基于6LoWPAN协议的物联网自组网平台研究与实现
发布时间：2021-01-09 15:44
基于IP网络技术,由电池供电,资源严格受限且要求低功耗的无线嵌入式设备是物联网发展的趋势之一。这些无线嵌入式设备采用分布式的方式大量部署,组成无线传感网络（WSN）。目前WSN采用的无线通信技术多为非IP的,其并不能实现节点与IP网络的通信,而6LoWPAN协议实现了 IEEE 802.15.4协议和IPv6协议的转换通信,其可运行在电池供电、资源受限的低功耗WSN无线嵌入式设备中,实现节点与IPv6网络的通信,是物联网发展的一个潜力点。但目前6LoWPAN协议的应用还处于初步阶段,相关的应用还不是很多。因此,研究基于6LOWPAN协议的物联网自组网平台设计具有重要的意义。本文首先对6LoWPAN网络的体系结构和协议栈进行研究。根据6LoWPAN网络的三种网络类型,即自组织的无IP网络通信、基本IP网络通信和具有本地服务器链路的IP网络通信,设计了一种在自组织网络通信网络类型基础上的基本IP网络通信的组网方案。在该组网方案的组建过程中,对网内节点和网关节点进行了软硬件设计。分析了现有的三种硬件设计方案,采用单芯片模型以降低成本和体积。在节点运行的软件方面,选择Contiki系统作为节点...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２?６Ｌ０ＷＰＡＮ协议栈参考模型??
两者之间的技术差异，６Ｌ０ＷＰＡＮ适配层技术指待解决编址、转发／路由、报头??压缩、分片／重组、多播等问题。??整个６ＬｏＷＰＡＮ适配层的功能模块如图２．５所示：??ＩＰｖ６网络层??报头压缩技术?：移动和路由??，?—．?．．?＿??异构网络互通??ＭＡＣ，转裏／路由―＾?＾?．．一一报文运发??一一地址编址—?ｒ其他功能??６ＬｏＷＰＡＮ适配层??ＩＥＥＥ?８０２．?１５．?４?ＭＡＣ？??图２．５?６Ｌ０ＷＰＡＮ适配层功能模块??Ｆｉｇ．２．５
—?＋??图２．１０?１６短地址的接口?ＩＤ值??Ｆｉｇ．２．１０?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ＩＤ?＼＾ｌｕｅｓ?ｆｏｒ?１６?Ｓｈｏｒｔ?Ａｄｄｒｅｓｓｅｓ??６Ｌ０ＷＰＡＮ也为１６位的短地址空间进行了分类：Ｏｘｘｘ?ｘｘｘｘ?ｘｘｘｘ?ｘｘｘｘ为可??变的，以分配做单播地址；ｌ〇〇ｘ?ｘｘｘｘ?ｘｘｘｘ?ｘｘｘｘ为组播地址；１０１０?００００?００００??００００？１１１１?１１１１?１１１１?１１０１?为?６ＬｏＷＰＡＮ?所保留的空余地址；１１１１?１１１１?１１１１?ｌｌｌｘ??为ＩＥＥＥ?８０２．１５．４所保留的地址。??２．２．５报头压缩技术??ＩＰｖ６报头冗杂，数据报长度大，是在电池容量限制和网络负载压力下，无??法运行在无线嵌入式设备中的理由。但ＩＰｖ６数据报要求相互独立，所以其报头??所含信息会被重复发送，基于此，大部分被反复发送的冗余内容都可以根据一??定的上下文环境和信息进行压缩。??６ＬｏＷＰＡＮ的报头压缩方案采用的是逐跳压缩的方式，只需要通信的两个节??点相互达成一致，采用相同的压缩方法和相同的报头压缩参数，那么在传输给??另外的节点时依靠适配层解压缩来重建完整的报头栈
【参考文献】：
期刊论文
[1]6LoWPAN智慧城市数据采集系统的设计与实现[J]. 冯冬青,朱行武. 计算机工程. 2017(11)
[2]基于6LoWPAN的水肥一体化滴灌系统设计[J]. 胡国强. 节水灌溉. 2017(05)
[3]6LoWPAN接入Internet中uNAT64机制的研究与实现[J]. 耿道渠,朱大鹏,于彦平,尹仕准. 传感技术学报. 2016(08)
[4]基于6LoWPAN的边缘路由器设计研究[J]. 肖湘宁,王鹏,李建立,郭萍. 计算机科学. 2015(12)
[5]Enabling End-to-End Communication Between Wireless Sensor Networks and the Internet Based on 6Lo WPAN[J]. LUO Bingqing,SUN Zhixin. Chinese Journal of Electronics. 2015(03)
[6]6LoWPAN接入互联网的自适应联合网关的设计与实现[J]. 耿道渠,陈慧,柴俊,李小龙. 传感技术学报. 2015(03)
[7]6LoWPAN子网接入（IPv4）Internet的研究与实现[J]. 耿道渠,李小龙,代富江,柴俊,夏青. 四川大学学报(自然科学版). 2014(05)
[8]6LoWPAN无线传感器网络有状态地址配置方案[J]. 王晓喃,钱焕延. 计算机应用研究. 2011(10)
[9]6LoWPAN中分层路由协议HiLow的改进[J]. 赵勇,黎峰,贾智平,李新. 计算机工程与应用. 2011(07)
硕士论文
[1]基于6LoWPAN的无线传感网在智慧路灯中的应用[D]. 黄祖成.华南理工大学 2015
[2]基于Contiki/Cooja平台的IEEE 802.15.4协议实现与改进[D]. 丘建.电子科技大学 2014
[3]基于6LoWPAN的无线传感器网络研究与实现[D]. 李凤国.南京邮电大学 2013
[4]物联网轻量级编码寻址技术研究[D]. 高同.南京邮电大学 2012
[5]基于6LoWPAN技术的智能家居系统研究[D]. 王昆仑.华南理工大学 2011
[6]基于6LoWPAN的物联网应用平台研究与实现[D]. 何朝阳.哈尔滨工业大学 2011
[7]6LoWPAN技术的研究与头部压缩的实现[D]. 李长龙.吉林大学 2011
[8]基于IPv6的无线传感器网络的研究与实现[D]. 朱凯.北京邮电大学 2011
[9]基于6LoWPAN的IPv6无线传感器网络的研究与实现[D]. 李堃.南京航空航天大学 2008
[10]6LoWPAN报头压缩研究与实现[D]. 吴德伦.北京交通大学 2007
本文编号：2966949
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２?６Ｌ０ＷＰＡＮ协议栈参考模型??
