0 引言

    21世紀(jì)以來，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展日新月異。從工業(yè)現(xiàn)場總線到以太網(wǎng)，從傳統(tǒng)的以太網(wǎng)到工業(yè)以太網(wǎng)，從工業(yè)以太網(wǎng)到時間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time Sensitive Network，TSN)，從時間敏感網(wǎng)絡(luò)再到無線-TSN技術(shù)，每一次技術(shù)革命都蘊含著通信技術(shù)的飛躍。當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心是TSN。TSN通過加入時間同步機制、流量整形機制以及排隊轉(zhuǎn)發(fā)機制，使不同業(yè)務(wù)的流量同時在一個網(wǎng)絡(luò)中流轉(zhuǎn)，同時能保證實時流量的確定性傳輸^[1-2]。然而傳統(tǒng)的TSN技術(shù)主要集中在有線傳輸領(lǐng)域，有線組網(wǎng)有建設(shè)周期長、成本高、缺少靈活性等缺點。所以TSN與無線技術(shù)的融合成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點。5G技術(shù)和WiFi技術(shù)成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的最適合與TSN融合的兩種候選技術(shù)，但是目前并沒有實際落地的產(chǎn)品和方案^[3-5]。

    物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，其核心技術(shù)為無線通信。本世紀(jì)初，無線通信技術(shù)開始蓬勃發(fā)展，逐漸走進工業(yè)控制領(lǐng)域，為萬物互聯(lián)提供了新的手段。無線技術(shù)可以為端到端的通信設(shè)備提供靈活、低成本的組網(wǎng)環(huán)境。然而，無線通信方案也有其不足：由于信道的復(fù)雜，無線通信缺乏時間確定性的機制。目前在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界，應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的無線組網(wǎng)方案還比較少見^[6-7]。如何實現(xiàn)時間確定和低時延的無線-TSN混合網(wǎng)絡(luò)，進行數(shù)據(jù)的可靠傳輸，這成為工業(yè)界的研究熱點。

    李眾和王鵬澄等人設(shè)計了一種基于ZigBee、WiFi、以太網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)采用STM32和CC2530雙處理器架構(gòu)。其中，硬件部分的STM32作為主處理器進行不同網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，軟件部分移植了LwIP精簡TCP/IP協(xié)議。該研究用軟硬件協(xié)同的方式實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)^[8]。

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作者信息：

王  博，王雪迪，時廣軼，嚴(yán)  偉

(北京大學(xué) 軟件與微電子學(xué)院，北京102627)