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随着工业化与信息化的不断融合,一些新型的工业网络不断涌现,WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation,面向工业过程自动化的工业无线网络)和时间敏感网络(Time Sensitive Networking,TSN)是其中的典型代表。WIA-PA是我国自主制定的工业无线网络标准,具有方便部署、能耗低、实时性强、组网灵活、确定性传输等特点,已成为IEC的正式国际标准。TSN是IEEE 802.1工作组开发的一套改变了以太网不确定性的实时传输标准,能够实现周期性数据和非周期性数据、实时性数据和大容量的非实时性数据同时被传输。在实际的工厂网络中,网络往往由有线、无线等多种网络混合组成,无线网络已成为有线网络的有益补充,不同工业网络之间的协议转换问题愈来愈重要。但目前针对WIA-PA与TSN的研究主要集中在各自本身,还没有关于两个网络相互转换的研究,制约了这两种新型网络在实际工厂网络中的联合部署。鉴于此,本文研究和提出了WIA-PA网络与时间敏感网络转换机制,实现两个网络之间的协议转换与特性保持。论文的主要工作如下:1.调研分析WIA-PA网络与时间敏感网络的研究现状和关键技术,阅读TSN标准,研究WIA-PA协议栈的特性及实现方法,归纳总结WIA-PA网络与TSN相互转换需要解决的关键问题。2.提出基于数据流映射的WIA-PA网络与TSN转换机制。该机制包括优先级转换方法、流识别转换方法、地址转换方法、跨网时钟同步方法以及带宽预留方法;同时,所研究的转换机制支持IPv6。能够有效的实现WIA-PA与TSN之间的协议转换与互联互通。3.对所提出WIA-PA与TSN转换机制进行了实现。将转换机制的实现分为WIA-PA协调器单元、协议转换单元以及TSN转发单元。在协调器单元中实现WIA-PA数据的转发,并完成WIA-PA网内的时钟同步及与时钟源的时钟同步;在协议转换单元实现优先级转换、流识别转换、地址转换;在TSN转发单元实现TSN网内的时钟同步及带宽预留功能。4.基于WIA-PA通信设备、TSN交换机和相关软件平台,搭建协议转换测试系统,对所设计的方案进行了实验验证,并对结果进行了分析。测试结果表明,本文提出的WIA-PA网络与时间敏感网络的转换机制能够有效的实现两个网络数据流的相互转换和互联互通,并保持数据流优先级、流识别等网络特性;同时该转换机制在转换时间等方面都具有一定优势。本文的研究,对TSN与工业无线网络的部署和发展具有一定的参考价值。