工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡實時性接入研究.pdf

1、隨著工業(yè)無線技術的發(fā)展要求，無線傳感網(wǎng)絡與工業(yè)技術結合的優(yōu)勢日趨明顯。利用無線傳感器網(wǎng)絡的低成本、易用和泛在感知等特征，人們可以以較低的投資和使用成本實現(xiàn)對工業(yè)全流程的全面監(jiān)測，獲取傳統(tǒng)由于成本原因無法在線監(jiān)測的重要工業(yè)過程參數(shù)，并以此為基礎實施優(yōu)化控制，來達到提高產(chǎn)品質量，降低工業(yè)生產(chǎn)過程中的跑冒滴漏現(xiàn)象，提高能源效率的目標。 在工業(yè)環(huán)境當中，實時性有著至關重要的作用。工業(yè)應用分為安全類、控制類和監(jiān)測監(jiān)控類三類應用，不同的應用

2、對時間有著不同的需求。在IEEE802.11、IEEE802.15.1、IEEE802.15.4等諸多的標準當中，IEEE802.15.4標準得到了工業(yè)無線標準委員會（SP100）、霍尼韋爾（Honeywell）、通用電氣全球研究中心（GE Global Reseach）、艾默生（Emerson）等國際研究機構和商業(yè)組織的大力支持，充分說明了IEEE802.15.4標準在工業(yè)無線傳感網(wǎng)中巨大的發(fā)展?jié)摿?。IEEE802.15.4應用到工業(yè)

3、環(huán)境當中，它的有保證時隙（GTS）實時性是一個重要的議題。本文分析了現(xiàn)有實時性技術，并且在此基礎之上，運用GTS的延遲分析模型分析總結了GTS的三個時間因素：調(diào)度機制、分配機制、使用機制。并且運用這三個因素分析現(xiàn)有的IEEE802.15.4的GTS在實時性方面的不足。針對GTS在工業(yè)應用當中的不足，對GTS的調(diào)度方法、申請方法、申請帶寬方面做出了相應的改進。 本文深入理解IEEE802.15.4標準中媒體訪問控制層的關鍵技術，以

4、及物理層、MAC層之間的相互作用。運用OPNET仿真軟件對IEEE802.15.4標準中帶有GTS應用的信標模式下的工作情況進行了網(wǎng)絡仿真，建立了仿真系統(tǒng)架構和模塊之間的接口，并且分層描述了各層模塊的進程模型與狀態(tài)設計、定時器設計，最后針對GTS部分，描繪了實時性能評估要用到的主要流程的消息交互過程。 仿真結果顯示，通過對GTS機制的改進，IEEE802.15.4運用到工業(yè)環(huán)境當中，在不同的實時性應用需求下，實時性比原有的GTS