ＥＰＣ物聯網絡系統的隨機控制

摘 要：針對EPC物聯網絡系統中存在的隨機性時延，剖析了EPC物聯網絡系統的結構及特點，并建立了EPC物聯網絡系統的控制模型，其中時滯滿足Markov鏈要求。研究了EPC物聯網絡控制系統的H∞隨機控制問題，基于LMI方法，可以很方便地求出狀態反饋控制器，并可使閉環系統具有良好的動、靜態性能和抗干擾能力。

關鍵詞：物聯網;網絡控制;H∞控制;隨機控制

Stochastic Control of EPC Internet of Things

LIU Yichang，GUAN Xinping

(Institute of Electrical Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao，066004，China)

Abstract：This paper is concerned with a stochastic H∞ control problem for a class of EPC Internet of things with transmission delays，where the delays are time-varying and different in every transmitted process，thus the delays can be described by a Markov chain.Based on the LMI approach，a new method for designing a memoryless static state feedback control law is proposed to stabilize the closed loop system and to reduce the effect of the disturbance input on the controlled output to a prescribed level for all admissible transmission delays.The results depend on the solvability of a certain linear matrix inequality and may be less conservative.

Keywords：Internet of things;networked control;H∞ control;stochastic control

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1 引 言

在社會信息化過程中，信息資源劇增，各類信息內容爆炸式增長。龐大的信息資源和昂貴的信息成本，使得人們無法獨立生產所需要的數據，必須通過共享來獲取資源和必要的信息。那么如何實現實時的信息交流呢？

1999年由美國麻省理工學院Auto_ID中心提出的EPC給人們提供了新的啟迪。人們將按照特定的數據格式，將每一件物品賦予一個惟一的編號，這個編號就是EPC，而電子標簽是這一編號的載體。基于互聯網和射頻技術的EPC系統，即實物物聯網(簡稱物聯網)是在計算機互聯網的基礎上，利用RFID(射頻識別)、無線數據通信等技術，構造了一個實現全球物品信息實時共享的“Internet of things”(物品的網絡)。他將成為繼條碼技術之后，再次變革商品零售結算、物流配送及產品跟蹤管理模式的一項新技術^［1］ 。

然而，對于這樣一個龐大的物聯網系統，由于系統中數據量大，結構復雜，線路繁多，如果采用傳統的控制系統結構，會使得系統的可靠性大大降低^［2-6］，因而，基于網絡的控制系統由于其眾多的優點成為了物聯網絡控制系統優選的方案。在EPC物聯網絡系統中，EPC電子標簽將會廣泛存在于系統中的各個部分，承擔著各種不同的功能。例如可以作為被控制對象身份的標識，可以作為系統狀態的記錄器，也可以用來記錄系統中的傳感器和控制器的狀態等。由于信息采集的不準時性和互聯網傳輸的擁擠等現象，系統中不可避免地存在著延時，因而，針對EPC物聯網絡系統，如何設計出穩定、高性能的控制器，使得閉環系統具有穩定的性能，是一個非常重要且亟待解決的問題^［7］。

2 EPC物聯網簡介

EPC網絡使用射頻技術(RFID)實現供應鏈中貿易項信息的真實可見性。他由五個基本要素組成:產品電子代碼(EPC)、識別系統(EPC標簽和讀寫器)、EPC中間件軟件、對象名解析服務(ONS)、實體標記語言(PML)以及EPC信息服務(EPCIS)。EPC編號位于由一片硅芯片和一個天線組成的標簽中，標簽附著在商品上。使用射頻技術，標簽將數字發送到讀寫器，然后讀寫器將數字傳到作為對象名解析服務(ONS)的一臺計算機或本地應用系統中。ONS告訴計算機系統在網絡中到哪里查找攜帶EPC的物理對象的信息。實體標記語言(PML)是EPC網絡中的通用語言，他用來定義物理對象的數據。EPC中間件是一種軟件技術，在EPC網絡中扮演中樞神經的角色并負責信息的管理和流動，確保現有的網絡不超負荷運作。

EPC系統是一個非常先進的、綜合性的和復雜的系統，其最終目標是為每一單品建立全球的、開放的標識標準，他主要包括6個方面，見表1。