工業(yè)控制WSN匯聚節(jié)點可靠性設(shè)計

　　0引言
　　
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，然而應(yīng)用環(huán)境（如電力系統(tǒng)、機(jī)械制造等行業(yè)）對網(wǎng)絡(luò)可靠性要求相對較高。匯聚節(jié)點是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點，作為WSN內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與管理節(jié)點的接口，連接傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet等外部網(wǎng)絡(luò)，一旦發(fā)生故障，數(shù)據(jù)傳送就會被中斷。　　文中在一般匯聚節(jié)點結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提出一種關(guān)鍵部件余度配置并具有重發(fā)機(jī)制的雙處理器匯聚節(jié)點可靠性設(shè)計方法，通過硬件和軟件雙方面的設(shè)計，提高匯聚節(jié)點的可靠性。
　　
　　1.典型WSN基本結(jié)構(gòu)
　　
　　根據(jù)WSN在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用特點，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有較高的實時性和可靠性，圖1是一種結(jié)構(gòu)相對簡單的典型網(wǎng)絡(luò)（應(yīng)用于生產(chǎn)車問、變電站等場所）
　　
　　網(wǎng)絡(luò)由m個子網(wǎng)組成，每個子網(wǎng)采用若干傳感節(jié)點和一個匯聚節(jié)點組成的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，子網(wǎng)間各匯聚節(jié)點以多跳方式將子網(wǎng)信息傳送到監(jiān)控中心。
　　
　　2.節(jié)點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　
　　WSN匯聚節(jié)點一般由處理器、無線通信和能量供應(yīng)等功能單元組成。處理器單元負(fù)責(zé)控制整個匯聚節(jié)點的操作，存儲和處理其他節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù);無線通信單元負(fù)責(zé)與其他節(jié)點進(jìn)行無線通信，交換控制信息和收發(fā)信息數(shù)據(jù);能量供應(yīng)單元為整個節(jié)點提供運行所需的能量，通常采用能量有限的電池供電。文中在節(jié)點基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上融入備件思想，對處理單元及無線收發(fā)單元這兩個關(guān)鍵部件冗余配置，并加入監(jiān)測單元，形成雙處理器帶監(jiān)測功能的匯聚節(jié)點。