物聯(lián)網(wǎng)中輕量級IPv6協(xié)議的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來物聯(lián)網(wǎng)成為了研究的熱點,其發(fā)展非常迅速。與此同時,IP智能設(shè)備數(shù)量也急劇增加。然而我們知道IPv4地址已經(jīng)嚴(yán)重匱乏,不能夠滿足日益增長的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備對IP地址的需求。而IPv6協(xié)議則具有足夠大的地址空間,能夠很好的解決這一問題。因此將IPv6技術(shù)引入物聯(lián)網(wǎng)將勢在必行。但要在資源受限的終端設(shè)備上使用IPv6協(xié)議還存在著很多技術(shù)難題。本文正是在這樣的背景下對物聯(lián)網(wǎng)中輕量級IPv6協(xié)議進(jìn)行了研究。通過調(diào)研大量的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),目前輕量級的I

2、Pv6協(xié)議棧主要有6LoWPAN協(xié)議棧和LwIP協(xié)議棧等,都還處于研究性階段。其中6LoWPAN的設(shè)計思想是在網(wǎng)絡(luò)層與MAC層之間添加6LoWPAN適配層來將IPv6協(xié)議適配到IEEE802.15.4MAC和物理層上。而LwIP協(xié)議棧則一直由LwIP BOF工作組在進(jìn)行研究,目前也能夠支持IPv6,但還不夠完善。本文主要是對6LoWPAN協(xié)議棧及其應(yīng)用進(jìn)行了研究。首先分析了6LoWPAN協(xié)議棧及RPL路由協(xié)議。然后研究了6LoPWAN網(wǎng)

3、絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的互連方式,提出了一種基于6LoWPAN網(wǎng)關(guān)的解決方案,并實現(xiàn)了二者的互連。并對網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行了測試與分析。最后開發(fā)了基于6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)的圖像監(jiān)視系統(tǒng),使其能夠通過TCP、UDP,甚至可靠的UDP協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)。這三種傳輸方式各有其優(yōu)缺點,為物聯(lián)網(wǎng)的不同應(yīng)用場景提供了可選擇性的傳輸方式。主要的工作及成果如下:(1)介紹了IPv6和6LoWPAN協(xié)議棧。重點分析了IPv6協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層協(xié)議,6LoWPAN適配層

4、以及RPL路由協(xié)議。為進(jìn)一步研究基于6LoWPAN的傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用提供了必要的理論支持。(2)介紹了Contiki系統(tǒng)及其開發(fā)環(huán)境。包括Contiki OS及其編程模型,Eclipse (SMeshlink Contiki Studio)、Instant Contiki及其相關(guān)軟件。(3)研究了6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)互連的方式,提出了一種基于6LoWPAN的傳感器網(wǎng)關(guān)解決方案,實現(xiàn)了其與IPv6網(wǎng)絡(luò)的互連。在Co