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伴随着物联网、"互联网+"的蓬勃发展,一批新兴产业由此运应而生。在极大地改变了我们生活的同时,也对原有的技术提出了挑战,网络通信技术首当其冲。物联网应用场景广泛使用近距离无线通信技术,此类技术的链路层多基于IEEE802.11和IEEE802.15.4协议。Wi-Fi设备是一种典型的基于IEEE802.11协议的典型产品,具有传输速率高,相对于其它近距离无线通信技术距离远的优点,在民用领域被广泛使用。但是其链路层侦听、退避、重传机制决定了该机制的实时性无法得到保证,而实时性是物联网的一个关键性技术指标。IEEE802.15.4协议保证数据的高可靠性传输,缺点是最高传输速率仅有250kbps,在数据通信量较少的工业控制领域中应用较多。TDMA协议中,数据的发送仅受时钟控制,节点之间不会同时发送数据而相互碰撞,是解决Wi-Fi实时性不足问题的主要手段。本文选择在IEEE802.11硬件平台上设计并实现TDMA协议,以满足多种协议、设备共存的混合网络中高速率、高实时性通信的需求。另一方面,网络中大部分数据对实时性需求并不高,为同时满足实时和非实时数据的发送需求,同时充分利用硬件性能,本文设计了一种新的传输调度机制。这种调度机制能够根据当前时隙类型,选择不同的数据传输方式。本文主要工作如下:(1)研究了 IEEE802.11协议MAC层的CSMA/CA机制,分析了其造成传输时延不确定性的因素,结合TDMA协议的设计需求,在开源网卡驱动中对该问题予以修复。在此基础上,设计了 IEEE802.11硬件平台的TDMA协议,分析了其时钟同步、时隙调度、时隙大小设置等原理和方法。将修改好的协议,编译进Linux操作系统内核并移植到开发板中,在实验室环境中验证了 TDMA协议的正确性,并测试了其传输时延、可靠性等性能指标。实验结果表明,新协议在保证95%传输可靠性的同时能保证短帧中有95.4%,长帧中的89.97%能在2ms内发送完成,传输时延远低于原有的IEEE802.11 协议。(2)针对混合网络中不同类型的数据有不同的传输要求这一问题,本文在上述TDMA协议的基础上设计一种新的时隙调度机制,既能保证实时性数据的及时传输,又能兼顾采用CSMA/CA机制完成非实时数据帧的高速率传输。实验表明,该系统能及时有效地根据时隙类型完成发送机制的切换。