工业控制WSN汇聚节点可靠性设计.pdfVIP

2010在 仪 表 技 术 与 传 感 器 20l0 第 10期 Instrument Technique and Sensor No．10 工业控制 WSN汇聚节点可靠性设计 陈 婷，张荣标，楚田田，沈 卓 (江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江 212013) 摘要：无线传感器网络(WSN)可靠性设计是将其应用于工业控制领域中的关键，提高网络汇聚节点的可靠性尤为重 要。在汇聚节点基本结构基础上 ，结合硬件和软件双方面的优势，设计了一种基于MSP430单片机和 CC2430的双处理器 汇聚节点，在确保低功耗的同时，提高工业控制无线传感器网络汇聚节点的工作可靠性。 关键词：无线传感器网络；汇聚节点；可靠性；MSP430；CC2430 中图分类号：TP393 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002—1841(2010)1O～0039—03 ReliabilityDesignofSinkNodein IndustrialControlW SN CHEN Ting，ZHANG Rong—biao，CHU Tian—tian，SHEN Zhuo (SchoolofElectricalandInformationEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China) Abstract：Reliabilitydesignforwirelesssensornetworks(WSN)isakeytoapplicationinindustrialcontrolfieldandimpro— vingthereliabilityofmainnodeinnetworkisparticularlyimportant．Combiningtheadvantagesofsoftwareandhardware，adual— processorsinknodebasedonMSP430andCC2430wasdesignedonthebasisofthebasicstructure．Itincreasestheworkingrelia- bilityofsinknodeinindustrialcontrolWSN whileensuringlowpowerconsumption． Keywords：wirelesssensornetworks；sinknode；reliability；MSP430；CC2430 0 引言 单元组成…。处理器单元负责控制整个汇聚节点的操作 ，存储 无线传感器网络在工业控制领域具有广泛的应用前景 ，然 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 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 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 相对较高。汇聚节点是无线传感器网络的核心节点，作为WSN 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 内部网络与管理节点的接 口，连接传感器网络与 Internet等外 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 部网络…，一旦发生故障，数据传送就会被中断。 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 文中在一般汇聚节点结构基础上，提出一种关键部件余度 成双处理器带监测功能的汇聚节点，节点体系结构如图2所 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 不 。 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