مدل سازی، تحلیل پایداری و طراحی کنترل کننده برای شبکه های حسگری عملگری بی سیم مبتنی بر استاندارد ieee 802.15.4

پایان نامه
چکیده

پیشرفت های اخیر در عرصه های ارتباطی، محاسباتی و اندازه گیری منجر به ظهور "شبکه های حسگری بی سیم" شده است. استفاده از تکنولوِِِژی بی سیم در شبکه های حسگری پایش، جمع آوری و نظارت بر داده های سنسوری را تا حد زیادی تسهیل کرده است. امروزه پژوهشگران، مفهوم "شبکه حسگر- عملگر بی سیم" را به حلقه های کنترلی بلادرنگ تعمیم داده اند. شبکه حسگر- عملگر بی سیم، سیستم توزیع شده ای از حسگرها و عملگرها است، که آن ها را از طریق کانال بی سیم به هم مرتبط ساخته است. درکنار مزایایی مانند کاهش هزینه سیم کشی، سهولت نصب و نگهداری، افزایش انعطاف پذیری و امکان کنترل سیستم های پراکنده از نظر جغرافیایی، این سیستم ها با یک سری چالش های جدی همچون تاخیر در ارسال داده ها، گم شدن بسته های داده و تداخل بسته ها از سوی شبکه ارتباطی رو به روست. در این پایان نامه به مدل سازی، تحلیل پایداری و طراحی کنترل کننده ی بلادرنگ برای شبکه حسگر- عملگر بی سیم می پردازیم. در گام نخست، الگوریتم ارسال در استاندارد ieee 802.15.4، به عنوان یکی از مناسب ترین استانداردها برای داشتن ارتباط بلادرنگ، بررسی می شود، و با استفاده از نتایج حاصل از آن، به مدل سازی سیستم کنترل تحت شبکه بی سیم در حضور همزمان تأخیر و گم شدن تصادفی بسته ها می پردازیم. در ادامه با ساختن یک تابع لیاپانوف-کراسوفسکی مناسب، شروط کافی پایداری مجانبی میانگین مربعات سیستم حلقه بسته مبتنی بر شبکه های بی سیم ارائه می شوند و بر اساس آن کنترل کننده فیدبک حالت پایدارساز با بهره ثابت، پیشنهاد گردیده است. برای غلبه بر تأثیرات نامطلوب ناشی از شبکه غیر ایده آل در اتصال سنسور ها و کنترل کننده، یک تخمین گر پیشنهاد شده-است، که دینامیک کلی آن به صورت یک سیستم هیبرید از نوع ضربه ای وابسته به زمان مدل می شود. سپس با کمک مدل های بدست آمده و با ساختن توابع لیاپانوف مناسب، شروط کافی بر مبنای نامساوی های ماتریسی خطی برای بررسی پایداری مجانبی میانگین مربعاتی سیستم حلقه بسته و پایداری مجانبی تخمین گر استخراج شده است. در راستای افزایش درجه آزادی برای جبران کردن محدودیت های شبکه، کنترل کننده سوییچینگی طراحی شده است، که با عوض شدن شرایط شبکه در اتصال سنسور ها و کنترل کننده، بهره کنترل کننده نیز تغییر می کند. بدین منظور شروط کافی برای بررسی پایداری مجانبی میانگین مربعات سیستم سوییچینگ مبتنی بر شبکه های حسگر-عملگر بی سیم پیشنهاد شده است.

منابع مشابه

ارائه روشی مبتنی بر هوش محاسباتی، برای بهبود افزایش طول عمر شبکه های حسگر بی سیم

Recent advances in wireless electronic and communications provide us the ability to build small, economical sensors with low power consumption and many diverse applications. Limited energy capacity of sensors is a huge challenge that will affect these networks. Clustering has been used as a well-known method to handle this challenge. To find appropriate location of clusters' heads, imperialist ...

متن کامل

بهینه سازی پایداری داده های مفید و قابل اعتماد در شبکه های حسگر بی سیم بی ملازم

In wireless sensor networks, the collected data are stored in the network nodes for a long time until the receivers take them. Since some network nodes may become accidentally corrupt or some mobile adversary intrudes to some node, data survival and secure and complete data transmission to some receiver is a concern. Moreover, we should consider communication efficiency and the needed store for...

متن کامل

مدل سازی تطبیقی محیط در شبکه های حسگری بی سیم برای روش مکان یابی مبتنی بر rssi

شبکه های حسگری بی سیم یکی از روش های جدیدی است که در سال های اخیر و بیشتر با هدف جمع آوری اطلاعات از محیط و مانیتوریگ مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مسائل مهم موجود در شبکه های حسگری بی سیم مسئله مکان یابی گره های حسگری است به طوری که بدون داشتن اطلاعات از محل گره های حسگری و یا محل پدیده های رخ داده در شبکه، اطلاعات استخراج شده دارای ارزش چندانی نخواهد بود. همچنین بسیاری از کاربرد های موجود ...

15 صفحه اول

طراحی یک الگوریتم رمز قالبی جدید مناسب برای شبکه های حسگر بی سیم

در این مقاله یک الگوریتم رمزنگاری قالبی مناسب برای کاربرد های مجتمع به همراه یک روش جدید برای بیان امنیت خطی و تفاضلی پیشنهاد می گردد. ا لگوریتم پیشنهادی دارای طول قالب ورودی 64 بیت و طول کلید 64 بیت می باشد. ساختار کلی این الگوریتم از نوع فیستلی ساده بوده که در تابع دور آن از ساختار فیستلی تعمیم یافته نوع دو استفاده شده است. طراحی الگوریتم به گونه ای است که دارای امنیت قابل اثبات خطی و تفاضل...

متن کامل

بهینه سازی جایابی شبکه های سنسور بی سیم با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی سراسری و مدل سنجش احتمالی

در سال های اخیر، شبکه­ های حسگر بیسیم[1] در کاربردهای متعددی مورد مطالعه قرار گرفته ­اند. یکی از مسائل مهم مورد مطالعه در این شبکه­ ها، جایابی[2]  بهینه حسگرها به منظور دستیابی به بیشینه­ ی مقدار پوشش[3]</sup...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده برق و کامپیوتر

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023