论文摘要
工业无线测控是无线传感器网络的热点应用领域之一,无线传感网络与工业无线测控技术结合的优势日趋明显,利用无线传感器网络的低成本、易用和泛在感知等特征,人们可以以较低的投资和使用成本实现对工业全流程的全面监测,获取传统由于成本原因无法在线监测的重要工业过程参数,并以此为基础实施优化控制,来达到提高生产效率,降低能源消耗和生产成本的目标。无线传感器网络在工业无线测控应用中的主要问题是可靠性问题,如何提高可靠性,是目前传感器网络重要研究方向之一。针对传感器网络在工业测控应用中的可靠性问题,本文分析比较了几种提高网络可靠性的方案,从实际性能、实现复杂度和性价比等方面综合考虑,选取冗余网络作为提高可靠性的方案,并对此冗余网络的串并两种实现模型进行可靠性分析,选择可靠性更佳的串联冗余网络模型应用于本方案。从工业无线测控系统实际应用需求出发,选取高带宽,高性价比,在商业应用中已经非常成熟的IEEE 802.11x系列标准作为此冗余网络的通信标准。这种基于IEEE 802.11x系列标准的工业无线传感器冗余网络能够较好地解决工业无线测控应用中的可靠性问题。冗余网络技术能够改善无线传感器网络在工业测控应用中的可靠性,其关键在于是否有一种合理高效的冗余网络切换机制。对此基于IEEE 802.11a/g标准的工业无线传感器冗余网络方案,在比较现有冗余网络切换机制的基础上,给出了综合考虑网络即时通信链路质量和网络吞吐量的复合切换因素(CHF)切换机制,并对此机制的原理和实现进行分析设计。最后详细阐述了冗余网络平台的构建方案和设计流程,并对此基于IEEE 802.11x的工业无线传感器冗余网络性能进行分析探讨。通过结合IEEE 802.11x系列通信标准和冗余网络技术,为传感器网络在工业无线测控系统中的应用给出了一种新的解决方案。