随着无线传感器网络技术的快速发展和日益成熟,无线技术走入了工业控制系统领域,并成为了工业控制系统研究的热点；工业无线技术拥有低成本、低功耗、部署简单等众多优点,拥有着广泛应用的前景。多个国家和企业纷纷加入到工业无线网络技术的研究和开发当中,并且研究出了国际认可的多个协议标准,其中WIA-PA标准作为拥有我国自主知识产权的工业无线网络标准的审批通过,表明了我国在工业无线网络技术的研究领域当中,已经处于技术领先的领先行业。工业无线网络WIA-PA作为一种新兴的技术,拥有高实时性、高可靠性、低功耗与低成本的特点,在各个方面研究不断走向成熟的同时,也依然存在传统无线网络所面临的技术难题,如网络能耗问题。在WIA-PA技术协议栈层次结构中,物理层和MAC层兼容IEEE802.]5.4协议,采用了TDMA等一系列节约网络能耗的设计,然而,对于采用自身携带电池供电、且更换电池不方便的WIA-PA网络节点来说,节点能量相当有限,需要尽可能节省可以节省的能量、尽可能去除不必要的能量消耗。本文作者在参与WIA-PA网络的研发工作中,对WIA-PA网络能量消耗问题进行深入研究,发现整个网络中节点采用恒定的功率发送消息会对传感器节点能量造成不必要地浪费,这会影响网络的生存周期。结合WIA-PA工业无线网络的特点和网络能耗需求,及不影响网络其他性能的前提下,在PCSMAC功率控制协议的基础上,提出了一种基于RSSI和SIR的非对称链路功率控制算法PCWIA(Power Control Protocol for WIA.PA based on RSSI and SIR),该算法考虑了信道中存在的干扰和无线链路的非对称性对功率控制的影响,根据节点间距离和无线链路质量动态地调整发送功率,尽量减少节点发送数据包所需的发送功率,进而减少节点的能量消耗,最终延长网络生存周期和提高网络的能量效率；并且由于减少了每个源节点在发送信号时的范围,因此通信节点间的相互干扰降低,从而也提高了网络的通信质量,最终提高网络的可靠性。本文首先从网络级功率控制、邻居节点级功率控制和独立节点级功率控制的角度分析了当前已有功率控制算法,并指出了这些协议或策略应用于WIA-PA所存在的不足。经研究分析发现只有PCSMAC协议计算最小发送功率的思想最接近于WIA-PA的网络特点。因此,作者在PCSMAC的基础上,基于WIA-PA网络的无线链路特点及对功率控制协议的要求,提出了一种基于RSSI.SIR和非对称链路的功率控制策略PCWIA.针对PCSMAC在计算最小发送功率时采用的链路衡量指标单一,计算出的最小发送功率准确度不够且对链路质量变化不敏感；并且基于无线链路的对称特性的假设前提不成立等问题,结合WIA-PA网络的特点,PCWIA的最优发送功率是基于综合的链路衡量指标,使得其准确度更好且对网络链路质量的变化及时应对,增强了功率控制策略的有效性和鲁棒性；并且考虑无线链路的非对称特性,防止了网络采用功率控制后无线链路不对称造成数据包的丢失,进而影响网络性能及网络的节能效果。最后,在本文利用NS2仿真软件所配置的网络环境下,理论上采用了功率控制策略PCWIA后的WIA-PA网络比没有采用功率控制的WIA-PA网络平均节约13%能量以上。仿真结果显示,采用PCWIA后比没有采用功率控制的WIA-PA网络节点剩余能量消耗高出了15.3%。理论分析与实验结果均表明,相对于PCSMAC而言,在不影响网络的实时性和可靠性的前提下,PCWIA更加节约了网络能耗和具有更强的鲁棒性,从而验证了PCWIA功率控制策略更加适用于WIA-PA网络。