工业无线技术是一种21世纪新兴的、面向设备间短程、低速率信息交互的无线通信技术,适合在恶劣的工业现场环境中使用,具有抗干扰能力强、超低能耗、实时通信等技术特征,是对现有无线技术在工业应用方向上的功能扩展和技术创新,是降低工业测控系统成本并提高工业测控系统应用范围的关键性技术。WirelessHART由HART基金会于2007年底推出,是第一个应用于工业自动化和控制系统的开放式无线Mesh网络通信协议。WirelessHART采用集中控制式网络结构,使用网络管理器对网络进行管理,使得网络同时拥有简单、可靠和安全三大优点。相对于无线自组网而言,拥有网络管理器的集中控制式网络能够全局掌握网络信息,因此更容易获得更加优化的网络路由,也更容易对网络通信资源进行集中调度,并且在超帧调度中网络通信的实时性可以得到很好的满足。此外,集中控制的网络有利于网络冲突的避免。最后,网络管理器的存在可以对网络进行在线管理和维护,实现节点的自动加入和离开。在集中控制式网络中,网络管理方案是网络能否高效运行的关键。本文主要研究WirelessHART的网络调度及管理方案。首先,本文研究了WirelessHART网络的路由算法,在对网络路由进行深入研究的基础上,针对Graph、Source、Broadcast等三种路由的不同特点,分别提出不同的实现算法。本文路由算法均以BFS算法为基础以保证所得路由具有路径最短的特点,并实现了WirelessHART特有的Graph路由跳间冗余特性。特别的,本文论证了Broadcast路由存在的必要并提出了其实现算法。其次,本文在认真分析WirelessHART网络通信资源调度机制及鲁棒性需求的基础上,提出了基于路由的超帧调度方案及实现算法。本文提出的结合路由的超帧调度思想,是协议栈设计中的跨层设计思想在网络管理层面的体现,具有使通信超帧和路由很好的结合的特点,从而能够在很大程度上提高网络鲁棒性、降低网络通信时延。此外,本文超帧算法能够很好的避免网络中可能存在的时隙冲突和信道干扰。第三,本文深入研究了从网络建立至网络撤销的整个网络生命过程中所需的各个网络维护任务,并提出了相应的解决方案。其中,对网络初始化和节点的自动加入及离开等问题进行了详细的研究,提出了合理并且简单易行的节点加入及离开方案。对网络中存在的拓扑结构监控、密钥更新、网络管理超帧的设计等其他管理及维护任务,在逐个提出解决方案之后,将其以合理的顺序安排在网络管理超帧中,通过通信时隙的共用降低了网络维护任务对通信资源的消耗,通过合理的顺序安排减小了各任务的执行时延。最后,本文以一个简单的网络为例,直观的说明本文所提的路由算法、超帧调度算法、以及网络管理及维护方案等的执行过程和结果。