工业自动化领域的通讯协议种类繁多导致支持不同协议标准的设备集成困难,同时从现场级设备到企业级网络的贯通也需要复杂的逐级调试。论文提出了一种支持嵌入式OPC UA功能的基于TDMA的工业无线传感器网络(IWSN)通用架构,从工业现场设备的数据采集到互联网的管理平台,实现互联网与工业物联网在传输机制上和语义信息层面上的统一。论文首先对工业无线传感器网络各层协议和OPC UA在传统金字塔模型中的应用进行分析,提出在工业无线传感器网络中集成OPC UA功能的整体融合架构。在这个架构下设计支持OPC UA功能的工业无线传感器节点和无线网关,在无线传感器节点上设计映射管理模块以及嵌入式的OPC UA服务器,以实现对底层设备的统一管理。其次对支持OPC UA的无线传感器网络系统进行实现。无线传感器节点收发模块得到的不同协议格式的消息,经过映射管理模块转换成统一格式,在服务端地址空间进行统一管理。工业无线传感器节点基于嵌入式LPC1769开发,并在OPC UA SDK基础上开发OPC UA的C/S功能组件。在网络架构实现的基础上,论文设计并开发针对工业现场的工艺流程监控管理平台。平台实现了设备状态监控、实时数据采集和简单工艺流程配置管理的功能,工艺流程管理模块使用了 Activiti工作流引擎。最后,论文通过对无线传感器节点入网以及OPCUA服务器的地址空间访问、读/写操作以及监控服务等功能测试,验证了本文提出的与OPC UA技术融合的新型工工业无线传感器网络。同时论文测试并验证了工艺流程管理平台各模块功能。