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1、智能家居网络系统的优化及控制稳定性分析王云良,等智能家居网络系统的优化及控制稳定性分析OptimizationofSmartHomeNetworkSystemandAnalysisontheControlStabilization122王云良王敏其程凌12(常州机电职业技术学院,江苏常州213164;江苏五洋赛德科技有限公司,江苏常州213164)摘要:针对智能家居网络系统,对家庭内部网络进行设计。对以数据为中心的定向扩散路由算法进行改进,将节点按房间的顺序规划在不同的矩形区域,每个矩形区域设立一个源节点,用来接收网关节点发布的消息。同时,研究了短时延情况下不确定时延网络控制系统的
2、稳定性,并利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出网络控制系统渐进稳定的充分条件。仿真结果显示,改进算法可延长网络生命周期,节省能耗,提高网络能效。关键词:智能家居矩形分布监测定向扩散协议网络系统稳定性中图分类号:TP393文献标志码:AAbstract:Forsmarthomenetworksystem,theinteriornetworkofhomehasbeendesigned.Thedirecteddiffusionroutingalgorithmwithdataasthecoreisimproved,thenodesarearrangedindiffe
3、rentrectangularareasaccordingtothesequencingoftherooms;asourcenodeissetupineachrectangularareatoreceivethemessagesreleasedfromgateway.Inaddition,thestabilityofuncertaindelaynetworkcontrolsystemundershorttimedelayisresearched.Thesufficientconditionfornetworkcontrolsystemasymptoticstabilityisgiv
4、enbyadoptingLyapunovfunctionandlinearmatrixinequalities(LMI).Theresultsofsimulationshowthattheimprovedalgorithmextendsthelifecycleofthenetwork,increasesenergyefficiencyofnetwork,andreducesenergyconsumption.Keywords:SmarthomeRectangulardistributionmonitoringDirecteddiffusionprotocolNetworksyste
5、mStability0引言1智能家居系统组网设计采用Adhoc方式,集合n个智能传感节点和1个智能家居系统方案总体设计如图1所示。其中,无汇聚节点,并通过无线通信协议连接而成的无线传感线通信模块、有线通信模块、触摸屏(human-computer网技术广泛应用于智能家居。定向扩散路由算法将复interaction,HCI)、Android操作系统、ARM微处理器、[5-6]杂质询分成若干个子质询,时效性差,应用性并不广SQLite数据库、Boa服务器均安装在家庭网关上。[1]泛。文献[2]引入选择节点转发的方法来改进定向扩散路由(directeddiffusion,DD)协议,该方
6、法不适用[2]于节点较多的环境。文献[3]将节点间距离、节点剩余能量和路径条数引入路径选择函数中,以实现最优路径的建立,并在数据传输过程中利用跨层功率调[3]节技术提高数据传输的能量效率。本文采用优化DD协议,改进适用于智能家居的路由最优化选择及数据最优化融合与传输机制,缩短路由时间,减少路由能耗。影响网络系统稳定的因素有网络时延、数据丢失、抖动和调度算法等,网络控制系统的研究吸引了许图1系统方案总体设计框图[4]多学者的注意。本文通过对短时延网络的控制系统Fig.1Theoverallsystemdesignscheme稳定性进行分析,研究了不确定网络控制系统的稳对于有线的数据控
7、制传输,智能家用设备数据定性。采集终端根据不同智能家用设备的扩展接口连接到常州市科技计划基金资助项目(编号:CJ20130007)。家庭网关上的不同接口,如智能电视机、音响的音频修改稿收到日期:2013-11-14。接口等。同时,对不带WiFi功能的家用电器进行第一作者王云良(1968-),男,2008年毕业于华东师范大学软件工程专业,获硕士学位,副教授;主要研究方向为物联网与控制技术。WiFi扩展。信息家电将自身采集到的各种状态信息《自动化仪表》第35卷第8期201
