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因工业无线技术可以有效的解决有线技术所未能解决的难题,工业无线通信技术被称为工业控制领域的革命性技术,是继现场总线之后工业控制领域的又一个热点技术,也是未来几年工业自动化产品新的增长点。为此,世界各国和国际组织都非常重视工业无线通信技术的研究与应用。如:美国能源部(DOE)在2004年发布的“未来工业计划”(IOF)中把工业无线通信技术列为其重要内容,并在美国仪器仪表协会(ISA)成立了ISA100工作委员会专门负责工业无线通信相关技术标准的制定。但目前工业无线通信尚有一些关键瓶颈问题尚未有效解决,其中多种工业无线通信方式的共存问题就是其中之一。
本文主要将工业无线环境中各种无线技术的共存技术作为研究的对象,在对主要的无线网络共存技术进行深入分析的基础上,将跳信道技术作为解决共存问题的切入点,通过对无线通信环境、多信道MAC协议、IEEE802.15.4协议及ZigBee技术进行深入研究,提出了基于IEEE802.15.4的工业无线网络自适应跳信道方案,并对IEEE802.15.4协议栈进行改进,在信标帧的载荷中添加了跳信道信息,以集中管理的方式将信道序列由协调器分配给设备。同时在IEEE802.15.4协议栈上实现了信道跳变、信道同步、坏信道清除等主要功能。最后,对IEEE802.15.4系统跳信道情况和802.11b干扰情况下的跳信道进行了测试,测试结果表明,本文提出并实现的共存方案能有效提高抗干扰能力、实现多种通信方式共存,达到了预期的结果。