0引言
無線傳感器網絡在工業(yè)控制領域具有廣泛的應用前景,然而應用環(huán)境(如電力系統(tǒng)、機械制造等行業(yè))對網絡可靠性要求相對較高。匯聚節(jié)點是無線傳感器網絡的核心節(jié)點,作為WSN內部網絡與管理節(jié)點的接口,連接傳感器網絡與Internet等外部網絡,一旦發(fā)生故障,數(shù)據(jù)傳送就會被中斷。
文中在一般匯聚節(jié)點結構基礎上,提出一種關鍵部件余度配置并具有重發(fā)機制的雙處理器匯聚節(jié)點可靠性設計方法,通過硬件和軟件雙方面的設計,提高匯聚節(jié)點的可靠性。
1.典型WSN基本結構
根據(jù)WSN在工業(yè)控制領域中的應用特點,網絡應有較高的實時性和可靠性,圖1是一種結構相對簡單的典型網絡(應用于生產車問、變電站等場所)
網絡由m個子網組成,每個子網采用若干傳感節(jié)點和一個匯聚節(jié)點組成的星型網絡結構,子網間各匯聚節(jié)點以多跳方式將子網信息傳送到監(jiān)控中心。
2.節(jié)點系統(tǒng)結構設計
WSN匯聚節(jié)點一般由處理器、無線通信和能量供應等功能單元組成。處理器單元負責控制整個匯聚節(jié)點的操作,存儲和處理其他節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù);無線通信單元負責與其他節(jié)點進行無線通信,交換控制信息和收發(fā)信息數(shù)據(jù);能量供應單元為整個節(jié)點提供運行所需的能量,通常采用能量有限的電池供電。文中在節(jié)點基本結構基礎上融入備件思想,對處理單元及無線收發(fā)單元這兩個關鍵部件冗余配置,并加入監(jiān)測單元,形成雙處理器帶監(jiān)測功能的匯聚節(jié)點。