رهیافتی نوین در طراحی و پیاده‌سازی کنترل چندلایه در بستر اینترنت اشیاء

Abstract

در این پژوهش روی توسعه دانش فنی و پیاده‌سازی راهبردهای کنترل نوین در بستر اینترنت اشیاء تمرکز شده است. در این راستا معماری کنترلی طراحی شد که با استفاده از کنترل چندلایه سلسه مراتبی در بستر اینترنت اشیاء امکان ارتباط‌گیری و انتقال اطلاعات از لایه‌های پایین‌تر به بالاتر در مقیاس جهانی و امکان پردازش داده‌ها و ارایه راهکار کنترلی متناسب با شرایط جدید از لایه‌های بالاتر به پایین‌تر فراهم آمده است. از کاربردهای اصلی این رویکرد می‌توان به کنترل سیستم‌های دارای لختی زیاد و هوشمندسازی زیر سیستم‌ها با هزینه کم برای کنترل سیستم‌ها با مقیاس بزرگ اشاره کرد. با دو لایه‌شدن سیستم‌هایی با لختی زیاد، امکان بهینه‌شدن کنترل‌کننده محلی توسط کنترل اصلی فراهم می‌شود. بدین منظور کنترل‌کننده دو لایه‌ای که در لایه پایینی کنترل سیستم‌های با لختی زیاد دما و رطوبت خاک را به ترتیب در قالب کنترل PID و IFTTT بر عهده داشته و در لایه بالایی با استفاده از اطلاعات دریافتی از لایه پایینی و به کارگیری الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) و کنترل‌کننده ANFIS، به ترتیب ضرایب کنترل‌کننده PID اعمال شده در زیر سیستم و نقاط کاری IFTTT کنترل را به طور پیوسته بهینه می‌نماید، در نظر گرفته شده است. با این عمل حجم و پیچیدگی سخت‌افزارهای به کار گرفته شده در لایه‌های پایین‌تر و به تبع هزینه‌های ناشی از آنها کاهش پیدا کرده و در عین حال زیر سیستم مربوطه هوشمند شده است. از طرفی امکان پیاده‌سازی کنترل‌کننده‌های پیچیده در لایه‌های سطح پایینی در سیستم‌های مقیاس بزرگ فراهم شده و امکان کنترل سیستم‌های با لختی زیاد نیز فراهم می‌آید. نتایج شبیه‌سازی و آزمایش عملی نیز حاکی از آن است که این استراتژی کنترلی در بسترهای اینترنت اشیاء بسیار موثر واقع شده است.