不完備，亟待進一步的研究。本文結(jié)合國際上最新研究成果，研究面向控制應(yīng)用的無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和評價策略；在此基礎(chǔ)上，提出了協(xié)議優(yōu)化方法和控制算法，并研究了通信與控制的協(xié)同優(yōu)化問題。本文的主要工作和貢獻(xiàn)包括以下幾個方面：
　　 1)概述了無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及通信與控制方面的相關(guān)研究進展。
　　

3、 2)提出了無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，分析了具體設(shè)計要求與設(shè)計思路，提出了性能評價指標(biāo)及評價方法。同時，基于OMNeT++和Matlab仿真工具，設(shè)計了無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的仿真平臺。
　　 3)提出了面向狀態(tài)估計的協(xié)議優(yōu)化方法。針對采用IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)，建立了時間觸發(fā)和事件觸發(fā)兩種情況下的MAC層協(xié)議模型，并依此提出協(xié)議優(yōu)化的框架和方法。
　　 4)針對設(shè)定值控制問題，提