引 言
        基于对监控数据传输的实时性、数据接口的开放性以及数据链接的安全性的要求www.cechina.cn，国内外许多公司和研究机构开始研究并组建工业无线测控系统。ZigBee短程无线网通信技术以其数据传输安全可靠、组网简易灵活、设备成本低、电池寿命长等优势控制工程网版权所有，成为近年来业界的研究热点之一。美国仪表系统和自动化学会已成立工业无线标准委员会(ISA1OO)。该委员会专门致力于工业无线技术的标准化进程，预计2008年底出台正式标准。ISA100标准的制定目的是让工业无线设备以低复杂度、合理的成本和低功耗、适当的数据通信速率去支持工业现场应用。标准主要内容包括工业无线的网络构架、共存性、健壮性、与有线现场网络的互操作性等。本设计项目为一种工业无线网关，主要用于解决工业无线网络与有线网络的互操作性问题。
        1 ZigBee无线通信技术简介
        ZigBee技术是一个具有统一技术标准的短距离无线通信技术，该标准把低功耗、低速率传输、低成本、低复杂度作为重要目标。其物理层(PHY)和媒体访问控制层(MAC)协议基于IEEE802．15．4协议标准，网络层(NWK)和应用层(APS)由ZigBee联盟来制定。ZigBee技术定义其工作在*基金项目：国家863计划项目，基于802．15．4的智能仪表(编号2006AA040302-2)。2．4 GHz的ISM频段上，传输速率为20 kb／s～250 kb／s。基于ZigBee技术的通信设备有几十米的覆盖范围，也可以增加路由节点扩展覆盖范围CONTROL ENGINEERING China版权所有，因此比较适用于工业控制，远程控制等相关领域。ZigBee通信设备可自由灵活地加入和离开网络，自身的低功耗和低成本延长了设备的工作时间，降低了系统整体成本。
        2 工业无线网关模型设计
        2．1 需求分析
        目前工业中使用的无线网关主要采用802．11b、GPRS、蓝牙等通信技术，成本高、功耗高、移动性差以及安全性差等限制了这类传统网关的应用，采用ZigBee无线通信技术可以较大程度上改进这些性能。ZigBee无线网关因其技术优势在工业应用中可逐渐取代传统网关，目前已开始在小范围搭建工业测控系统进行测试应用。在功能上，传统网关主要完成协议转换及部分系统管理功能，而ZigBee无线网关作为无线网络接入有线网络的接入部件控制工程网版权所有，除了具备传统网关的功能外www.cechina.cn，还应具备一些特有的功能：具备对无线网络的管理功能，包括无线网络形成、无线设备加入和断开等管理功能；在协议转换方面，必须同时开发无线、有线协议，数据包在无线和有线间转换；为实现对无线网络的监测和控制，在无线和有线协议开发中必须考虑为上层提供相应服务及服务接口。
        2．2 通信模型设计
        基于以上分析，针对工业应用设计了一种用于接人工业以太网的无线网关。无线网关的通信模型如图1所示。

        通信模型主要包括以下3个方面：
        ①无线通信机制。现场设备与无线网关之间数据通信采用了ZigBee无线通信技术。ZigBee无线通信技术采用CSMA—CA接入方式，有效避免了无线电载波之间的冲突，保证了数据传输的可靠性。其MAC层和PHY层由IEEE802．15．4工作小组制定，NwK和APS则由ZigBee联盟来制定，其他部分——ZDO(ZigBee设备对象)和ZAO(ZigBee应用对象)，由用户根据不同应用来完成。
        ②以太网协议转换。无线网关的接入功能主要体现在协议转换，即将ZigBee无线通信协议转换为以太网有线协议，通过以太网接入控制网络。IEEE802．3 PHY和I