摘 要：由于传统大型工业企业生产的有线通讯方式存在着对传播媒介要求很高、节点的删除和添加十分复杂等问题，无线传感器网络被应用于工业环境的数据采集和传输。但同时，如何构建节能的无线传感器网络并使它在工业生产中满足实时控制的需要、在恶劣物理环境中能拥有足够的抗干扰能力也成为目前传感器网络的研究重点。广工计算机学院研发中心自主研发的工业控制传感器网络系统G2NET，能够自适应的形成拓扑结构，进行节点的添加和删除，并针对无线通讯协议实时性和可靠性这两个问题进行了研究，提出了解决方案。
关键字：传感器网络;层次结构;实时性;可靠性;G2NET。
Abstract：The traditional wire mode of data’s transmission is very complicated to modify the nodes and high requested with the transmission media. Nevertheless, the wireless sensor network in existence still facing the problems of topological construction, real-time control and anti-jamming problems. This article brought out an industrial control sensor network system G2NET, G2NET built the structure adaptability, also made the research that aim at the real-time problem and dependability, then put forward solutions to reduce time-delay and anti-jamming.
Key words: sensor network; hierarchy, real-time; dependability; G2NET.
0 前言 在大型工业企业生产中，如何进行数据的采集、传输、存储及处理是关系到企业生存发展的头等大事。传统的工业企业生产中现场总线采取的都是有线的通讯方式，这一局限性使得系统不仅对传播媒介的要求很高，且硬件故障会严重影响数据传输甚至导致网络瘫痪，同时，由于网络中节点的数量变化时有发生且网络不能自适应的形成拓扑结构，节点的删除和添加十分复杂。因此，无线传感器网络被运用到工业生产中，一个好的无线传感器网络协议不仅要能够解决上述有线通讯所存在的问题，还要能够自适应的形成网络拓扑结构，有效的进行数据传输;并且保障网络运行时实时性和可靠性的实现。具体体现在： （1）网络建立和通讯。 首先，由于最初的无线传感器网络采用的Directed[4]传输方式不仅增加了网络延时，并且在传输数据时也消耗了很多能量，网络的寿命不长。如何克服这一缺点使网络能够自适应的形成拓扑结构，是无线传感器协议要考虑的第一步。其次，如何设计数据传输协议使得传输不仅能够满足工业要求，同时能有效的节省能源，也是无线传感器协议设计的考虑要素。 （2）实时性——减少网络延时。传统传感器网络采用的一级级（hop）传输的形式使得网络延时很不确定。在进行数据传输时，离基站远的节点比离基站近的节点网络延时要多好几倍，通常会造成大片离基站远的节点因能量耗尽而死亡。高性能的无线传感器网络协议应克服这一因素提高系统在实时性方面的表现。 （3）可靠性——实现抗干扰。无线通讯的抗干扰能力体现在两个方面：首先，当网络中有节点能量耗尽而死亡，或有新的节点添加进网络时，无线传感器网络应该通过自身的协议自适应的构造拓扑结构;其次，当节点间的传输因各种客观原因被中断造成数据丢失时，无线传感器网络应保障没有数据丢失，信息能准确的传输到目标节点。 自适应工业控制传感器网络系统G2NET从系统的硬件平台、网络协议到软件实现都是广东工业大学计算机学院研发中心自主研发的。它针对现有无线传感器网络存在的上述三个问题提出解决方案。G2NET包括传感器硬件平台G2NOTE及自适应网络协议G2SNP两个部分。 详情请点击：一个工业控制传感器网络系统的实现
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