無線傳感器-執(zhí)行器網絡的體系結構與算法研究.pdf

1、隨著無線傳感器網絡與網絡化控制系統(tǒng)的發(fā)展與相互結合，無線傳感器/執(zhí)行器網絡應運而生，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)行器網絡在工業(yè)生產、智能樓宇、現(xiàn)代農業(yè)、智能交通等領域具有廣泛的應用前景，能夠極大地改善人們的生產與生活，因此受到國內外研究者的高度關注。
　　 控制與網絡化通信是無線傳感器/執(zhí)行器網絡的核心，且二者之間存在相互依賴、相互影

2、響的關系。然而，現(xiàn)有的針對無線傳感器/執(zhí)行器網絡的研究，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。本文結合國際上最新研究成果，研究面向控制應用的無線傳感器/執(zhí)行器網絡的體系結構和評價策略；在此基礎上，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包括以下幾個方面：
　　 1)概述了無線傳感器/執(zhí)行器網絡的發(fā)展及通信與控制方面的相關研究進展。
　　

3、 2)提出了無線傳感器/執(zhí)行器網絡的體系結構，分析了具體設計要求與設計思路，提出了性能評價指標及評價方法。同時，基于OMNeT++和Matlab仿真工具，設計了無線傳感器/執(zhí)行器網絡的仿真平臺。
　　 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標準的無線傳感器/執(zhí)行器網絡，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)針對設定值控制問題，提