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文檔簡介
1、無線傳感器網(wǎng)絡是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術,在各個領域都顯示出廣闊的應用前景。無線傳感器網(wǎng)絡與Internet實現(xiàn)端到端通信的迫切需要推動了IPv6技術與WSN(無線傳感器網(wǎng)絡)的結合。在6LoWPAN(IPv6 over LR_WPAN,基于IPv6的低速無線個域網(wǎng))網(wǎng)絡中,傳感節(jié)點通過網(wǎng)關與Internet進行數(shù)據(jù)交互,導致靠近網(wǎng)關的節(jié)點與其他節(jié)點相比,能耗和負載嚴重不均衡。當前的6LoWPAN傳感器網(wǎng)絡協(xié)議不支持多網(wǎng)關路由功能。
2、 本文以STM32-AT86RF231硬件平臺為背景,在理解Contiki嵌入式實時操作系統(tǒng)原理以及深入研究6LoWPAN關鍵技術和RPL路由協(xié)議(低功耗有損網(wǎng)絡路由協(xié)議)的基礎上,設計完成6LoWPAN多網(wǎng)關系統(tǒng)方案,并在實際平臺下完成實現(xiàn)、功能和性能測試。論文主要完成的工作包括:
(1)Contiki嵌入式系統(tǒng)的研究和搭建。為了實現(xiàn)6LoWPAN網(wǎng)絡協(xié)議棧,本文重點研究了Contiki操作系統(tǒng)、6LoWPAN協(xié)議棧和RP
3、L路由技術,在嵌入式節(jié)點中搭建基于6LoWPAN網(wǎng)絡協(xié)議棧的Contiki嵌入式實時操作系統(tǒng)。
(2)6LoWPAN協(xié)議棧設計和實現(xiàn)。在深入研究6LoWPAN網(wǎng)關協(xié)議棧模型的相關技術的基礎上,綜合運用6LowPAN地址公告、報頭壓縮、分片重組等技術,完成了Router-over路由協(xié)議棧、以及網(wǎng)關軟件的設計和實現(xiàn);
(3)RPL路由協(xié)議改進。閱讀大量文獻,深入分析RPL相關標準及源碼,在現(xiàn)有的RPL路由協(xié)議中,增加了
4、多網(wǎng)關的支持。在不增加額外信令的條件下,設計完成支持多網(wǎng)關的RPL路由協(xié)議修訂。
(4)多網(wǎng)關系統(tǒng)平臺的搭建。在實現(xiàn)(1)、(2)、(3)的基礎上,將無線節(jié)點與PC主機集成,構建網(wǎng)關節(jié)點;并提出一種RPL多網(wǎng)關路由算法和協(xié)議,以及網(wǎng)關間隧道互通協(xié)議,在IPv6網(wǎng)絡中實現(xiàn)可跨多網(wǎng)絡前綴的多網(wǎng)關路由方案,降低了6LoWPAN網(wǎng)關節(jié)點及相鄰節(jié)點的負荷和能耗,擴大了6LoWPAN可應用范圍;最后,搭建10節(jié)點的6LoWPAN多網(wǎng)關系統(tǒng)
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