0引言
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,然而應(yīng)用環(huán)境(如電力系統(tǒng)、機(jī)械制造等行業(yè))對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性要求相對(duì)較高。匯聚節(jié)點(diǎn)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn),作為WSN內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與管理節(jié)點(diǎn)的接口,連接傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet等外部網(wǎng)絡(luò),一旦發(fā)生故障,數(shù)據(jù)傳送就會(huì)被中斷。
文中在一般匯聚節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,提出一種關(guān)鍵部件余度配置并具有重發(fā)機(jī)制的雙處理器匯聚節(jié)點(diǎn)可靠性設(shè)計(jì)方法,通過(guò)硬件和軟件雙方面的設(shè)計(jì),提高匯聚節(jié)點(diǎn)的可靠性。
1.典型WSN基本結(jié)構(gòu)
根據(jù)WSN在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有較高的實(shí)時(shí)性和可靠性,圖1是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的典型網(wǎng)絡(luò)(應(yīng)用于生產(chǎn)車問(wèn)、變電站等場(chǎng)所)
網(wǎng)絡(luò)由m個(gè)子網(wǎng)組成,每個(gè)子網(wǎng)采用若干傳感節(jié)點(diǎn)和一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)組成的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),子網(wǎng)間各匯聚節(jié)點(diǎn)以多跳方式將子網(wǎng)信息傳送到監(jiān)控中心。
2.節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
WSN匯聚節(jié)點(diǎn)一般由處理器、無(wú)線通信和能量供應(yīng)等功能單元組成。處理器單元負(fù)責(zé)控制整個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)的操作,存儲(chǔ)和處理其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù);無(wú)線通信單元負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線通信,交換控制信息和收發(fā)信息數(shù)據(jù);能量供應(yīng)單元為整個(gè)節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量,通常采用能量有限的電池供電。文中在節(jié)點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上融入備件思想,對(duì)處理單元及無(wú)線收發(fā)單元這兩個(gè)關(guān)鍵部件冗余配置,并加入監(jiān)測(cè)單元,形成雙處理器帶監(jiān)測(cè)功能的匯聚節(jié)點(diǎn)。