基于Contiki的6LoWPAN边界路由器的设计

以TI公司的CC2538 SoC作为核心硬件平台,基于Contiki开源操作系统设计了一种6LoWPAN边界路由器,同时搭建了一个包含一台接入有线网络的PC、2个6LoWPAN节点以及一个6LoWPAN边界路由器的测试网络。测试结果表明,所设计的6LoWPAN边界路由器成功实现了6LoWPAN节点和PC之间数据的转发功能,可以应用于智能家居、环境监控等多种场合,具有一定的应用价值。     

基于6LoWPAN的边缘路由器设计研究

提出了一种智能6LoWPAN传感网络边缘路由器设计实现方法。该方法基于嵌入式操作系统Linux系统平台和单CPU的方案实现,通过在系统Linux上移植6LoWPAN协议簇,使射频接口LAN承载6LoWPAN网络,本地6LoWPAN传感网络通过边缘路由器接入互联网。6LoWPAN传感网络边缘路由器采用多协议融合的方式实现IPv4/IPv6双栈协议、NAT64协议、6to4隧道协议的统一,实现6LoWPAN网络节点通过6LoWPAN边缘路由器与互联网在不同网络环境下的自适应接入。     

基于OpenWrt的6LoWPAN边界路由器的实现

OpenWrt作为一个高度模块化、自动化的嵌入式Linux系统,拥有强大的网络组建和扩展性。基于该系统,提出了一种6LoWPAN边界路由器的设计方案。通过在边界路由器上分别搭建两种协议栈,实现对于IPv6和6LoWPAN网络的接入;之后在协议栈之间建立SLIP通道,实现两种异构网络之间的通信。借助OpenWrt系统强大的路由功能和包管理机制,该边界路由器可以直接接入IPv6网络,并具备极强的拓展性。     

基于6LoWPAN的煤层瓦斯压力监测系统设计

针对目前煤层瓦斯压力监测存在测量精度低、数据传输不及时、设备部署不便等问题,设计了一种基于6LoWPAN的煤层瓦斯压力监测系统。该系统测压节点通过多跳方式在6LoWPAN网络中选择最优路径,将实时采集的瓦斯压力数据传输至边界路由器,边界路由器通过工业以太网将数据传至地面服务器,同时地面设备可通过服务器查询指定区域测压节点的实时监测数据。测试结果表明,该系统可实时、准确地监测煤层瓦斯压力,具有较高的数据通信效率和稳定性,且功耗低。     

基于NAT64的6LoWPAN边缘路由器设计

针对目前基于6LoWPAN边缘路由器只适用与IPv6设备互联、网络报文传输复杂繁琐、边缘路由器映射表复杂且开销大等问题,引入IEEE 802.15.4地址概念对6LoWPAN网络内报文交互方式与数据包格式进行优化,提出一种6LoWPAN与IPv4协议转换机制和边缘路由器地址映射转换方法,设计出适合在8位单片机上运行的轻量级微系统,最后用CoAP协议来访问节点数据,验证系统,实现6LoWPAN网络与IPv4,IPv6网络之间的通信.该方法实现了6LoWPAN与IPv4网络互联通信,保留6LoWAPN与IPv6网络通信的功能,同时提高了6LoWPAN内网络的吞吐量,降低边缘路由器维护地址映射表的开销,提高了边缘路由器效率,有效降低6LoWPAN网络传输数据时的功耗,提高节点生存时间.     

6LoWPAN无线心电传感网络架构与RPL优化仿真

阐述了通过心电采集节点、6LoWPAN边界路由器构建无线传感网络,实现了无线传感器网络(WSN)与IPV6网络之间的通信;针对RPI网络协议中的Trickle算法机制导致选择次优链路,影响网络路由的可靠性和稳定性问题,提出了优化方案;开展了仿真测试和优化后的网络性能指标分析;测试结果和分析表明,6LoWPAN无线传感网络不仅可以完成WSN与外部IPv6网络之间的连接承载数据收发,并且在对Trickle算法优化之后,对提高网络性能有较高影响.     

