基于IPv6无线传感网探究

《基于IPv6无线传感网探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于IPv6无线传感网探究文章主要研究基于IPv6的无线传感网。首先简单介绍了IEEE802.15.4技术；然后引入6LowPAN,分析构建6LowPAN的技术难点和解决方案，以及将IPv6应用于无线传感网的优势；最后展望基于IPv6的无线传感网的应用前景。1引言无线传感器网络(WSN,W让elessSensorNetwork)集信息采集、信息传输、信息处理于一体，具有广阔的应用前景，是当前无线网络领域研究的热点之一。当需要建立一种可以连接每个传感器的无线网时，就会有相当数量的节点要接入互联网，因而需要大量的IP地址

2、。IPv4(InternetProtocolVersion4)越来越不能满足这种需求，而IPv6(InternetProtocolVersion6)作为下一代网络协议，具有地址资源丰富、地址自动配置、安全性高以及移动性好等优点，可以满足低速无线个域网在地址和安全方面的需求。IPv6与无线传感网的结合，极大地推动了无线传感网的发展。由于6LowPAN(IPv6overLow_rateWPAN)技术支持IPv6和无线传感器网络间的无缝连接，特别适合应用于嵌入式IPv6这一领域，它使大量电子产品不仅可以在彼此之间组网，还可

3、以通过IPv6协议接入下一代互联网，使人们与周围环境更紧密的结合。6LowPAN技术采用的是IEEE802.15.4规定的物理层和MAC层，下面将简单介绍IEEE802.15.4o2IEEE802.15.4技术简介为了满足低功耗、低成本的无线网络要求，IEEE标准委员会在2000年12月正式批准并成立了802.15.4工作组，任务就是开发一个低数据率的WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork)标准，它具有复杂度低、成本极少和功耗很小的特点，能在低成本的设备之间进行低数据率的传输。IEEE802

4、.15.4的部分特点如下：(1)低带宽，支持250kbit/s(2.4GHz).40kbit/s(915MHz)和20kbit/s(868MHz)三种速率。(2)网络拓扑简单，支持星型网络、树状网络以及Mesh网络，可以在拓扑中进行多跳路由的操作。(3)支持两种地址：64bit的标准EU164长MAC地址、16bit短MAC地址，可以视协议实现选用两种地址。(4)支持时隙保证机制，通过预留保证时隙(GTS)提供无竞争媒体访问。(5)竞争期以CSMA—CA机制访问媒体。(6)以完全确认的协议保证传输的可靠性。(7)低耗

5、电量，一般运行802.15.4的节点都要求使用低功耗的硬件设备，通常使用电池供电。(1)能量检测(ED)o(2)链路质量指示(LQI)o(3)定义了27个信道:2450MHz频段16个信道、915MHz频段10个信道和868MHz频段1个信道。IEEE802.15.4物理层定义了868MHz、915MHz和2.4GHz三个频段。这些频段上所采用的调制和扩频技术参数归纳如表1所示。868MHz是欧洲的1SM频段，915MHz是美国的ISM频段，这两个频段的引入避免了2.4GHz附近各种无线通信设备的相互干扰。868MH

6、z频段只有1个信道，915MHz频段有10个信道，2.4GHz频段上划分了16个信道。36LowPAN简介IPv6并不能直接运行在IEEE802.15.4MAC层上，由于IEEE802.15.4协议作为以低功耗低开销为目的的无线传感器网络协议，在报文长度、底层路由等方面都无法适应IPv6的需求，从而无法像在其他MAC层协议(如以太网)上那样直接构建IPv6协议，这就需要一个中间层一一适配层来提供对IPv6必要的支持。因此，6LowPAN在IEEE802.15.4MAC层和IPv6网络层之间构建了适配层，通过适配层来弥

7、补IEEE802.15.4MAC层对IPv6网络层支持的不足。4构建6LowPAN的技术难点根据IEEE802.15.4的网络特性和IPv6自身的性质，使IPv6不能直接构建于IEEE802.15.4网络上，需要解决以下一系列的问题：(1)报文长度限制：IPv6要求支持最小1280字节的MTU,而IEEE802.15.4最大102字节MAC帧长度显然不能满足这个要求。这样，一方面需要IEEE802.15.4网络的应用尽量发送小的报文以避免分片；另一方面也需要节点在链路层提供对超过102字节的IPv6报文的分片和重组。

8、(2)路由机制：IEEE802.15.4只定义了物理层和MAC层，节点间通信只能在一跳之间进行，而将IPv6应用在低速个域网，报文可能需要在多跳网络中进行路由。这就需要研究合适的路由机制，为IPv6overIEEE802.15.4提供路由功能。(3)有限的配置和管理：通常6LowPAN网络需要部署大数量的节点，部署的地点根据需求有所不同，有些是