物联网结点入网与资源目录发现的研究与实现

发布时间：2022-09-29 17:22

　　物联网包含了人们生活和生产领域中的各种物品与设备,数量庞大,种类多样,这些设备处理能力低下、依赖于电池供电、自身存储空间小。结点的这些受限特性导致了我们不能像对待互联网结点那样来交给它们处理同样的任务,因此,传统互联网的结点入网与管理机制如何应用于受限网络将是一大问题。此外,在物联网中,直接的资源发现是不可行的,IETF CoRE工作组提出了资源目录机制用于实现物联网的资源发现,该机制面临的首要问题就是如何发现资源目录服务器的位置。本文以受限网络为背景,对如何实现受限结点的入网与资源目录的发现提出了解决方案并加以验证,论文的工作分为两部分:物联网结点入网与管理机制的优化与实现和资源目录发现机制的提出与验证。针对现有结点入网与管理机制不适用于受限结点和受限网络的问题,本文分析了结点入网与管理机制,采用无状态地址自动分配机制进行结点地址的分配,并且基于IETF工作组的工作,优化了无状态机制所依赖的邻居发现协议,使其适用于受限网络,支持结点的移动和多跳网络。本文分析了IETF CoRE工作组在资源目录草案中设想的资源目录发现机制,包括基于预先配置的机制和基于组播的机制,分析了它们的可行性,对... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容
    1.4 论文组织结构
第二章 物联网及结点入网与资源目录发现的相关研究
    2.1 物联网相关研究
        2.1.1 物联网定义及体系结构
        2.1.2 受限网络和6LoWPAN
    2.2 结点入网与管理关键技术研究与分析
        2.2.1 有状态地址自动分配与管理
        2.2.2 IPv6邻居发现(IPv6-ND)
        2.2.3 无状态地址自动分配与管理
        2.2.4 转发和路由
    2.3 资源目录发现关键技术研究与分析
        2.3.1 CoAP协议
        2.3.2 资源目录
        2.3.3 资源目录发现机制
    2.4 关键问题描述
        2.4.1 结点入网与管理关键问题描述
        2.4.2 资源目录发现关键问题描述
    2.5 本章小结
第三章 物联网结点入网与管理机制研究
    3.1 结点入网与管理机制行为分析
        3.1.1 IPv6-ND存在的问题
        3.1.2 6LoWPAN-ND
        3.1.3 6LoWPAN-ND有限状态机模型
        3.1.4 基于6LoWPAN-ND的结点入网与管理交互流程分析
        3.1.5 基于6LoWPAN-ND的结点入网与管理问题分析
    3.2 结点入网与管理机制优化
        3.2.1 6LoWPAN-ND报文优化
        3.2.2 6LoWPAN-ND与RPL协作
        3.2.3 优化的结点入网与管理交互流程分析
    3.3 优化的结点入网与管理功能设计
        3.3.1 6LN功能设计
        3.3.2 6LR功能设计
        3.3.3 RPL Root功能设计
        3.3.4 6LBR用于多跳网络的功能设计
    3.4 本章小结
第四章 资源目录发现机制研究
    4.1 资源目录发现问题分析
        4.1.1 基于预先配置的资源目录发现机制问题分析
        4.1.2 基于组播的资源目录发现机制问题分析
    4.2 资源目录发现机制设计
        4.2.1 基于预先配置的资源目录发现机制设计
        4.2.2 涓流算法及优化
        4.2.3 基于组播的资源目录发现机制设计
    4.3 本章小结
第五章 结点入网与资源目录发现机制的实现与实验验证
    5.1 实验环境
    5.2 结点入网与管理机制的实现与实验验证
        5.2.1 结点入网与管理机制的实现
        5.2.2 结点入网与管理机制应用于受限环境测试
        5.2.3 结点入网与管理机制对结点移动性的支持
        5.2.4 结点入网与管理机制应用于多跳网络测试
    5.3 资源目录发现机制的实现与实验验证
        5.3.1 资源目录发现机制的实现
        5.3.2 基于预先配置的资源目录发现机制的实验设计与测试
        5.3.3 基于组播的资源目录发现机制的实验设计与测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网技术的应用与发展[J]. 金华成.  无线互联科技. 2015(01)
[2]无状态地址自动配置的IPv6组网实现[J]. 王毅,李会.  实验科学与技术. 2013(06)
[3]CoAP协议研究[J]. 刘紫青,程燕,关联,桑梓勤,郝俊瑞.  电视技术. 2013(07)
[4]物联网体系结构与实现方法的比较研究[J]. 陈海明,崔莉,谢开斌.  计算机学报. 2013(01)
[5]涓流算法的原理及应用方法[J]. 陈中清.  移动通信. 2012(S1)
[6]面向物联网的IPv6协议简化[J]. 刘昕,胡光武,陈文龙,徐恪.  清华大学学报(自然科学版). 2012(05)
[7]IPv6技术在物联网中的应用[J]. 陈仲华.  电信科学. 2010(04)
[8]IPv4和IPv6的地址管理及过渡时期的地址共存[J]. 孙有越,雷振明.  计算机工程与应用. 2003(34)

硕士论文
[1]面向受限应用的资源发现与定位的研究[D]. 雪青豪.北京邮电大学 2018
[2]基于6LoWPAN的RPL路由协议的研究与实现[D]. 阮文灵.东华大学 2017
[3]基于IPv6的无线传感网络研究与实现[D]. 邱杰.南京邮电大学 2016
[4]6LoWPAN中基于Mesh-under的中继缓存与转发策略研究[D]. 景晓丽.重庆邮电大学 2016
[5]无线传感器网络中的RPL路由协议研究[D]. 杨及开.重庆邮电大学 2016
[6]基于Contiki OS的无线传感器网络设计与实现[D]. 刘垣.华东师范大学 2016
[7]无线传感器网络低延迟邻居发现算法研究[D]. 包伟伟.中国矿业大学 2015
[8]IPv6无线传感网协议测试关键技术研究[D]. 李璟.南京邮电大学 2013
[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



本文编号：3682999