基于6LoWPAN的嵌入式多网关系统设计与实现

6LoWPAN是一种在IEEE802.15.4标准基础上IP化实现无线传感器网络的技术。在现有单目的导向的有向无环图（DODAG）环路由协议标准下,存在围绕单边界路由器的网络拥塞和能耗问题。设计了一种嵌入式6LoWPAN多网关协议和系统,嵌入式网关节点具备双模通信功能,可实现无线传感网（WSN）和固定IPv6网络的物理连接,双模网关通过固网建立与6LoWPAN根边界路由器之间的IP隧道来实现上下行路由。通过对现有6LoWPAN协议标准的补充和优化,使双模节点具有网内和网际路由能力,从而实现多网关架构和多径路由功能。优化的多点互通拓扑位置和流量分担算法实现上下行链路的有效负载平衡,也减小了节点多跳路由能耗。通过对多网关平台进行实验测试,并与单网关系统对比测试,结果表明该方案不仅实现了6LoWPAN在以太网的多点接入,降低了网络内数据传输时延和丢包率,并且提升了网络整体吞吐量。     

基于6LoWPAN技术的气体环境监控系统

针对日趋严重的大气污染问题,提出了一种基于6LoWPAN技术的大气环境监测方案;通过IPv6通信协议组建的6LoWPAN星型网络,能够实现大规模传感控制网络,解决了IPv4 地址枯竭、各厂商协议不统一等问题;各个PAN采集到的数据通过路由器发送给监控终端,使用Labview为开发平台进行数据汇总后实现对环境中有害气体的实时监控,并通过以太网进行数据共享;实验结果表明,该系统数据采集准确无误,并对环境污染起到了预防作用,可保证社会的可持续发展。     

基于使用IPv6的低功耗无线个人局域网的无线传感网在智慧路灯中的应用

针对现有的采用电力载波通信(PLC)技术的智慧路灯系统中存在系统结构复杂、兼容性与扩展性差、开发部署周期长和安全性与抗干扰性低的问题,提出了一种基于IPv6的低功耗无线个人局域网(6LoWPAN)的智慧路灯系统。将6LoWPAN应用在对基于PLC的智慧路灯系统的改造中,把原有的PLC节点改成6LoWPAN无线节点,把集中控制器改造为边界路由器,并在应用层上采用了受限应用协议(CoAP)和智能物体网际协议(IPSO)应用框架。通过与基于PLC的智慧路灯进行对比,结果表明采用6LoWPAN无线网络的智慧路灯系统结构简化、兼容性与扩展性高、系统开发部署周期缩短一半以上并且网络安全性和抗干扰性较高。     

DHCP在IPv4/IPv6双协议栈校园网中的应用

IPv6和IPv4共存于同一网络是IPv4向IPv6过渡时期的现实问题。通过一个具体的IPv4/IPv6双协议栈校园网络的部署以及路由器的端口设置、IP地址分配和各路由器的配置等,实现了基于DH-CP协议的IPv6、IPv4地址的自动获取以及网络间的相互通信,为部署实际的IPv4I/Pv6双协议栈网络提供一种技术手段。     

基于NAT-PT及6to4隧道的数据包协同调度算法设计

对IPv4/IPv6网络环境下的NAT-PT转换网关及6to4隧道技术在边界路由器上的应用进行研究,分析边界路由器的数据包处理流程,提出基于数据包地址分析及地址转换的协同调度算法,实现了NAT-PT及6to4的协同工作。新算法降低了数据处理复杂度,提高了边界路由器的自适应性,具备很好的可扩展性。     

6LoWPAN邻居发现协议的研究

6LoWPAN(IPv6 over Low power WPAN)体系结构中邻居发现协议(NDP)是一个关键技术,原邻居发现协议不能直接运行于LoWPAN网络上的主要原因是采用IPv6多播实施大多数功能,因此必须在保证NDP基本功能的前提下满足无线传感器网络(WSN)的低功耗和低资源需求的设计要求.针对NDP的基本功能提出了简化、修改和裁减方案,对于NDP的主要多播流量即路由器恳求(RS)和路由器通告(RA)给出了相应的动态通告算法,大大减少了LoWPAN网络的流量,同时又保证了与原NDP过程的兼容性.     

