随着工业规模的扩大和信息交互频率和数量的增加，迫切需要将现场采集到的大量的带有周期性、高实时、高带宽等需求的工业数据进程回传。基于此，在工业应用领域，由国际自动化学会(Internationally Society of Automation，ISA)首先提出了工业回程网的概念。它主要是指利用有线或无线的网络技术把音/视频、控制、传感等分布在工业现场的设备与设备控制中心进行互联形成的一种新型工业无线网络，是工业传感控制网络的重要组成部分。　　近年来，基于无线技术的工业传感控制网络取得了一系列的研究和应用进展。但在大规模工业应用中一般都是基于IEEE 802.15.4标准，无法满足日益增长的传输带宽需求。而IEEE 802.11可以提供相对高带宽的服务，但是传统的802.11无线网络是基于CSMA协议，无法提供可靠的实时性保障，这种特点制约了宽带无线网络在工业领域的应用。而基于IEEE 802.11的长距离WiFi (WIFI Long-Distance multi-hop，WiLD)网络则可以解决此问题。　　WiLD网络是指相邻节点间距离很长（长达几十到上百公里）的多跳无线WiFi网络。其节点采用大功率IEEE802.11无线网卡和高增益定向天线，以实现长距离信号的传输。采用收发状态切换的传输机制，具有带宽高、时延确定、成本低、覆盖广的优点，可以为工业信息的远距离回传提供支持。但由于WiLD网络设计之初是为了解决偏远地区的网络接入问题，没有专门针对工业高实时性、高带宽等需求的优化，所以本文在工业传输背景下，面向工业异构无线网络的传输需求，从节点部署和实时传输两个方面进行研究。主要研究当采用不同工业传输协议的网络做子网，由支持广域传输的WiLD无线网络做回程网时，回程网节点的部署和业务的实时传输技术，具体为:　　(1)在节点部署方面，针对实际布网过程中的遮挡问题，从节点部署位置的选择角度进行优化。由于厂区内现实环境的限制，网络中的节点往往只能部署在一些特定的区域。这样，在节点部署时，对于某些遮挡物无法有效避开，从而限制了网络的传输性能。因此，将回程网节点的选择问题归结为选址问题中的P-中值模型，以网络的吞吐量和建设费用为优化目标，以网络的实时性为约束，对网络的节点布置进行优化。针对网络规模较小的场景，利用分层遍历方法可以得到最优解;针对网络规模较大的场景，通过分层启发式方法及并行交互式方法求得近似解。　　(2)在节点部署方面，针对突发业务的带宽需求，从拓扑控制角度进行优化。为了应对在工业回程网传输过程中，由于子网的突发流量带宽需求的增长而使原来的WiLD回程网中继节点无法满足传输需求的情况，本文提出了基于动态拓扑的拓扑控制机制。通过基于最小支配集的建模方法对其进行建模分析，提出了可恢复带宽并减少干扰的动态功率控制方法来处理突发业务的带宽需求。　　(3)在实时传输技术研究方面，针对WiLD回程网节点的切换机制进行优化。研究分时机制下时隙的分配和切换机制，为工业应用中的高实时、周期性业务提供时延保障。以最小化带宽损失为目标，以全网业务的实时性为约束，求解使带宽损失最小的最大切换时间，即在保证时延的情况下，时间槽尽可能的长。分别通过基于分支定界的算法和启发式算法计算得到最优解和能够有效减少计算时间的近似解。　　(4)在实时传输技术研究方面，针对突发流量导致的网络拥塞，从业务调度方面进行优化。当网络部署节点部署设置完成后，网络性能已经确定。因此，本文首先分析了网络部署设置完成后的端到端时延，进而针对网络中由于业务突发导致网络拥塞的情况，提出了一种基于动态规划的实时业务调度算法。与以往的调度算法相比，该算法的不同在于:将动态规划的思想引入WiLD回程网的调度中，通过多阶段决策，选择最优链路接入顺序，为实时性业务提供保障。另外，由于采用动态的多阶段决策方法，可以兼顾不同优先级业务的实时性，保证多实时性业务的公平性。　　(5)进行了工业厂区的实验验证平台的搭建和回程网交换机的设计，对本文的部署和传输机制进行验证。从协议开发与配置的角度，提出构建基于IEEE 802.11的工业回程网传输架构的总体思路，并对现有的IEEE 802.11 MAC协议提出修改和配置方案的扩充，设计了时隙调度及队列调度的开发接口，以适应WiLD网络中的2P-MAC协议传输需求。最后，给出在现有的硬件平台上实现基于IEEE 802.11的工业无线回程网交换机的设计方法，并通过现场运行验证了其效果。