本文主要是为了开发设计出一款具有实时采集、缓存管理现场生产数据,支持不同设备间数据互联互通等功能的嵌入式工业通信网关服务器,同时基于OPC规范,实现工业通信网关的采集数据接口技术和对外服务接口技术,实现OPC服务器和客户端应用高度集成,以此大大提高工业控制系统的通信效率和通信可靠性。本文梳理了工业控制系统发展历程,阐明了课题研究意义;详细论述了OPC技术、嵌入式技术等前沿技术的发展现状、特征以及在工业控制系统中的应用;具体而全面地分析了工业通信网关的功能需求,系统总结了功能需求分析的主要内容,从而为后续嵌入式网关服务器的设计提供依据和指导;从工作流程、数据流、服务方式三大板块着手,对通信网关服务器进行整体设计,同时系统研究与分析了最新OPCUA架构,以期为该服务器提供技术支撑;针对所开发设计的通信网关服务器,利用相关的技术对其功能与运行情况进行测试,检查其使用效果及其在工业生产现场的使用现状。本文基于LRT算法对实时通信资源分配算法进行优化,并设计了上下行通信资源分配优化方案,通过对该方案的仿真测试可知,下行通信资源分配,资源块部分的节点可以高效的传输数据包。首个时隙只有网关能够对数据包进行广播,其子节点无法对这个时隙内的资源进行应用,进而导致这个时隙第二个信道没有节点能够进行应用,然而针对规模偏大的工业无线网络而言,资源浪费是难以完全避免的;上行通信资源分配,各资源块的节点表示对LRT达到极小值的数据包进行调用,第14个时隙、第二个信道都不存在调度的情况,这很大程度上是拓扑结构导致的。另外,节点13不存在任何兄弟节点,而且其父节点9也不具有兄弟节点,如此就导致数据包汇聚的时候形成一定的浪费,此类问题通常情况下发生于工业无线网络的边缘,针对规模相对较大的工业无线网络来说,一定程度的资源浪费是难以避免的。第15个时隙、第2个信道也并未出现调度的情况,这是由于数据包彻底聚拢于网关节点。