摘 要：針對(duì)EPC物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存在的隨機(jī)性時(shí)延，剖析了EPC物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，并建立了EPC物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制模型，其中時(shí)滯滿(mǎn)足Markov鏈要求。研究了EPC物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的H∞隨機(jī)控制問(wèn)題，基于LMI方法，可以很方便地求出狀態(tài)反饋控制器，并可使閉環(huán)系統(tǒng)具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能和抗干擾能力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)控制;H∞控制;隨機(jī)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(huì)信息化過(guò)程中，信息資源劇增，各類(lèi)信息內(nèi)容爆炸式增長(zhǎng)。龐大的信息資源和昂貴的信息成本，使得人們無(wú)法獨(dú)立生產(chǎn)所需要的數(shù)據(jù)，必須通過(guò)共享來(lái)獲取資源和必要的信息。那么如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的信息交流呢？

1999年由美國(guó)麻省理工學(xué)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(shù)據(jù)格式，將每一件物品賦予一個(gè)惟一的編號(hào)，這個(gè)編號(hào)就是EPC，而電子標(biāo)簽是這一編號(hào)的載體?；诨ヂ?lián)網(wǎng)和射頻技術(shù)的EPC系統(tǒng)，即實(shí)物物聯(lián)網(wǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)物聯(lián)網(wǎng))是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID(射頻識(shí)別)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的“Internet of things”(物品的網(wǎng)絡(luò))。他將成為繼條碼技術(shù)之后，再次變革商品零售結(jié)算、物流配送及產(chǎn)品跟蹤管理模式的一項(xiàng)新技術(shù)^［1］ 。

然而，對(duì)于這樣一個(gè)龐大的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，由于系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線路繁多，如果采用傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，會(huì)使得系統(tǒng)的可靠性大大降低^［2-6］，因而，基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)由于其眾多的優(yōu)點(diǎn)成為了物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)優(yōu)選的方案。在EPC物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，EPC電子標(biāo)簽將會(huì)廣泛存在于系統(tǒng)中的各個(gè)部分，承擔(dān)著各種不同的功能。例如可以作為被控制對(duì)象身份的標(biāo)識(shí)，可以作為系統(tǒng)狀態(tài)的記錄器，也可以用來(lái)記錄系統(tǒng)中的傳感器和控制器的狀態(tài)等。由于信息采集的不準(zhǔn)時(shí)性和互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)膿頂D等現(xiàn)象，系統(tǒng)中不可避免地存在著延時(shí)，因而，針對(duì)EPC物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如何設(shè)計(jì)出穩(wěn)定、高性能的控制器，使得閉環(huán)系統(tǒng)具有穩(wěn)定的性能，是一個(gè)非常重要且亟待解決的問(wèn)題^［7］。

2 EPC物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

EPC網(wǎng)絡(luò)使用射頻技術(shù)(RFID)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈中貿(mào)易項(xiàng)信息的真實(shí)可見(jiàn)性。他由五個(gè)基本要素組成:產(chǎn)品電子代碼(EPC)、識(shí)別系統(tǒng)(EPC標(biāo)簽和讀寫(xiě)器)、EPC中間件軟件、對(duì)象名解析服務(wù)(ONS)、實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言(PML)以及EPC信息服務(wù)(EPCIS)。EPC編號(hào)位于由一片硅芯片和一個(gè)天線組成的標(biāo)簽中，標(biāo)簽附著在商品上。使用射頻技術(shù)，標(biāo)簽將數(shù)字發(fā)送到讀寫(xiě)器，然后讀寫(xiě)器將數(shù)字傳到作為對(duì)象名解析服務(wù)(ONS)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)或本地應(yīng)用系統(tǒng)中。ONS告訴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中到哪里查找攜帶EPC的物理對(duì)象的信息。實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言(PML)是EPC網(wǎng)絡(luò)中的通用語(yǔ)言，他用來(lái)定義物理對(duì)象的數(shù)據(jù)。EPC中間件是一種軟件技術(shù)，在EPC網(wǎng)絡(luò)中扮演中樞神經(jīng)的角色并負(fù)責(zé)信息的管理和流動(dòng)，確?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)不超負(fù)荷運(yùn)作。

EPC系統(tǒng)是一個(gè)非常先進(jìn)的、綜合性的和復(fù)雜的系統(tǒng)，其最終目標(biāo)是為每一單品建立全球的、開(kāi)放的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，他主要包括6個(gè)方面，見(jiàn)表1。