工业无线传感器网络(Industrial Wireless Sensor Network,IWSN)因传感器种类繁多、多种通讯网络共存以及复杂场景又被称为“混杂工业传感器网络”,是实施工业4.0智能制造的重要基础。论文围绕混杂工业无线传感器网络动态路由规划及可靠性开展系统深入的研究,完成的主要工作及创新内容如下:(1)针对传感器节点和链路的随机失效而引起的网络拓扑和网络覆盖度的动态变化问题,从网络拓扑演化和重构入手来研究混杂工业无线传感器网络路由可靠性及其规划设计方法;基于无标度网络和小世界网络特性,构建了一种工业场景无线传感器网络拓扑演化模型,可提升网络的传输性能和抗毁性能。(2)针对工业无线传感器网络缺乏灵活扩展管理方法的问题,利用软件自定义技术在大规模网络应用和灵活扩展方面的优势,通过虚拟化映射技术在节点管理中的应用,以及基于软件定义网络、网络管理控制和数据包转发相分离的特点,构建了一种软件自定义工业无线传感器网络框架,以解决大规模网络管理、规模伸缩和网络覆盖的问题。(3)针对工业无线传感器网络缺乏对移动终端智能调度和数据传输模型研究的现状,分析了实际工业环境中的移动智能元素,通过建立任务调度模型,利用移动智能元素服务于工业无线传感器网络的数据传输。本方案引入工业场景中常见设备AGV(Automated Guided Vehicle)作为智能移动体,并充分考虑工业调度任务的特点和复杂的生产环境,构造出一种具有启发式的任务调度模型;针对单个或多个节点失效的情形,设计“临时链路”和“移动摆渡”传输方法,来提升路由传输链路的完整性。(4)针对传统无线传感器网络路由协议在工业场景中的应用弊端,本文在混杂工业无线传感器网络框架的基础上,结合移动设备(AGV)的任务驱动调度模型和AGV的运动轨迹,设计了一个工业场景下协同工作的路由算法。通过仿真实验,从评估丢包率、收包率、延时时间、吞吐量和能耗问题的角度去验证网络数据传输的可靠性。实验结果证明,在移动节点的移动过程中应用该启发式解决方案,可增加无线传感器网络数据的多路传输,修复网络数据传输路径,达到提升无线传感器数据网络传输性能的效果。