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工业无线传感器网络应用中需要解决以下几个问题:第一,工业环境复杂,外部干扰和多径衰落现象给网络可靠性带来更大威胁;第二,工业应用对实时性要求严格;第三,无线传感器节点能量受限。而高效的资源调度策略能够通过合理的分配时隙、信道资源等方式提高网络可靠性、降低数据传输延迟、减小传感器节点能量消耗。因此,资源调度策略的研究对于工业无线传感器网络的应用具有重要的现实意义。本文以降低数据传输过程中的功耗与延迟,增加网络容量为目标,针对工业无线网络中延迟约束的多种采样周期数据,研究工业无线传感器网络中的资源调度问题。本文的主要内容如下:1.深入研究了IEEE802.15.4e TSCH—低功耗、高可靠MAC层机制,分析了时间同步、信道跳频原理,以及TSCH确定性调度机制。2.针对工业物联网应用中延迟约束的多种采样周期数据调度问题,结合TSCH模式,提出了基于负载的多时隙帧(Multiple Slotframes)调度算法。算法基于快刷新率设备优先被调度的策略,以满足不同采样周期数据实时性需求;为解决网络中干扰、冲突问题,利用图论理论中的匹配和着色方法来实现通信资源确定性分配。仿真分析表明,算法可以保证数据传输的可靠性和实时性,并且能更加充分利用有限的通信资源,增加网络容量。3.给出了资源调度算法的实现方案,描述了资源调度算法实现的软硬件设计。于自主开发平台(MSP430+CC2420)上实现了网络同步、设备加入和通信资源调度。实验测试中通过功耗比较验证了利用多时隙帧对网络中多种采样周期数据进行资源调度可降低设备功耗、延长网络寿命;通过丢包率测试表明本文算法为网络提供较高的可靠性。综上,论文对面向工业物联网应用的TSCH模式的调度问题进行了较为深入的研究,提出了基于负载的多时隙帧调度算法,通过仿真分析和实验测试表明,算法能够充分利用通信资源增加网络容量,保证数据传输的实时性,具有较高的可靠性及低功耗性能。