随着电子信息、计算机和智能控制等高新技术与工业制造技术的深度融合,工业生产正大踏步地进入“工业4.0”时代。坚强的通信设施是制造业升级的关键,而现有工业通信方式由于实时性差、网络建设复杂、维护困难等缺点不能满足“工业4.0”的建设要求。因此,构建一套安全可靠、实时高效、节能环保、成本低、易用性强的通信设施是传统制造业转型升级过程中迫切需要解决的一项难题。HomePlug标准是“家庭插电联盟”制订的一系列电力线通信规范,针对传统工业通信方式的不足,提出将基于HomePlug标准的宽带电力线载波技术应用于工业通信中研究工业物联控制节点。首先,在对制造工业发展历程回顾的基础上,调查了工业控制和电力线通信的国内外研究进展,并对物联网技术在工业控制领域的应用做了深入分析,结果表明基于电力线通信的物联网系统在工业通信领域具有显著优势。其次,通过对电力载波芯片的通信速率、抗噪性能等技术指标的分析,选用HomePlug标准的高通QCA系列芯片作为电力线载波主控制芯片,Cortex-M3内核的32位芯片STM32F103VET6作为现场数据采集、设备控制的主控芯片,设计了工业物联控制节点,并对外围电路、通信规约和设备接口等进行了设计。再次,在考虑降低工业控制节点功耗、提高通信稳定性的基础上,研究了一种基于HomePlug标准的资源分配算法,降低载波芯片功耗,营造一个稳固坚强的通信网络,保障了上位机对每个节点的实时监控。最后,对设计的控制节点进行性能测试,结果表明基于宽带电力载波技术的工业控制节点对建立高速、双向、实时的工厂通信系统具有重要意义,对构建高效节能的、绿色环保的智能工厂具有一定的参考价值。