测量驱动的物联网仿真实验机制的设计与实现

发布时间：2020-05-11 20:31

【摘要】：物联网是在互联网和传感网技术的基础上发展衍生出来的一种技术,它是现代信息技术中不可或缺的部分,利用物联网来提高人类生活质量的诸多愿景正在被越来越多地实现。在物联网产品或系统被部署到目标环境之前,需要通过实验对它们进行测试和评估。然而,目前还没有物联网实验平台能够很好地满足用户对于实验真实性、实验可扩展性、实验方便性等多方面的要求。所以,本文通过测量驱动的方法来改进物联网仿真实验机制,探索解决上述问题的方案。本文利用测量驱动和仿真等方法设计和实现了一个真实性较高、可扩展、方便使用的物联网实验机制。首先,将测量驱动的方法引入物联网仿真实验,并使用真实传感数据作为驱动手段,设计如下三种实验机制:基于推荐的物联网仿真实验机制、基于推荐与用户定制的物联网仿真实验机制、基于用户定义的物联网仿真实验机制。其次,在用户定义的仿真实验下,利用正六边形蜂窝网格进行仿真节点部署。讨论算法的假设条件,提出基于坐标的数据映射算法将真实节点的传感数据分配给仿真节点,并给出算法适用性的检测方法。此外,为满足对仿真节点设置不同采样间隔,通过实验对比不同插值算法,综合考量RMSE、MAE等误差评价指标,使用Hermite插值算法对数据进行时间连续性补充。最后,开发仿真实验传感数据配置工具,实现物联网仿真实验的配置及传感数据管理,优化仿真实验流程,提升实验配置的方便性。为了评估本文的实验机制,针对三个研究目标分别进行实验。通过交叉验证进行传感数据的误差评估,根据仿真节点能耗情况进行本文提出的物联网实验平台可扩展性评估,利用时间序列模型ARIMA进行基于模型回归的真实性评估,根据算法执行时间对本文开发的仿真实验传感数据配置工具的方便性时间开销进行评估。评估结果表明,本文的实验机制在保证较高可扩展性的同时提升了仿真实验的真实性,同时为实验配置带来了较多的方便性与灵活性。
【图文】：

学模型在计算机上运行，而部分实物或物理模型则直接引入信水平。半实物仿真作为替代真实环境或设备的典型方法，解决了系统中存在的许多复杂建模问题。半实物仿真具有较和安全性等许多优点，，因此受到了军事和民用等各部门的高物仿真优先对系统中比较简单或规律比较清楚的部分建立数清楚的部分直接使用物理模型及实物。仿真系统的组成框重要的部分是系统软件，系统软件由被仿真系统对象的数程等组成。仿真系统硬件可分为仿真计算机、接口、连接电采集与记录显示设备、通信指挥监控设备、能源动力系统、。仿真系统的评估内容主要包括仿真系统及分系统（设备性、可靠性、安全性、可维护性等评估。校验验证与确认通定仿真系统是否能满足仿真实验的要求，是否能达到仿真实

驱动的物联网仿真实验机制的设计与平台包括 dSPACE 半实物仿真平台。上述四种半实物仿真平台都是基于 PC 机 Windows 操作系统，工程设计与测试，dSPACE 和 NI2.2 物联网仿真实验准进行分类：根据所使用模型的用计算机的不同可分为模拟仿真为连续系统仿真和离散系统仿真
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.44;TN929.5

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