工業控制WSN匯聚節點可靠性設計

　　0引言
　　
　　無線傳感器網絡在工業控制領域具有廣泛的應用前景，然而應用環境（如電力系統、機械制造等行業）對網絡可靠性要求相對較高。匯聚節點是無線傳感器網絡的核心節點，作為WSN內部網絡與管理節點的接口，連接傳感器網絡與Internet等外部網絡，一旦發生故障，數據傳送就會被中斷。　　文中在一般匯聚節點結構基礎上，提出一種關鍵部件余度配置并具有重發機制的雙處理器匯聚節點可靠性設計方法，通過硬件和軟件雙方面的設計，提高匯聚節點的可靠性。
　　
　　1.典型WSN基本結構
　　
　　根據WSN在工業控制領域中的應用特點，網絡應有較高的實時性和可靠性，圖1是一種結構相對簡單的典型網絡（應用于生產車問、變電站等場所）
　　
　　網絡由m個子網組成，每個子網采用若干傳感節點和一個匯聚節點組成的星型網絡結構，子網間各匯聚節點以多跳方式將子網信息傳送到監控中心。
　　
　　2.節點系統結構設計
　　
　　WSN匯聚節點一般由處理器、無線通信和能量供應等功能單元組成。處理器單元負責控制整個匯聚節點的操作，存儲和處理其他節點發來的數據;無線通信單元負責與其他節點進行無線通信，交換控制信息和收發信息數據;能量供應單元為整個節點提供運行所需的能量，通常采用能量有限的電池供電。文中在節點基本結構基礎上融入備件思想，對處理單元及無線收發單元這兩個關鍵部件冗余配置，并加入監測單元，形成雙處理器帶監測功能的匯聚節點。