基于自组织协议的一种工业现场WSN平台

冯绘丽，刘　辉，葛立峰

(安徽大学电气工程与自动化学院，安徽合肥　230601)

0　引言

在现代工业领域，工业现场信息的采集和获取成为自动化控制和生产的关键。传统工业现场组网大多使用有线介质，但一些特殊的工业环境不允许布线，并且该方式实现的网络不仅成本高、布线复杂、移动性差，还容易出现较高的故障率。因此，针对这种情况，设计容易使用、成本低、具有良好移动性的智能节点平台获得关注。目前，有许多标准化网络通信协议应用于工业无线传感网络[1]，如ZigBee协议[2]和蓝牙技术[3]，它们都具有组网方便、成本低等优点，但ZigBee协议复杂；蓝牙模块的传输距离较短。此外，还有自组织协议[4]的发展。自组织协议可以满足这些要求，且具有自稳定及可扩展的优点。因此，提出一种基于自组织协议的WSN平台的设计，通过自定义一系列通信协议来完成多个节点之间的组网，实现数据的多跳传送、接收，实现工业现场信息的实时采集。

1　智能节点的总体设计

工业现场的WSN平台由主节点、中继节点和数据节点构成，它们的硬件基本相同，但功能不同。图1为一个典型的智能节点结构，主要包括MSP430F149微处理器模块、Si4432[5]无线模块以及可以采集温度、湿度、位移等多种信号的传感器接口模块。

图1　智能节点的整体框架

针对3类节点分别设计3种程序，主节点与中继节点的程序类似，数据节点增加了数据的采集和A/D转换等功能。3类节点的工作过程是：一旦系统上电，各节点首先对自身的硬件和参数初始化。……