基于IPv6的WSN路由器設計與實現.pdf

1、無線傳感網（WSN）作為在微小體積內集成了信息收集、信息處理和無線通信等功能的低功耗設備，其極低的功耗為其常年累月不間斷工作提供了保證，其微小的體積很容易適應各種的嵌入式環(huán)境，其方便的組網特性使得網絡連接更加便捷。為了使WSN融入IPv6網絡，以便于更大程度的擴展WSN的應用范圍，IETF成立了6LoWPAN工作組，旨在實現IEEE802.15.4（低速率無線個人局域網的物理層和媒體接入控制協(xié)議）數據與其他鏈路層數據在IPv6層實現融合

2、，使WSN網絡并入IPv6網絡，使WSN網絡跟外部進行信息交流更加便捷。至今，6LoWPAN工作組已經接連發(fā)布了適配層設計、鄰居協(xié)議優(yōu)化和路由需求等多個相關網絡協(xié)議標準。
　　Linux系統(tǒng)以其強大的網絡功能而得到了廣泛的應用，大到服務器集群，小到各種的嵌入式產品都可以找到它的蹤影。本文以 Linux強大的網絡子系統(tǒng)和對IEEE802.15.4設備的完善支持為基礎，參照6LoWPAN相關技術標準，實現了支持Mesh路由的6LoWP

3、AN網絡中的路由器，在Linux系統(tǒng)中實現了完整的6LoWPAN協(xié)議棧，另外通過Linux原生支持的數據轉發(fā)功能，實現了6LoWPAN網絡數據和外部網絡的交換。主要工作內容包括以下幾個方面：
　　1.分析 Linux網絡子系統(tǒng)，明確其數據在不同層次間的傳輸機制、研究網絡接口設備的抽象機制和學習Linux內核與用戶空間的通信機制；
　　2.在Linux對IEEE802.15.4協(xié)議點對點通信支持的基礎上，利用6LoWPAN的路

4、由頭部，實現一個網狀層框架，簡稱 Mesh層框架，利用用戶空間網絡工具iproute2可以在該層中創(chuàng)建Mesh相關設備。該設備中存在路由協(xié)議，并通過該路由協(xié)議，提供了一個具備多跳通信機制的Mesh網絡；
　　3.根據RFC4944和RFC6282實現6LoWPAN適配層，可以通過iproute2工具創(chuàng)建該適配層的6LoWPAN設備，該設備負責把來自IPv6層的IP報文進行壓縮和適當的分片之后傳遞給Mesh層，并且對Mesh層接收到

5、的數據包進行重組和解壓縮，形成IPv6報文，傳遞給IP層；
　　4.以 Mesh層框架為基礎，實現匹配的路由機制，以驗證該框架的合理性，為以后對路由協(xié)議的進一步研究創(chuàng)造一個實驗平臺；
　　最后，在完成6LoWPAN路由器原型系統(tǒng)的基礎上，搭建了6LoWPAN測試網絡，對路由器進行了比較詳細的測試，包括整體功能測試和關鍵組件的功能測試。通過這些測試，進一步驗證了該6LoWPAN路由器的可用性和可靠性，為下一步進一步研究6LoW