论文总字数：25381字

摘 要

实时工业无线网络技术是工业无线网络领域中现在越来越为人所知的热门网络信息技术。在2008年的下旬，通信基金协会发布了协议标准，这个协议标准被用作无线网络标定设计准则而将它运用到工业现场中，网络有着别的网络不可比拟的稳定性（数据传输稳定）、实时性（数据传输快）以及可靠性（低丢包率）。尤其是在网络运用场景范围持续增大时随着路由以及路由决策的重要性日益凸显。良好的路由算法可以有效地减少传输延迟，提高数据包到达率，妥善处理网络拥塞。对于我自己的主要工作：

1. 实现了于仿真平台上开展的针对无线工业网络的图路由以及源路由的仿真比较探究，将这二者的可靠性以及实时性进行对比。

2. 的使用学习和软件协议的编译完成。在工业上所知的WirelessHART协议中，图路由的可靠性要高于源路由，因为图路由存在着备用路径可以让数据发送经过多条路径，从而取其总值。而源路由的实时性高于图路由，因为图路由的多条路径会导致数据发送存在排队等数据延迟问题，源路由只有一条路径自然效率高很多。

关键词：无线网络；WirelessHART协议；源路由；图路由。

Abstract

Real-time industrial wireless network technology is a popular network information tec- hnology that is now more and more known in the field of industrial wireless networks. In late 2008, the Communication Fund Association released the Wireless protocol standard, which was used as a wireless network calibration design guideline for industrial applications. The Wireless network has unmatched stability for other networks (data transmission is stable),rea- ltime (fast data transfer) and reliability (low packet loss rate).Especially as the range of Wire- less HART network applications continues to increase, the importance of routing and routing decisions becomes increasingly prominent. Good routing algorithm can effectively reduce tra- nsmission delay, improve packet arrival rate, and properly handle network congestion.

Main work of this paper:

1. Complete the simulation comparison study of the graph routing and source routing

of the wireless industrial network on the NS2 simulation platform, and compared their reliability and real-time performance.

1. The use of NS2 and the compilation of the software protocol are completed.

In the industry-known WirelessHART protocol, the reliability of graph routing is higher than that of source routing, because there are alternate paths in graph routing that allow data to be sent through multiple paths to take its total value. The real-time nature of source routing is higher than graph routing. Because multiple paths of graph routing can cause data delays such as queuing in data transmission, only one path of source routing is naturally more efficient.

KEY WORDS: Wireless network，WirelessHART protocol，Source routing，Graph routing.

目 录

摘 要 III

Abstract IV

第1章　绪 论 1

1.1 课题研究背景与意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3本文工作与论文结构 3

第2章 wirelessHART协议栈介绍 5

2.1 WirelessHART网络 5

2.2 WirelessHART协议栈概述 7

2.3 数据链路层 9

第3章 基于NS2的wirelesshart仿真设计 12

3.1 NS2软件介绍 13

3.2仿真程序总体设计 13

3.3 NS2中无线节点模型 16

第4章 路由协议的仿真实现 18

4.1图路由（Graph Routing）实现 18

4.2 源路由（Source Routing）实现 21

第5章 WirelessHART在NS2 中的仿真结果分析 23

5.1 NS2安装准备 30

5.2仿真结果 31

5.3结果分析 34

第6章　结　论 37

参考文献 38

致 谢 39

第1章　绪 论

课题研究背景与意义

近十几年来，工业无线网络的发展（IWN）越来越受到关注。与有线网络相比，无线工业网络可以替代电缆以降低成本，提高可扩展性，并在有线网络无法实现的特殊环境中连接设备。

尽管无线网络具备多种优点，然而，它们在应用的过程中也出现了诸多缺陷。首先是工业领域的特殊应用，要求无线技术具有极强的可靠性实时性以及安全性。尤其是在离散行业中，工作环境通常是温度极高、振动极强以及温差极大的环境。除此之外，金属设备在传输的时候易受干扰，信号引起反射。因此，工厂自动化控制需要更高的无线，更高的节点密度和更快的移动。

鉴于各种效益和面临的诸多问题，国内外许多工业国家正在开展相关研究。因此，对实时工业网络进行了研究。

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