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无线传感器网络在诸多方面优于有线网络,它提供了更低的成本和更加方便的网络组织形式,无线传感器网络在工业控制系统中的应用已经成为一种趋势。在工业中使用无线传感器网络,需要将它与原有的控制网络集成,通过两种网络的互联,使无线传感器网络作为原有网络的子网进行工作。因此,迫切的需要研究相关的集成技术并将其实现。在工业控制网络方面,工业以太网具有良好的开放性、兼容性,成为工业控制网络未来发展的趋势。本文以ZigBee无线传感器网络和Modbus/TCP工业以太网为例,进行无线传感器网络与工业以太网的集成研究。
本文首先综述了无线传感器网络和工业以太网的技术及其发展情况,提出了无线传感器网络与工业以太网的集成需要。接着,针对这种需要,提出了两种网络集成的技术思想和网络转换装置的设计方案。
然后,文章对装置的硬件平台设计与软件系统开发进行了具体阐述。网络转换装置的开发使用嵌入式系统技术。以ARM微处理器为核心,扩展以太网接口、无线通讯模块接口、串行通讯接口和人机交互等接口,完成装置的硬件平台开发。软件系统设计包括ARM的启动程序编写、嵌入式操作系统和网络协议栈的移植,无线模块和上位机的应用层程序编写。
本文设计的网络转换装置顺利运行,实现了无线传感器网络与工业以太网的集成。文章最后,对工作进行了总结,并提出未来的展望。