无线通信领域的一次重大进步是将无线网络应用于工业控制自动化领域，与此同时，工业无线网络的标准化工作也在全世界积极的推行，一些单位和企业也致力于此课题的研究与开发工作，重庆邮电大学作为核心单位参与了ISA100.11a标准和WIA-PA标准的制定及协议栈开发工作。制定标准的一个重要目的是为了方便用户之间的互操作性，便于现场应用，因此，作为工业无线协议栈重要组成部分的应用层成为研究工业无线网络的关键问题之一。　　 本文首先对工业无线技术及三种主要的工业无线标准进行了简单的介绍，并介绍了论文的研究内容及其研究此课题的意义。本文在对工业无线标准的应用层进行深入的理解和分析的基础上，介绍了ISA100.11a应用层的主要研究内容，即应用层的对象建模思想、对象寻址、UAP管理功能、三种重要通信模式、ASL提供的七种服务等。结合作者在工业无线ISA100.11a网络中应用层和系统管理部分的协议开发工作，设计了基于状态机的应用层软件实现，并介绍了应用层几种关键技术的解决方案，其中：基于C/S通信模式的读、写、执行服务的实现，是网络高效可靠运行的基础；作为应用子层的高级管理，畸形包的处理和警报的结合便于系统更好的监控设备通信过程中出现的问题；DMAP中的对象与SMAP中的对象的确定性交互是实现系统管理功能的基础；应用层的通信服务质量是实现网络可靠运行的保障，它是在系统管理器分配Contract通信资源时分配的，本文主要针对的是工业无线领域中的重传技术及滑动窗口技术的设计与实现。　　 最后，结合软硬件平台提出了对上述关键技术的测试方案，并进行了测试验证与结果分析。测试结果表明，上述关键技术的实现完全符合ISA100.11a协议，系统运行稳定可靠，所提出的应用层关键技术解决方案具有较好的实用前景。