工业控制WSN汇聚节点可靠性设计

　　0引言
　　
　　无线传感器网络在工业控制领域具有广泛的应用前景，然而应用环境（如电力系统、机械制造等行业）对网络可靠性要求相对较高。汇聚节点是无线传感器网络的核心节点，作为WSN内部网络与管理节点的接口，连接传感器网络与Internet等外部网络，一旦发生故障，数据传送就会被中断。　　文中在一般汇聚节点结构基础上，提出一种关键部件余度配置并具有重发机制的双处理器汇聚节点可靠性设计方法，通过硬件和软件双方面的设计，提高汇聚节点的可靠性。
　　
　　1.典型WSN基本结构
　　
　　根据WSN在工业控制领域中的应用特点，网络应有较高的实时性和可靠性，图1是一种结构相对简单的典型网络（应用于生产车问、变电站等场所）
　　
　　网络由m个子网组成，每个子网采用若干传感节点和一个汇聚节点组成的星型网络结构，子网间各汇聚节点以多跳方式将子网信息传送到监控中心。
　　
　　2.节点系统结构设计
　　
　　WSN汇聚节点一般由处理器、无线通信和能量供应等功能单元组成。处理器单元负责控制整个汇聚节点的操作，存储和处理其他节点发来的数据;无线通信单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制信息和收发信息数据;能量供应单元为整个节点提供运行所需的能量，通常采用能量有限的电池供电。文中在节点基本结构基础上融入备件思想，对处理单元及无线收发单元这两个关键部件冗余配置，并加入监测单元，形成双处理器带监测功能的汇聚节点。