资源描述：
《研究ｉｐｖ６无线传感器网络的应用论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、研究ＩＰｖ６无线传感器网络的应用论文.freelel和SICS共同开发,于2008年发布的IPv6微型协议栈。其前身是uIP,是由瑞典计算机科学学院(网络嵌入式系统小组)AdamDunkels开发的适用于嵌入式开发的传输控制协议/网间协议(TCP/IP)栈。然而uIPv6并不具备传感路由协议以及网络管理等,另外有关uIPv6的产品还未进入商业阶段,还远不能适应于大规模无线传感器网络的应用。北京交通大学从2003年就开始紧密跟踪和研究IPv6无线传感器网络方面的最新技术,并于2004年9月研发出一套适用于小型无线传感器网络节点的嵌入式IPv6微型协议栈
2、MSRLab69,该协议栈遵循6LoPv6、ND、TCP、UDP等协议得到较大精简;直接面向硬件,设计独立于操作系统的调度机制;为提高运行效率,采用了最大容量限制的内存分配方案;设计了基于事件和数据类型驱动的应用程序接口。MSRLab6微型传感路由器体系结构(见图1)自下而上由通信域、计算域和应用域组成,其中计算域采用了简化的IPv6微型协议栈和自主研发的微型传感路由协议(MSRP)10。(1)通信域通信域包含载波监听以及数据收发功能,并支持包含IEEE802.15.4标准在内的多种物理层接口,实现设备间数据帧的传输。(2)计算域计算域包含路由转发模
3、块,实现网络层的基本功能,包括IPv6微型协议栈MSRLab6及IPv6MSRP。在节省无线传感器网络系统资源的同时提供应用层数据的IPv6封装和解析,实现与现有TCP/IPv6协议体系的网络进行通信;适用于IPv6传感器网络环境的路由协议MSRP,用于IPv6传感器网络内数据传输时建立和维护路由11。(3)应用域应用域包括应用模块、传感模块、管理模块等。采用基于接口的独特设计,用于应用层与IPv6微型协议栈通信,实现系统的各种应用功能。MSRLab6微型传感路由器结构基于IPv6数据传输与互联网体系结构兼容,无需复杂的协议转换设备;而路由机制与数据
4、传输分离,具有传感器网络自身应用的特点能够保证路径最优,并减少选路的能耗和计算复杂度。2005年12月由北京交通大学下一代互联网研究中心研制的中国首台具有完全自主知识产权的新一代传感器网络核心设备——BJTUIPv6微型传感路由器,并通过了中国教育部组织的科技成果鉴定,通过该设备可以实现下一代互联网中“人与物”、“物与物”之间随时随地的通信,具有体积小、成本低、功耗低、组网简单方便等特点,这项成果解决了传感器网络的一系列关键技术问题,部分技术达到国际领先水平。由此,IPv6微型协议栈的传感路由器可以采用IPv6全球合法地址进行通信,实现了真正端到端通
5、信,实现了传感器网络与Inter的无缝融合,使部署“无所不在”的传感器网络成为可能。2IPv6无线传感器网络与Inter的互联将IPv6技术引入无线传感网络可以方便实现与现有网络设备端对端的通信,提高了转发效率,增强了安全性。根据不同的应用需求,IPv6无线传感器网络与现有网络的互联互通主要有两种:直接接入方式、网关接入方式。(1)直接接入方式当IPv6无线传感器网络内部有移动设备进入,需要获取传感器节点采集的相应数据信息时,如果按照常规方法即通过网关接入Inter网络再经Inter网络与移动设备进行互联的方式通信,显然是不够灵活的。而且网关接入方式
6、在传输数据时中间节点的能量损耗会进一步加剧,整个互联过程中会造成较大的通信负担。因此可以采用移动终端直接与区域内无线传感器网络节点通信的方式进行互联,这样便简化了网络接入的模型。这种方式下,IPv6无线传感器网络设备可以不需要特殊的中间节点或者网关进行转发,直接接入现有网络,成为网络终端,实现与现有网络的无缝融合。Pv6无线传感器网络与现有网络互联互通的直接接入方式如图2所示。当移动终端进入无线传感器网络内采用直接互连方式与传感器节点进行通信时,移动终端可根据IPv6协议首先进行网络地址的自动配置。由于移动终端和传感器节点均配置了IPv6协议,因此两
7、者可使用链路本地地址根据网络协议进行直接、便捷的通信。在环境监测的应用环境中,管理者可以手持移动终端进入传感器网络内部,通过与节点的直接互联获得感兴趣的数据。在这种情况下,传感器节点通常位于视距范围内,与移动设备仅一跳之隔。移动终端通过发送数据请求建立通信,这样大大降低了网络系统的复杂程度,减少了在数据获取过程中造成的能量损耗,延长了节点的使用寿命。(2)网关接入方式无线传感器网络设备低成本、低功耗、低复杂性的要求以及接入网络基础设施的多样性,决定了每个IPv6无线传感器网络设备都直接接入现有网络是不切实际的。通常,设备的程序存储区和数据存储区都非常
8、有限,无法配置完备的网络协议栈和大规模路由协议,因此,采用一种硬件资源相对丰富的网络连接设备(网关)完成IP
