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无线传感网的IP化及在农业环境下的应用

发布时间:2018-08-20 17:09
【摘要】:无线传感网(WSN)是一种由大量微型传感器组成网络系统,它应用广泛,在智能家居、工业控制、医疗系统、军事监控等领域都能见到它的身影。但随着WSN的不断发展,一系列突出的问题也表现出来,比如WSN对大量IP地址的需求,WSN中大量节点的无状态自动连接以及配置,WSN中节点通信所涉及的寻址问题以及与互联网的融合等问题。为了解决以上这些难题,就必须实现WSN的IP化。WSN与IP网络是不同类型的网络,只有通过全IP方式才能实现两者的互联。而全IP方式的实现,则是通过添加适配层来实现的。针对这些问题,我们完成了基于6LoWPAN架构的无线传感网的IP化,也就是通过在数据链路层之上、网络层之下添加6LoWPAN适配层来实现它们的互联。该体系使用IPv6作为网络层协议,完全能够满足WSN对大量地址空间的需求;组网则是通过RPL来实现的,该路由协议不仅简单高效,而且能够支持节点的无状态自动发现及配置。在IP化的WSN中,我们最终实现了CoAP协议的应用,用户可以在浏览器上通过IPv6直接访问节点并控制节点,做到了远程对大量传感节点的直接管理。本文首先介绍了论文的研究背景和意义,然后对6LoWPAN、RPL以及CoAP进行了深入的学习和研究,在SM2530节点上成功移植了Contiki操作系统,并基于Contiki操作系统实现了WSN与IPv6的融合,最终将IP化了的节点应用于智慧农业项目中。经过实际的测试,使用IP化的无线传感节点能够不经过配置而自动加入网络,且用户可以在浏览器端通过IPv6寻址访问节点,直接获取节点的温度信息并控制节点。
[Abstract]:Wireless sensor network (WSN) is a network system composed of a large number of micro sensors. It is widely used in smart home, industrial control, medical system, military monitoring and other fields. However, with the continuous development of WSN, a series of outstanding problems also appear. For example, the requirement of WSN for a large number of IP addresses, such as the stateless automatic connection of a large number of nodes in the WSN, the addressing problems involved in configuring the communication between nodes in the WSN and the integration with the Internet, and so on. In order to solve these problems, it is necessary to realize the interconnection of WSN IP. WSN and IP network. And the implementation of all IP mode, is through the addition of adaptation layer to achieve. To solve these problems, we have completed the IP of wireless sensor network based on 6LoWPAN architecture, that is, we add 6LoWPAN adaptation layer above and below the data link layer to realize their interconnection. The architecture uses IPv6 as the network layer protocol, which can fully meet the needs of WSN for a large number of address spaces. The routing protocol is implemented through RPL. The routing protocol is not only simple and efficient, but also can support the stateless automatic discovery and configuration of nodes. In the IP WSN, we finally implement the application of CoAP protocol. Users can directly access and control the nodes through IPv6 in the browser, so that the remote management of a large number of sensor nodes can be achieved. This paper first introduces the research background and significance of the thesis, then deeply studies the 6LoWPAN RPL and CoAP, successfully transplanted the Contiki operating system on the SM2530 node, and realizes the fusion of WSN and IPv6 based on the Contiki operating system. Finally, the IP node is applied to the intelligent agriculture project. Through the actual test, the wireless sensor node using IP can join the network automatically without configuration, and the user can access the node through IPv6 in the browser, get the temperature information of the node directly and control the node.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN929.5;TP212.9;S126

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本文编号:2194374

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