摘 要

人类在进入新的世纪的今天，企业不仅面临了全球性的竞争和复杂且多变的发展环境，也同时面对以计算机技术为中心的信息技术带来的各种挑战和机遇。面对更加灵活多变的竞争者和更加激烈的竞争，企业对车间信息的掌握就变得极为重要。为了解决以上问题，本文提出一种组建车间信息传感网络的设计方法，对车间信息加以汇聚从而分析。本文研究的主要内容就是对生产车间中的环境参数，设备任务状况，设备状态参数，绩效参数等信息进行有效的管理传输和汇聚。应用当前社会现有的网络技术，把车间内上诉信息整合起来，形成一个整体的信息系统，来完成各部分数据和资源的整合，对于企业的发展和资源的利用非常有意义。

本文主要讨论生产车间信息传输汇聚网络的实现，该网络中各种机器或者环境因素通过wifi或者网线等传输方式将有效的信息传输汇聚给总机，由于传输的过程可能较远，在传输过程中使用无线桥联的技术，其中在传输过程中汇聚各路由器信息至服务器。最终各感知信息经传输通道到达服务器后，可通过处理和分析等手段得到有价值的内容提高生产效率。

关键词：无线传感器；无线网状网络；WiFi；工业以太网

Abstract

In the new century, mankind is not only facing global competition and complex and changing development environment, but also face the computer technology as the center of the information technology brought about by the various challenges and opportunities. Faced with more flexible competitors and more intense competition, business-to-workshop information becomes extremely important. In order to solve the above problems, this paper presents a set of workshop information sensor network design methods, the workshop information to be aggregated to analyze. The main content of this paper is to effectively manage the transmission and aggregation of environmental parameters, equipment task status, equipment status parameters and performance parameters in the production workshop. The application of the current social network technology, the workshop within the appeal of information together to form a whole information system to complete the integration of various data and resources for the development of enterprises and the use of resources is very meaningful.

This article mainly discusses the realization of the information transmission convergence network of the production workshop. The various machines or environmental factors in the network converge the effective information transmission to the switchboard through the transmission mode such as wifi or network cable. Since the transmission process may be far away, it is used in the transmission process Wireless bridging technology in which the router information is aggregated to the server during transmission. The final perception of information through the transmission channel to reach the server, through processing and analysis and other means to get valuable content to improve production efficiency.

Keywords:wirelesssensor;wirelessmeshnetwork;WiFi;industrialEthernet

目录

第1章 绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2信息传输汇聚网络的研究现状 1

1.2.1CPS的研究现状 1

1.2.2无线传感器网络的研究现状 2

1.2.3有线通信技术的研究现状 3

1.3本课题的主要研究内容 4

第2章 关于生产车间制造信息传输汇聚网络的原理 5

2.1生产车间环境概述 5

2.2无线局域网及基本组成构架 7

2.2.1无线局域网（WirelessLAN,WLAN） 7

2.2.2无线局域网的基本组成构架 7

2.2.3无线局域网的的基本设备简介 8

2.3 有线组网技术 9

2.3.1 标准以太网 9

2.3.2 交换机以太网 10

2.4无线桥接和无线中继 11

2.4.1 无线桥接 11

2.4.2 无线中继 11

第3章 生产车间制造信息传输汇聚网络的实现 13

3.1 基于传感器的环境参数采集与传输模块 14

3.2 基于有线传输的任务状况采集传输模块 15

3.3 基于无线传输的状态参数采集传输模块 16

3.4 绩效参数采集传输模块 18

3.5 基于无线桥接的信息传输汇聚网络 20

第4章 总结与展望 21

4.1 论文工作总结 21

4.2 研究工作展望 21

参考文献 23

附录 25

致 谢 32

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

在当前社会的制造业中，各种生产车间无论何时何地都在产生各种各样的信息，如制造装备的实时能耗，车间环境温度，设备运行参数和当前物料配方信息等，通过设计并建立车间的制造信息局部感知网络，可以将这些信息聚集传输至服务平台，并通过服务平台的分析挖掘等处理得到数据的价值从而提高生产效率等。实现信息传输汇聚对企业有这些好处：提高了企业的规划能力和对各种情况的应变能力；实现了企业统计生产情况只能依靠很多工人来统计向信息化管理的转变，增加了企业的效率和资源的利用率。

本文研究的目的就在于对车间中信息进行有效的管理传输和汇聚。应用当前社会现有的网络技术，可以把企业各部分的资源整合起来，形成一个整体的系统，来完成各部分数据和资源的整合，对于企业的发展和资源的利用非常有意义。生产车间实现信息传输汇聚有如下好处：

1. 增强了企业规划生产的能力，节约了大量资源，创造更多效益。

传统制造业主要通过市场的销量变化来规划生产，但是常常由于对自己车间的各种信息掌握不够导致生产与实际规划有很大出入。生产车间信息传输汇聚能够让企业时刻掌握车间的概况，从而做出合理的计划，为企业赢得更多利润。

1. 实现了企业从工人统计信息到信息自动化的转变，提高了工作效率。

传统车间统计制造信息常常通过大量工人来对设备检测和统计，本系统则通过搭建无线传感器网络，来自动统计制造信息，然后传输汇聚到服务器，并通过服务器分析挖掘等处理得到数据的价值从而提高生产效率等。

1.2信息传输汇聚网络的研究现状

1.2.1 CPS的研究现状

从2005年CPS提出到现在,信息物理融合系统的发展受到各个国家的大力支持,已经变成了科研探索的一个很热门的话题,受到了各行业的高度重视和很高的关注,有很深刻的发展意义。

（1）美国