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作为工业自动化领域研究热点的工业无线通信技术正处于突飞猛进的发展阶段,相关标准的制定工作受到国内外各大公司和机构的广泛重视。国际自动化协会(ISA)经过多年的努力,于2009年9月正式发布工业无线ISA100.11a标准。
路由技术关系到工业无线通信中的数据传输与网络管理,是整个无线网络数据通信的关键技术之一。本文对ISA100.11a标准及其路由协议进行研究与分析,设计并实现ISA100.11a网络DL子网路由协议;并在深入研究ISA100.11a网络管理机制与DL子网拓扑结构的基础上,自主研发适用于ISA100.11a网络DL子网的基于确定性调度的Mesh路由算法。主要内容有:
1)研究ISA100.11a网络体系结构、DL子网拓扑结构、设备角色、网络数据流程、路由方式分类与DLL层数据帧格式,以此作为设计路由协议的基础。
2)在设计并实现ISA100.11a协议栈DLL层状态机架构与DLL层接收状态机架构的基础上设计DL子网路由流程,开发DL子网路由协议。
3)研究ISA100.11a网络管理机制与Mesh拓扑结构特点,提出一种基于确定性调度的DL子网Mesh路由算法,并对算法进行测试与对比分析。
4)通过搭建实物测试平台,在ISA100.11a协议栈整体系统中测试DL子网路由协议,分别对整体系统、图路由与源路由进行测试与分析。
测试结果表明,本文所提出和实现的DL子网路由协议在ISA100.11a协议栈软件中能够可靠稳定的运行,协议完全符合ISA100.11a标准;推动了ISA100.11a标准的完善和发展。本文所提出的路由算法具有优良的性能和较低的运算复杂度,对于工业无线网络路由技术的应用与发展具有较大的参考价值。