在纺织、化工、食品、水处理等行业中普遍使用了大量的传感器、执行器和控制器等来完成工业现场流程的监控和自动化。随着工厂生产自动化和管理信息化发展的要求,如何对这些节点进行有效的管理与监控成为人们研究的热门课题。本文针对目前传感器网络协议所存在的问题,提出了一种轻量级的单总线传感器网络协议,该协议由物理层、链路层、应用层三部分组成。其中在链路层中引入了帧类型和非破坏性逐位仲裁机制,显示区分事件、主从通讯、节点识别等消息及它们的优先级;而在应用层中引入了事件/动作模型,提供了一种独立于开发者和使用者、又具备扩展性的应用协议。在单总线传感器网络协议的基础上,本文研究如何实现上位机的实时监控和设置。因此,本课题的研究工作主要包括以下几个方面:1、研究与设计一个自定义轻量级的单总线传感器网络协议,使其能满足传感器网络节点存储资源少、计算简单、实时性要求高的特点。2、通过APRO控件实现网络串口通信,在此基础上实现上位机对下位机的监控和设置,包括总线复位、读取从节点表、设置节点通道状态、配置事件和动作信息以及读取下位机数据等。3、优化数据采集与处理过程,实现有关数据的采集、解析、安全、保存、刷新、显示和备份等功能。4、完成实时监控组件的设计,使得该组件与传感器节点一一对应,实时显示节点运行状态和数据等。5、设计与实现一个上位机监控系统。本课题的创新之处在于:在通信协议中引入事件/动作模型,将节点抽象为多个通道组成的对象,每个通道上定义了一些事件源和动作,通过节点事件和动作配置,从而减轻了主机的负担,提高了网络的响应速度。支持客户/服务器、发布方/接受方、源点/收点等多种通信模式,以及多线程和中断的数据访问方式,从而提高了数据采集的效率和组网的灵活性。引入了快速CRC和辅助信息相结合的校验方法,提高了采集数据的精度,并且实现了简单的故障诊断和错误处理机制。支持自定义参数的设置,满足不同开发商的需求。