高可靠实时工业无线网络中通信资源集中调度机制研究

项目名称： 高可靠实时工业无线网络中通信资源集中调度机制研究

项目编号： No.61201204

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 电子学与信息系统

项目作者： 杨冬

作者单位： 北京交通大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 基于无线传感器网络的工业无线技术已成为物联网最活跃的发展方向之一，有望成为继现场总线之后工业控制领域的又一革命性技术。由于工业环境的特殊性，现有依赖分布式算法的无线传感器网络技术无法满足工业应用的苛刻要求，集中控制设计思想开始受到关注。然而工业级的通信资源集中调度研究属交叉领域，涉及控制、优化、通信、计算机等多学科，算法设计复杂，研究成果匮乏。本项目研究工业无线网络协议栈中关键通信资源的集中调度算法，研究内容包括：在网络层，首次研究支持多路径、多度量标准的集中调度图路由协议；在数据链路层，首次提出支持超帧重调度、多超帧调度的时隙信道双重调度算法；在解决以上两层资源调度的基础上，深度发掘网络层图路由调度与数据链路层信道调度的跨层顺序依赖性，首次研究集中控制模式下工业无线网络全面跨层调度算法。本项目旨在发掘集中控制模式下无线网络设计面临的新问题，为实现高可靠实时工业无线网络奠定理论和技术基础。

中文关键词： 工业无线传感器网络；图路由；时隙调度；；

英文摘要： Industrial wireless sensor networks (IWSNs) is one of the most important applications of TOI, and it is also a very hot spot technology following fieldbus in industrial application field. Because of the extreme industrial environment, the current wireless sensor network using distributed algorithms cannot be applied to industrial production directly, and the design of centralized control is being considered. However, centralized control for industrial application belongs to cross-disciplinary, including control theory, optimization theory, communication theory and computer theory, so the algorithms design is complex and research is rare. This application studies the centralized scheduling algorithms in data link layer and network layer of IWSNs. In the network layer, a centralized scheduling graph routing protocol, supporting multi paths and multi metrics, will be originally researched. While in the data link layer, a dual scheduling algorithm for the time slot and the channel, which includes the superframe re-scheduling and multi superframe scheduling, will be first proposed. Based on the above studies, the application will further explore the cross-layer sequence dependence between the graph routing schedule in the network layer and the channel schedule in the data link layer, and deeply research the comprehen

英文关键词： industrial wireless sensor networks；graph routing；slot scheduling；；