【摘 要】
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新兴的无线传感器网络技术与有线网络技术相比较,具有放置灵活、扩展简便、可以自组网以及价格低廉等优点,因此,采用无线传感器网络技术的温室测控系统将比现在流行的采用现
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新兴的无线传感器网络技术与有线网络技术相比较,具有放置灵活、扩展简便、可以自组网以及价格低廉等优点,因此,采用无线传感器网络技术的温室测控系统将比现在流行的采用现场总线技术的温室测控系统更具竞争力,属于设施农业发展的前沿技术。无线传感器网络相对有线网络更容易造成系统时延与数据包丢失的现象,作为影响控制系统稳定性能的重要因子,国内外研究学者针对时延与丢包率对无线传感器网络稳定性的影响分析还尚不多见。结合温室无线传感器网络测控系统的特点,以温室中温度与湿度为研究对象,建立温度与湿度的信息传递模型,并通过解耦技术,建立温、湿度的单独控制回路。从确保温室无线传感器网络测控系统的控制稳定性出发,借鉴网络控制系统中针对时延与数据包丢失率的研究方法,结合李亚普诺夫稳定性理论和温室的特殊条件,对所建立的温、湿度控制模型进行稳定性条件的判断,分别推导出保证测控系统稳定运行的含有时延变量的线性矩阵不等式与含有丢包率变量的线性矩阵不等式。利用matlab中LMI工具箱对所推导出的线性矩阵不等式进行可行性分析,计算出保证系统稳定的时延与丢包率的临界值。时延与丢包率的临界值的确定,为实际应用中建立稳定的温室无线传感器网络测控系统提供了理论依据。利用TrueTime工具箱,建立含有时延与数据包丢失的无线传感器网络控制系统仿真模型,通过仿真实验结果得到以下结论:当温室无线传感器网络测控系统时延与丢包率小于所求得的临界值时,整个系统处于稳定状态;随着时延与丢包率的增加,系统稳定性能随之下降;而当超过所求临界值时,测控系统将处于不稳定状态,严重时甚至会导致整个系统崩溃。
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