本文選題：6LoWPAN + RTOS　； 參考：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：6LoWPAN即IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Network,是低速無線個(gè)域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn),其目標(biāo)是將IPv6協(xié)議能夠運(yùn)行到基于IEEE802.15.4網(wǎng)絡(luò)的無線個(gè)域網(wǎng)中。到目前為止,IP協(xié)議仍然不能應(yīng)用在無線個(gè)域網(wǎng)中,因?yàn)樵诨贗EEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線個(gè)域網(wǎng)中,鏈路層最大幀的的容量是127個(gè)字節(jié),因此無論是IP協(xié)議的報(bào)頭大小還是報(bào)文大小相對(duì)無線個(gè)域網(wǎng)來說都是不可接受的,6LoWPAN技術(shù)的提出正是解決如何將IP協(xié)議應(yīng)用到無線個(gè)域網(wǎng)中,6LoWPAN技術(shù)通過包頭壓縮、分片重組等方式,解決IP協(xié)議包頭過大和協(xié)議地址字段過長的問題,使得IP協(xié)議能夠應(yīng)用到無線個(gè)域網(wǎng)中去。6LoWPAN技術(shù)和嵌入式RTOS結(jié)合的優(yōu)勢在于可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)應(yīng)用平臺(tái),使得相關(guān)的應(yīng)用能夠在此平臺(tái)上易于實(shí)現(xiàn)。首先,嵌入式RTOS上可以獨(dú)立運(yùn)行TCP/IP協(xié)議棧直接與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)無線個(gè)域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的無縫連接。其次,與6LoWPAN技術(shù)相結(jié)合的嵌入式RTOS運(yùn)行在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無線個(gè)域網(wǎng)的管理和監(jiān)測,網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)一般采用電源供電,而無線節(jié)點(diǎn)一般采用電池續(xù)航,并且其內(nèi)存和CPU主頻等硬件條件都決定了電池供電的無線節(jié)點(diǎn)難以完成此工作。再次,網(wǎng)關(guān)功能的可擴(kuò)展性取得很大提升,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜應(yīng)用,如對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理,并進(jìn)行決策等功能。本文在深入學(xué)習(xí)6LoWPAN及其相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了合理的系統(tǒng)方案,將編寫的6LoWPAN適配層與支持IPv6的協(xié)議棧進(jìn)行結(jié)合,并最終在aCoral操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了支持6LoWPAN的網(wǎng)絡(luò)功能。本文完成的主要工作有:設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)方案,編寫6LoWPAN適配層,編寫相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序,在aCoral操作系統(tǒng)上完成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),進(jìn)行相關(guān)的測試。經(jīng)測試,各個(gè)模塊能夠正確、穩(wěn)定的工作,并對(duì)系統(tǒng)的整體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行嚴(yán)格的測試,通過對(duì)接收報(bào)文逐層進(jìn)行分析,確保從IEEE802.15.4底層網(wǎng)絡(luò)接收到的報(bào)文是經(jīng)過6LoWPAN適配層正確處理的,并利用合理的測試方案,測試了在應(yīng)用層進(jìn)行通信的正確性,進(jìn)而完成了本文的目標(biāo),在aCoral操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了支持6LoWPAN的網(wǎng)絡(luò)功能。
[Abstract]:6LoWPAN (IPv6 over low Power Wireless personal Area Network) is the standard of low speed wireless personal Area network. Its goal is to run IPv6 protocol into wireless personal area network based on IEEE 802.15.4 network. Up to now, the IP protocol can not be used in wireless personal area networks, because in IEEE 802.15.4 standard wireless personal area networks, the maximum frame capacity of link layer is 127 bytes. Therefore, whether the header size or packet size of IP protocol is unacceptable compared with wireless personal area network, the proposal of "6LoWPAN" is to solve the problem of how to apply IP protocol to wireless personal area network (WLAN) and how to compress 6LoWPAN by packet head. In order to solve the problem that IP protocol packet head is too large and protocol address field is too long, the advantage of combining .6LoWPAN technology with embedded RTOS is that IP protocol can be applied to wireless personal area network. So that the related applications can be easily implemented on this platform. Firstly, the embedded RTOS can run TCP / IP stack independently and communicate directly with the Internet to realize the seamless connection between wireless personal area network and Internet. Secondly, the embedded RTOS, which is combined with 6LoWPAN technology, runs on the gateway node, which can realize the management and monitoring of wireless personal area network. The gateway node generally uses power supply, while the wireless node generally adopts battery life. And the hardware conditions such as memory and CPU main frequency make it difficult for the battery-powered wireless node to finish the work. Thirdly, the scalability of the gateway is greatly improved, and it can realize complex applications, such as timely processing of the data collected by wireless sensor networks, and decision making and so on. Based on the deep study of 6LoWPAN and its related technologies, this paper puts forward a reasonable system scheme, combines the 6LoWPAN adaptation layer with the IPv6 protocol stack, and finally realizes the network function supporting 6LoWPAN on the aCoral operating system. The main work of this paper is as follows: design a reasonable system scheme, write 6LoWPAN adaptation layer, write a related driver, complete the system implementation on aCoral operating system, carry on the related test. After testing, each module can work correctly and stably, and the overall implementation of the system is strictly tested. By analyzing the received packets layer by layer, the message received from the bottom network of IEEE 802.15.4 is handled correctly by the 6LoWPAN adaptation layer. The correctness of the communication in the application layer is tested with a reasonable test scheme, and the goal of this paper is fulfilled. The network function supporting 6LoWPAN is realized in the aCoral operating system.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN915.04;TP212.9

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本文編號(hào)：1993049