轻量级IPv6邻居发现协议及在网关中的实现

轻量级IPv6邻居发现协议是6LoWPAN （ IPv6 over Low power Wireless Personal Area Network,轻量级IPv6协议）的重要补充,旨在解决6LoWPAN无线传感网络初始化和网络维护过程中普遍存在的节点高消耗问题。文中归纳并总结了邻居发现轻量化的必要举措,在此基础上,提出了一套轻量级IPv6邻居发现协议在基于Linux操作系统的边界网关中的实现方案。通过在内核中邻居发现模块添加新特性,边界网关将负责处理大量原本需要传感节点分担的组网任务和网络维护任务,大大降低了域内节点开销。通过对原型系统的功能测试,方案完全符合协议标准,简单高效,并做到了与标准IPv6邻居发现协议的兼容。     

NAT-PT和6to 4协同工作机制研究

本文研究了IPv4/IPv6网络环境下NAT-PT和6to4协同工作机制,并且在分析边界路由器对IPv4和IPv6数据包处理流程的基础上,提出了一种基于地址分析和NAT-PT地址映射匹配的数据包调度算法,从而实现了NAT-PT和6t04的协同工作。通过实验测试和分析可知,该算法提高了边界路由器的透明性和适应性,并且具有较好的可扩展性。     

IPv6物联网接入网关的设计实践

在智能农业大棚物联网系统中,传感器节点采集的数据需通过互联网上传到远程服务器,Contiki节点间使用6LoWPAN,与传统的IPv4不能直连,需配置一个物联网网关. 通过移植OpenWRT系统至HG255D无线路由器,使得该路由器成为一个小巧、实用的嵌入式Linux系统,能够运行开源或自行开发的程序. 本文将介绍如何在HG255D路由器上实现IPv6物联网接入网关设计的过程. 主要涉及OpenWRT固件的编译、路由器配置修改、网关程序的移植,以及效果演示.     

6LoWPAN智慧城市数据采集系统的设计与实现

针对智慧城市建设对数据资源的基础性需求,提出一种基于6LoWPAN无线传感器网络技术的数据采集系统设计方案。基于C/S模式实现数据服务器从底层网络获取数据,在提高灵活性的同时,提升有效数据流量比。通过6to4隧道与Netfilter框架设计基于网络层的嵌入式网关,实现6LoWPAN网络与以太网的融合,同时提高网关的适应性,降低小数据包平均转发时延和丢包率。数据消费端与数据服务器之间基于C/S架构设计,既保证数据消费端能根据应用对象的不同而独立设计,又可以降低数据服务器端的复杂度。测试结果表明,提出的方案可行性高、组网方便、易于维护和升级。     

6LoWPAN嵌套移动网络路由优化方案*

提出一种6LoWPAN嵌套移动网络路由优化方案,在此方案中,6LoWPAN移动网络节点无须经过家乡代理也无须建立隧道即可与通信节点通信,节省了数据传输开销,缩短了数据传输延迟。提出了移动路由器转交地址的分层结构,根据此分层结构,提出了基于最短路径的移动路由器转交地址配置算法,缩短了数据传输延迟。从理论和仿真两个角度对所提出的路由优化方案的路由优化开销、路由延迟及路由代价等性能参数进行了比较分析,分析结果验证了本方案的有效性和高效性。     

基于Web Services的IPv6拓扑发现系统

介绍了一种IPv6拓扑发现系统.如今有相当数量针对1Pv4网络的拓扑发现技术,其中基于ICMP的探测方式对路由器级公共网络拓扑发现最为有效.由于IP和ICMP协议的改变,这些技术都无法直接应用到下一代网络中.针对以上问题,实现了IPv6网络环境下一系列拓扑发现方法和技术.利用Web Services提高了拓扑发现系统部署、配置和管理的灵活性,特别是探测性能的提升.在此基础上对获取的IPv6拓扑数据进行了分析和总结.     

6LoWPAN多网关设计与实现

6LoWPAN是基于IEEE802.15.4标准的低功耗有损无线传感器网络承载IPv6协议的适配层技术。在6LoWPAN网络中,传感节点通过网关与Internet进行数据交互,导致靠近网关的节点与其他节点相比,能耗和负载严重不均衡。当前的6LoWPAN传感器网络协议不支持多网关路由功能。提出了一种基于rank值最小的多网关选择算法,在不增加额外信令的条件下,对现有6LoWPAN协议增加了多网关的支持,设计完成了6LoWPAN多网关系统方案,并在实际平台下实现。结果分析表明,该设计方案能够获得预期功能和性能,实现6LoWPAN节点能够自由选择网关,与Internet无缝互联互接。     

6LoWPAN网络组播通信方案的研究与设计

随着无线传感器网络(WSN)对新应用的需求不断增加,基于IEEE 802.15.4实现IPv6通信的低速无线个人局域网标准6LoWPAN是将WSN接入Internet实现全IP通信的理想解决方案.在此提出了一种基于6LoWPAN网络的组播通信方案,通过自组建M AC地址的方式,对现有的6LoWPAN网络增加了对组播通信...