基于WIA-PA的工业无线网关开发及实现.pdf

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1、基于wLA-PA的工业无线网关开发及实现李巧，等基于WIA—PA的工业无线网关开发及实现DevelopmentandImplementationofIndustrialWirelessGatewayBasedonWlA—PA李巧纠枫(西南大学计算机与信息科学学院，重庆400715)摘要：从WIA．PA工业无线网络的应用背景和意义出发，在详细分析WIA—PA无线网络的体系结构以及网络通信要求的基础上，设计了基于WIA．PA的无线网关。该网关采用集射频与微控制器于一体的无线单片机CC2431和具有体积小、功耗低、集成度高等特点的微型计算机嵌入式PC／104作

2、为核心器件。详细介绍了WIA—PA无线网关的硬件架构，简要分析了WIA—PA无线网关的应用程序软件设计。该网关实现了无线接发数据、管理无线网络内部节点以及与外部工业网络通信的功能。关键词：WIA—PA无线网关网关路由CC2431微控制器中图分类号：TP212文献标志码：AAbstract：StartingfromtheapplicationbackgroundandsignificanceofWIA—PAindustrialwirelessnetwork，onthebasisofanalyzingthearchitectureandthenetworkc

3、ommunicationrequirementsofWIA—PAwirelessnetwork。thewirelesssinglechipcomputerCC2431integratesradiofrequencyandmicrocontrolter，andthecompact，lowpowerconsumptionandhighlyintegratedmicrocomputerembeddedPC／104wirelessgatewayasthecoredevicearedesigned．ThehardwarestructureofWIA—PAwirel

4、essgatewayisintroducedindetail；andthesoftwaredesignofitsapplicationprogramisanalyzed．TheWIA—PAwirelessgaterwayimplementsthefunctionsofwirelessdatatransceiver，manageingtheinternalnodesofwirelessnetwork-andpossessesthefunctionofcommunicatingwithexternalindustrialnetworks．Keywords：W

5、IA—PAWirelessgatewayGatewayrouteCC2431Microcontroller0引言随着信息技术的飞速发展，工业无线网络技术已经成为自动化领域新的研究热点。从无线传感器网络发展而来的工业无线网络技术是一种面向设备问信息交互的无线通信技术。它除了具有高可靠性、易用性、低能耗等特点外，还具有较强的抗干扰性和实时性，能以较低的投资和使用成本获取工业现场的重要控制参数和实时数据，从而实现对工业生产流程进行监控和管理⋯。基于IEEE802．15．4标准的用于工业过程测量、监视与控制的无线网络系统(wirelessnetworksfori

6、ndustrialautomation—processautomation，WIA-PA)，其特点是近距离、低复杂度、低功耗和低数据传输速率口1。在WIA．PA工业无线网络中，无线网关不仅是整个网络资源、数据、设备仪表的管理者，而且还负责协议的转换以及将WIA．PA无线设备网络和远程工业控制网络连接，使得远程工业控制网络中的上位机可以实时地监控工业现场设备仪表po。因此，无线网关在工业无线网络中是必不可少的。国家863基金资助项目(编号：2007AA041201—7)。修改稿收到日期：2011—05—21。第一作者李巧(1987一)，女，现为西南大学计算

7、机应用技术专业在读硕士研究生；主要从事计算智能与计算机控制系统的研究。1无线网关概述1．1传统无线网关与WlA-PA无线网关目前，工业无线网络中使用的无线网关主要采用802．1lb、GPRS、蓝牙等通信技术，成本高、功耗小、移动性差以及安全性弱等特点限制了这类传统网关的应用H。o。本文设计的基于WIA—PA的无线网关通信技术可以较大程度地改进这些性能。与ZigBee无线网关技术相比∞1，WIA．PA无线网关以其通信的高度确定性、较强的抗干扰能力等优点，更适合应用于工业无线网络。在功能方面，传统网关主要完成协议转换和部分系统管理功能，而WIA—PA无线网关

8、作为无线网络接入有线网络的连接部件，除了具备传统网关的功能外，还具备一些特有的功