本文關(guān)鍵詞：工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由及通信調(diào)度的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《浙江大學(xué)》 2014年

工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由及通信調(diào)度的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化

何之棟  

【摘要】：與有線工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)相比,工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有布線成本低、組網(wǎng)靈活、易于安裝和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn),因此在國(guó)內(nèi)外工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)及控制領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的重視和應(yīng)用。本文以WirelessHART為主要研究對(duì)象,分析工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求,研究其中的關(guān)鍵技術(shù),包括路由管理方法及通信調(diào)度方法,進(jìn)而設(shè)計(jì)具體方案并進(jìn)行相關(guān)仿真測(cè)試及實(shí)驗(yàn)分析。本文主要內(nèi)容包括： 針對(duì)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可靠性需求,設(shè)計(jì)了一種基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多路徑圖路由方法。根據(jù)不同階段的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)采用相應(yīng)路由算法：在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓A段采用一種網(wǎng)絡(luò)局部調(diào)整的路由算法,只針對(duì)變更鏈路做出調(diào)整,不影響網(wǎng)絡(luò)其他設(shè)備,從而避免全局網(wǎng)絡(luò)頻繁調(diào)整,加快網(wǎng)絡(luò)收斂；在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞�(wěn)定時(shí)采用一種均衡路由算法,即根據(jù)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備狀態(tài),針對(duì)實(shí)時(shí)性及負(fù)載均衡需求進(jìn)行全局優(yōu)化。仿真結(jié)果表明,基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多路徑圖路由方法保證了網(wǎng)絡(luò)路由可靠性并實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。 針對(duì)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度的應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)了基于信道優(yōu)先搜索的通信調(diào)度方法。其中,為了保證優(yōu)先級(jí)較高任務(wù)的實(shí)時(shí)性,設(shè)計(jì)了預(yù)留時(shí)隙調(diào)度策略,對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理及控制任務(wù)能保障通信資源的優(yōu)先分配,避免被連續(xù)多個(gè)時(shí)隙被優(yōu)先級(jí)較低的數(shù)據(jù)上傳任務(wù)所擠占而導(dǎo)致的調(diào)度延遲；其次為使定長(zhǎng)超幀兼容不同數(shù)據(jù)刷新率,設(shè)計(jì)了超幀循環(huán)拼接策略,簡(jiǎn)化超幀管理,提高網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備兼容性。仿真分析表明,預(yù)留時(shí)隙策略可以保證重要管理任務(wù)調(diào)度的實(shí)時(shí)性。此外,本文在嵌入式平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的通信調(diào)度方法,對(duì)相關(guān)通信調(diào)度服務(wù)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的可行性。 研究了工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由及調(diào)度聯(lián)合優(yōu)化方法,運(yùn)用極值動(dòng)力學(xué)方法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路由及通信調(diào)度問(wèn)題。以網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性及網(wǎng)絡(luò)壽命為優(yōu)化目標(biāo),建立符合工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)特性和需求的整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題模型�；跇O值優(yōu)化方法,設(shè)計(jì)優(yōu)化算法步驟、選取適值函數(shù)并設(shè)計(jì)變異規(guī)則,并將其應(yīng)用于求解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度問(wèn)題。數(shù)值算例結(jié)果表明,使用本文算法能快速有效地達(dá)到優(yōu)化目標(biāo),即延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命,降低數(shù)據(jù)延時(shí)；并通過(guò)仿真分析了兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的權(quán)衡關(guān)系,在工程應(yīng)用中可根據(jù)具體需求靈活配置。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

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本文編號(hào)：204617