Skip to main content
SUPERVISOR
MasoudReza Hashemi,Jafar Ghaisari
مسعودرضا هاشمی (استاد مشاور) جعفر قیصری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amirhosein Golfar
امیرحسین گلفر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
Using wireless networks instead of point to point wiring has attracted attention in recent years. Wireless networks application has been extended for Data Aggregation and process monitoring in many researches and industrial applications and is known as Wireless Sensor Network (WSN). Nowadays, “Wireless Sensor-Actuator Network (WSAN)” has been presented to extend WSN to control applications with Real-Time loop. WSAN provides a structure for implementation of networked control system using wireless technology. Aside from the advantages such as decrease in wiring costs, facility in installing and maintenance, increase in scalability, possibility of monitoring and controlling in hazardous area, and possibility of controlling geographically distributed systems, It has some challenging area such as delays and packet loss in transferring data, packet congestion in networks, synchronization of different part of the control system, requirements of real-time controller, information security and reliability. Among these challenging problems, delay and packet loss are considered more by control researchers. In this dissertation, resolving the real-time controllers’ problems using WSAN is studied. WSANs has two main objectives: transmission of observations and sensor measurements to the controller through sensor-side network, and forwarding control commands of controller to the actuators through actuator-side network. To reach the first goal, an optimal estimator is proposed. This estimator is compatible with the constraints of sensor-side network and has the ability of real-time estimating in the presence of delays, packet loss, multi-sensor structure and out-of-order data reception. To reach the second goal, a centralized controller is designed and the control loop of WSAN is completed. All the information and observations from all the sensors, actuators and networks condition are sent to the centralized controllers and this controller calculates the control commands and sends them to the actuators via wireless network. Key Words: Networked Control System (NCS), Wireless Sensor-Actuator Network (WSAN), Networked Estimator, Networked Controller, Optimal Tracker, Compensate Delay and Packet Loss
استفاده از شبکه‌های ارتباطی بیسیم به جای سیم کشی نقطه به نقطه، در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. دسته‌ای از پژوهش‌ها و کاربردهای صنعتی بکارگیری شبکه‌های بیسیم را برای جمع آوری داده های سنسوری (Data Aggregation) و پایش (Monitoring) وضعیت فرآیند توسعه داده اند و از آن با عنوان "شبکه حسگر بیسیم" (Wireless Sensor Network) یا به اختصار WSN یاد می‌کنند. امروزه مفهوم "شبکه حسگر- عملگر بیسیم" (Wireless Sensor-Actuator Network) یا به اختصار WSAN برای توسعه WSN به کاربردهای کنترل دارای حلقه های کنترل بلادرنگ (Real-Time) ارائه شده است. WSAN ساختاری برای پیاده‌سازی سیستم کنترل تحت شبکه را با بکارگیری فناوری بیسیم فراهم می‌نماید. درکنار مزایایی مانند کاهش هزینه سیم‌کشی، سهولت نصب و نگهداری، افزایش انعطاف پذیری، امکان پایش و کنترل در محیط‌های خطرناک و ایجاد امکان کنترل سیستم‌های پراکنده از نظر جغرافیایی ، مشکلاتی همچون تاخیر در ارسال داده‌ها بین اجزای سیستم کنترل، گم شدن (Packet Loss) بسته‌های داده در شبکه ارتباطی بیسیم، تداخل بسته‌ها در شبکه ارتباطی، همزمان‌سازی(Synchronization) اجزای مختلف سیستم کنترل، تضمین شرایط و نیازهای Real-Time، امنیت اطلاعات، قابلیت اطمینان از چالش‌های جدی در این سیستم ها می‌باشد. از میان این چالش‌ها، مسئله تاخیر و گم شدن بسته بیشتر مورد توجه متخصصان و پژوهشگران کنترل قرار گرفته است. در این پایان نامه به بررسی و رفع مشکلات کنترل کننده بلادرنگ با استفاده از WSANها می پردازیم. یک سیستم کنترل مبتنی بر WSAN دو هدف را دنبال می کند: اول، انتقال مشاهدات و اندازه گیری حسگرها برای کنترل کننده از طریق شبکه سمت حسگرها و دوم، اعمال فرامین کنترلی کنترل کننده به عملگرها از طریق شبکه سمت عملگرها. در راستای هدف اول یک تخمین گر بهینه پیشنهاد داده شده است که با محدودیت های اعمال شده از سوی شبکه سمت حسگرها سازگار باشد و بتواند در حضور محدودیت هایی چون تاخیر و گم شدن بسته های ارسالی مشاهدات بین حسگر و کنترل کننده، ارسال مستقل مشاهدات توسط چند حسگر، خارج از نوبت رسیدن مشاهدات و رسیدن همزمان چند مشاهده، عملیات تخمین را بصورت بلادرنگ انجام دهد. به منظور تحقق هدف دوم، یک کنترل کننده متمرکز طراحی شده است و حلقه ی کنترلی مبتنی بر شبکه های بیسیم کامل شده است. تمامی اطلاعات و مشاهدات از همه ی حسگرها، عملگرها و وضعیت شبکه ، در اختیار کنترل کننده متمرکز قرار می گیرد و این کنترل کننده، فرامین کنترلی همه ی عملگرها را محاسبه کرده و از طریق شبکه ی بیسیم به عملگرها اعمال می کند. کلمات کلیدی : سیستم های کنترل تحت شبکه (NCS)، شبکه های حسگر-عملگر بیسیم (WSAN)، تخمین گر تحت شبکه، کنترل کننده تحت شبکه، تعقیبگر بهینه، جبران تاخیر و گم شدن بسته

ارتقاء امنیت وب با وف بومی