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2.3 网关节点设计
终端节点处理完智能仪表和二次仪表的相关数据之后，通过发送模块发送数据，网关节点负责接收所有终端节点发过来的数据，再把数据传送给上位机中，上位机的监控软件（如组态软件）对这些数据进行进一步的处理。这里有一个关键的问题就是网关节点与上位机的可靠性通信问题。一般使用成熟的现场总线模式来实现网关节点与电脑之间的通信，如Modbus总线协议。网关节点及其相关模块如图7所示。
2.3.1 Modbus现场总线协议设计
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。在其他网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
Modbus协议主要分为ASCII和RTU两种。本文采用RTU的方式，其信息帧格式如表1所示。
当控制器设为在Modbus网络上以远程终端单元模式通信时，在消息中的每个8 bit的字节包含2个4 bit的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。
代码系统：8位二进制，十六进制数0…9,A…F.
消息中的每个8位域都是由2个十六进制字符组成。
每个字节的位：1个起始位；8个数据位，最小的有效位先发送；1个奇偶校验位；1个停止位，2个bit;错误检测域；CRC（循环冗长检测）。
2.3.2 组态软件设计
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。
三维力控组态软件是国产监控组态软件唯一的完整的冗余与热备体系设计，完整的分布式网络结构；支持控制设备冗余、多重网络冗余，多客户端冗余、冗余的主从站都可以操作；人机监控图形界面与过程数据处理分离，内置独立的实时历史数据库。
方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量。
高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时，访问吞吐量可达到20 000次/s.
强大的分布式报警、事件处理能力，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性。
全新的、灵活的报表设计工具提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板。
支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。全新的高性能实时、历史数据库。
3 实验结果
以温度监测系统为例，本文采用上面提到的方案开发了一套如图1所示工业用的无线传感器网络，其实验结果如图8和图9所示。
本文重点介绍了工业无线传感器网络部分的实现。在已经实现工业无线传感器网络和节点间双向通信的前提下，很容易实现对工业设备的无线控制控制，包括继电器、I/O、开关控制、电机控制，只需要在软件和硬件上进行一些小的扩展就可以了。
