本文關(guān)鍵詞：基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究

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【摘要】：近年來,隨著微制造、通信以及嵌入式技術(shù)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已成為當(dāng)前研究的熱點之一。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生,對傳感器節(jié)點直接接入到IP網(wǎng)絡(luò)提出了新的需求,但由于目前IPv4地址早已耗盡,而傳感器節(jié)點數(shù)量龐大,需要大量的IP地址,因而人們寄希望于下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6。IPv6協(xié)議產(chǎn)生的初衷是為了解決IP網(wǎng)絡(luò)地址不夠用的問題,要將其應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò),需要對該協(xié)議進行修改,以適應(yīng)傳感器網(wǎng)絡(luò)資源、能量受限的問題。為了解決這個問題,IETF工作組提出了6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)草案,該草案提出了一系列建議用于將IPv6協(xié)議進行簡化,并將簡化后的協(xié)議應(yīng)用到傳感器網(wǎng)絡(luò),從而解決傳感器節(jié)點直接接入IP網(wǎng)絡(luò)的問題。本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和IEEE802.15.4協(xié)議的概念以及體系結(jié)構(gòu),并對6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)的主要特點進行了介紹。然后對6LoWPAN的核心層即適配層進行了深入的研究,詳細描述了荷載報文的分片與重組、報頭的壓縮以及地址自動配置機制,基本實現(xiàn)了基于6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)的適配層。之后,針對傳感器網(wǎng)絡(luò)中常用的樹形拓撲結(jié)構(gòu),介紹了基于6LoWPAN的傳感器網(wǎng)絡(luò)的樹形路由,并對其中存在的不足,給出了改進的地址分配方案以及改進的樹形路由算法。最后,使用NS2軟件,對基于6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)的樹形路由和改進的樹形路由進行仿真。結(jié)果表明,改進的樹形路由在平均時延、網(wǎng)絡(luò)吞吐量以及平均跳數(shù)上具有明顯的優(yōu)勢,從而證明了該改進方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 6LoWPAN 樹形路由 適配層
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9
• 1.3 發(fā)展前景9-10
• 1.4 論文的主要工作及布局10-11
• 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)11-17
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)11-13
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念11
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)11-13
• 2.2 IEEE802.15.4協(xié)議13-14
• 2.2.1 IEEE802.15.4協(xié)議概述13
• 2.2.2 IEEE802.15.4協(xié)議拓撲結(jié)構(gòu)13-14
• 2.2.3 IEEE802.15.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧14
• 2.3 6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)14-16
• 2.3.1 6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)的介紹14
• 2.3.2 6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢14-15
• 2.3.3 6LoWPAN標(biāo)準(zhǔn)要解決的關(guān)鍵問題15-16
• 2.4 本章小結(jié)16-17
• 3 適配層研究與分析17-29
• 3.1 適配層主要功能17-18
• 3.2 適配層報文18-23
• 3.2.1 MAC層報文格式19
• 3.2.2 適配層報文格式19-22
• 3.2.3 適配層報文重組22-23
• 3.3 報頭壓縮23-28
• 3.3.1 IPv6報頭壓縮23-26
• 3.3.2 UDP報頭壓縮26-27
• 3.3.3 ICMP報頭壓縮27-28
• 3.4 無狀態(tài)地址自動配置28
• 3.5 本章小結(jié)28-29
• 4 網(wǎng)絡(luò)拓撲及路由算法29-43
• 4.1 基于6LoWPAN的網(wǎng)絡(luò)拓撲29-31
• 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分類29-30
• 4.1.2 鄰接表30
• 4.1.3 Beacon30-31
• 4.2 6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)的地址分配機制31-35
• 4.2.1 HiLow-Hierarchical地址分配方案32-33
• 4.2.2 改進的地址分配方案33-35
• 4.3 常見路由算法及特性35-38
• 4.3.1 常見路由算法35
• 4.3.2 6LoWPAN多跳路由35-36
• 4.3.3 路由特性36-38
• 4.4 樹形路由算法及其改進38-42
• 4.4.1 普通樹形路由算法38-39
• 4.4.2 改進的樹形路由算法39-41
• 4.4.3 模擬分析41-42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 5 適配層實現(xiàn)以及路由算法仿真43-49
• 5.1 基于802.15.4對NS2模擬器的擴展43-45
• 5.2 仿真實驗及結(jié)果分析45-48
• 5.2.1 性能分析指標(biāo)45-46
• 5.2.2 仿真結(jié)果及分析46-48
• 5.3 本章小結(jié)48-49
• 6 總結(jié)與展望49-50
• 致謝50-51
• 參考文獻51-53

【參考文獻】

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本文編號：629362