工业无线传感器网络(Industrial Wireless Sensor Networks,IWSNs)是物联网(Internet of Things,IoT)中重要分支之一,是一个包含许多无线节点的系统,这些节点通过射频通信的方式形成一个多跳、自组织的网络。由于其灵活性、易部署、低功耗等特点,己成为工业测控、自动化领域的研究热点之一。而数据采集主要是指一种从传感器或设备等数据源采集、识别和过滤数据的过程。目前工业领域数据采集系统在灵活性、覆盖性、实时性、数据服务等方面仍然面临着诸多挑战。本文将IWSNs应用于数据采集系统中,实现基于物联网的工业现场数据采集网络系统,并围绕软硬件模块化、双模传输、备份机制与数据统一服务等关键技术进行相关研究与实现。首先,对整个数据采集网络系统架构体系进行分析,将整个系统分为数据采集层、数据传输层、数据服务层。各层完成的主要设计和实现工作如下:在数据采集层,针对硬件接口与通信协议的差异性,在硬件上将采集节点分为通信模块、处理模块、接口模块,通过对接口模块的设计解决硬件接口的差异性,提高了硬件灵活性;在软件上将处理流程分为数据采集模块、数据处理模块、数据转发模块,设计实现了各个模块的工作流程并提供相应接口,通过对相应接口的扩展应对不同的通信协议,提高了可扩展性。在数据传输层,为了能够封装底层数据的差异性,实现上层的一致高效处理,采用MQTT实现了到数据服务层的统一数据格式发布;针对工业环境复杂性,基于OpenWrt设计实现了通过Internet及IWSNs的双模传输;针对IWSNs的高可用性,基于Keepalived、Heartbeat两种方式设计实现了网关及集中控制服务器的备份机制,实现及时切换。在数据服务层,采用消息发布订阅系统实现了数据的统一管理与服务,并针对Topic服务、数据接口服务、数据应用进行相应的设计与实现。最后,对本文所实现的数据采集网络系统中相应模块进行测试,验证了本文设计实现的数据采集网络系统的基本功能。研究成果对工业现场的设备具有测量、记录分析、实时监视等综合功能,对于工业的绿色生产具有重要意义。