工業(yè)無線控制網絡的節(jié)能算法研究與實現.pdf

1、工業(yè)自動化領域的控制網絡技術從上個世紀70年代開始,經歷了集散控制系統(tǒng)和現場總線控制系統(tǒng),工業(yè)以太網系統(tǒng)等重要階段。隨著計算機技術、微電子技術和信息管理技術的不斷進步,無線網絡技術開始滲透到工業(yè)控制的各個領域,并迅速成為工業(yè)控制領域發(fā)展的熱點之一。
　　 但由于工業(yè)無線網絡通常布設在環(huán)境惡劣、人員不易到達的地方,再加上無線節(jié)點幾乎全部采用電池供電,這樣就使得更換電池成為幾乎不可能的事情。所以,如何節(jié)約能量,最大化節(jié)點和網絡的生命

2、周期,也就成為工業(yè)無線網絡研究的熱點和難點。
　　 本文的出發(fā)點和主要目標是分析工業(yè)環(huán)境中的能量消耗,研究無線控制網絡節(jié)能策略和節(jié)能算法,在基于802.15.4物理層的工業(yè)無線通信協(xié)議棧中加入節(jié)能算法,搭建適用于工業(yè)無線控制網絡的節(jié)能系統(tǒng)。
　　 本文在基于802.15.4物理層的工業(yè)無線通信協(xié)議棧上,針對工業(yè)控制網絡的具體應用環(huán)境和技術難點,在全功能設備組網過程中,實現了功率可控的組網方案,減少了數據碰撞的概率,節(jié)約了

3、數據重傳的能量消耗；在數據傳輸過程中,根據反饋理論來調節(jié)節(jié)點的發(fā)射功率,使得全功能設備和簡化功能設備都能夠以到達目的設備的最小功率等級來發(fā)送數據,減少了簇內節(jié)點的數據碰撞,節(jié)約了節(jié)點能耗；而在應用層數據的處理上,則使節(jié)點能夠根據不同的情況進入不同的監(jiān)測狀態(tài),結合休眠機制,節(jié)約了能量。另外還分別就功能實現和節(jié)能效率兩個方面對協(xié)議棧進行了測試,介紹了測試目的和測試過程,最后對測試結果進行了分析。
　　 通過實驗結果可以看出,加入節(jié)能