工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)路由及通信調(diào)度的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化.pdf

1、與有線工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)相比，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)具有布線成本低、組網(wǎng)靈活、易于安裝和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，因此在國內(nèi)外工業(yè)自動化監(jiān)測及控制領(lǐng)域得到了越來越多的重視和應(yīng)用。本文以WirelessHART為主要研究對象，分析工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求，研究其中的關(guān)鍵技術(shù)，包括路由管理方法及通信調(diào)度方法，進(jìn)而設(shè)計具體方案并進(jìn)行相關(guān)仿真測試及實(shí)驗(yàn)分析。本文主要內(nèi)容包括:
　　針對工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的可靠性需求，設(shè)計了一種基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多路徑圖路由方法。根據(jù)不同階段的網(wǎng)絡(luò)

2、狀態(tài)采用相應(yīng)路由算法:在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓A段采用一種網(wǎng)絡(luò)局部調(diào)整的路由算法，只針對變更鏈路做出調(diào)整，不影響網(wǎng)絡(luò)其他設(shè)備，從而避免全局網(wǎng)絡(luò)頻繁調(diào)整，加快網(wǎng)絡(luò)收斂;在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞€(wěn)定時采用一種均衡路由算法，即根據(jù)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備狀態(tài)，針對實(shí)時性及負(fù)載均衡需求進(jìn)行全局優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多路徑圖路由方法保證了網(wǎng)絡(luò)路由可靠性并實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。
　　針對工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度的應(yīng)用需求，設(shè)計了基于信道優(yōu)先搜索的通信調(diào)度方法。其中，為了保證優(yōu)先

3、級較高任務(wù)的實(shí)時性，設(shè)計了預(yù)留時隙調(diào)度策略，對網(wǎng)絡(luò)管理及控制任務(wù)能保障通信資源的優(yōu)先分配，避免被連續(xù)多個時隙被優(yōu)先級較低的數(shù)據(jù)上傳任務(wù)所擠占而導(dǎo)致的調(diào)度延遲;其次為使定長超幀兼容不同數(shù)據(jù)刷新率，設(shè)計了超幀循環(huán)拼接策略，簡化超幀管理，提高網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備兼容性。仿真分析表明，預(yù)留時隙策略可以保證重要管理任務(wù)調(diào)度的實(shí)時性。此外，本文在嵌入式平臺實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計的通信調(diào)度方法，對相關(guān)通信調(diào)度服務(wù)進(jìn)行測試，結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的可行性。
　　研究了工