工业无线网络技术是具有高实时性、高可靠性的一类无线传感器网络技术,能以较低的投资成本获取工业现场的重要控制参数和实时数据,从而实现对工业生产流程进行监控和管理。工业无线网络在降低生产成本的同时极大地提高了生产效率,将工业领域带入了全新发展阶段。而工业无线网络网关作为无线网络与外部网络(如以太网)之间的中枢,负责工业现场数据采集和处理。随着研究的深入,网络协议、网络拓扑控制、时间同步、定位技术、资源分配等核心问题都处在研究热潮中。本文通过对一种系统的研究,设计实现了一种具有节点自动定位功能的低成本、低功耗工业无线网络网关。此外,网关还具有资源分配、拓扑生成以及时间同步等核心功能,资源分配功能可以提高无线网络通信和数据传输效率;拓扑生成功能可以形成不同路由信息,改善链路质量;时间同步功能是保证无线网络正常工作的前提。论文首先根据项目需求,针对无线网络、网关以及远程监控中心三部分,对工业无线网络进行了整体的功能研究,明确了该工业无线网络网关总体方案,实现了数据通信、协议转换以及定位功能为主的网络管理功能,此外搭建嵌入式网关开发平台。然后对网关和传感器节点的硬件进行设计和选取。网关硬件采用了基于Cortex-A8核心处理器的REAL210 V6.2嵌入式开发板,ARM芯片处理器相较于51系列单片机芯片具有更高的数据处理速度和功能支持。传感器节点采用了STM32F103C8T6微处理器,STM32系列是专为高性能、低成本、低功耗的嵌入式开发设计的ARM Cortex-0内核。紧接着研究和设计了以节点定位功能为主的网络管理功能,包括工业无线网络时间同步、拓扑生成、资源分配以及节点定位等功能。最后对网关核心功能进行了测试。重点测试了节点定位功能,包括不同节点距离层级模型定位、分层步距、通信信号干扰以及节点分布情况等对定位功能的影响;此外还测试了同步方案的精度、拓扑生成以及资源分配功能。测试验证了网关相关功能的有效性和其低功耗、低成本的特性,可以广泛地应用在设备定位或现场数据采集监测等场合,如工业生产区域内移动设备的实时定位或数据监控。