两者之间的技术差异，６Ｌ０ＷＰＡＮ适配层技术指待解决编址、转发／路由、报头??压缩、分片／重组、多播等问题。??整个６ＬｏＷＰＡＮ适配层的功能模块如图２．５所示：??ＩＰｖ６网络层??报头压缩技术?：移动和路由??，?—．?．．?＿??异构网络互通??ＭＡＣ，转裏／路由―＾?＾?．．一一报文运发??一一地址编址—?ｒ其他功能??６ＬｏＷＰＡＮ适配层??ＩＥＥＥ?８０２．?１５．?４?ＭＡＣ？??图２．５?６Ｌ０ＷＰＡＮ适配层功能模块??Ｆｉｇ．２．５
—?＋??图２．１０?１６短地址的接口?ＩＤ值??Ｆｉｇ．２．１０?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ＩＤ?＼＾ｌｕｅｓ?ｆｏｒ?１６?Ｓｈｏｒｔ?Ａｄｄｒｅｓｓｅｓ??６Ｌ０ＷＰＡＮ也为１６位的短地址空间进行了分类：Ｏｘｘｘ?ｘｘｘｘ?ｘｘｘｘ?ｘｘｘｘ为可??变的，以分配做单播地址；ｌ〇〇ｘ?ｘｘｘｘ?ｘｘｘｘ?ｘｘｘｘ为组播地址；１０１０?００００?００００??００００？１１１１?１１１１?１１１１?１１０１?为?６ＬｏＷＰＡＮ?所保留的空余地址；１１１１?１１１１?１１１１?ｌｌｌｘ??为ＩＥＥＥ?８０２．１５．４所保留的地址。??２．２．５报头压缩技术??ＩＰｖ６报头冗杂，数据报长度大，是在电池容量限制和网络负载压力下，无??法运行在无线嵌入式设备中的理由。但ＩＰｖ６数据报要求相互独立，所以其报头??所含信息会被重复发送，基于此，大部分被反复发送的冗余内容都可以根据一??定的上下文环境和信息进行压缩。??６ＬｏＷＰＡＮ的报头压缩方案采用的是逐跳压缩的方式，只需要通信的两个节??点相互达成一致，采用相同的压缩方法和相同的报头压缩参数，那么在传输给??另外的节点时依靠适配层解压缩来重建完整的报头栈
【参考文献】：
期刊论文
[1]6LoWPAN智慧城市数据采集系统的设计与实现[J]. 冯冬青,朱行武. 计算机工程. 2017(11)
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[3]6LoWPAN接入Internet中uNAT64机制的研究与实现[J]. 耿道渠,朱大鹏,于彦平,尹仕准. 传感技术学报. 2016(08)
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[5]Enabling End-to-End Communication Between Wireless Sensor Networks and the Internet Based on 6Lo WPAN[J]. LUO Bingqing,SUN Zhixin. Chinese Journal of Electronics. 2015(03)
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[8]6LoWPAN无线传感器网络有状态地址配置方案[J]. 王晓喃,钱焕延. 计算机应用研究. 2011(10)
[9]6LoWPAN中分层路由协议HiLow的改进[J]. 赵勇,黎峰,贾智平,李新. 计算机工程与应用. 2011(07)
硕士论文
[1]基于6LoWPAN的无线传感网在智慧路灯中的应用[D]. 黄祖成.华南理工大学 2015
[2]基于Contiki/Cooja平台的IEEE 802.15.4协议实现与改进[D]. 丘建.电子科技大学 2014
[3]基于6LoWPAN的无线传感器网络研究与实现[D]. 李凤国.南京邮电大学 2013
[4]物联网轻量级编码寻址技术研究[D]. 高同.南京邮电大学 2012
[5]基于6LoWPAN技术的智能家居系统研究[D]. 王昆仑.华南理工大学 2011
[6]基于6LoWPAN的物联网应用平台研究与实现[D]. 何朝阳.哈尔滨工业大学 2011
[7]6LoWPAN技术的研究与头部压缩的实现[D]. 李长龙.吉林大学 2011
[8]基于IPv6的无线传感器网络的研究与实现[D]. 朱凯.北京邮电大学 2011
[9]基于6LoWPAN的IPv6无线传感器网络的研究与实现[D]. 李堃.南京航空航天大学 2008
[10]6LoWPAN报头压缩研究与实现[D]. 吴德伦.北京交通大学 2007
本文编号：2966949
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