本文關鍵詞：6LoWPAN網(wǎng)絡幾個關鍵技術研究

  更多相關文章： 無線傳感器網(wǎng)絡 6LoWPAN IPv6 RPL 目標函數(shù) Contiki

【摘要】：隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術日趨完善和物聯(lián)網(wǎng)技術不斷進步,大量無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點需要接入互聯(lián)網(wǎng)。傳統(tǒng)的IP技術不適用于資源受限的無線傳感器網(wǎng)絡,在這樣的背景下,互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(Internet Engineering Task Force, IETF)組建了6LoWPAN(IPv6over Low-power wireless Personal Area Networks)工作組,旨在解決IPv6技術應用于無線傳感器網(wǎng)絡存在的問題。 該文以IPv6技術和IEEE802.15.4技術為基礎,首先深入研究6LoWPAN適配層技術,運用Contiki操作系統(tǒng)設計實現(xiàn)6LoWPAN協(xié)議棧；然后,在對RPL路由(IPv6Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks)深入研究的基礎上,優(yōu)化RPL路由,并進行性能分析；最后,搭建6LoWPAN網(wǎng)絡系統(tǒng)測試平臺,測試6LoWPAN網(wǎng)絡性能,具體創(chuàng)新點如下： 第一,針對RPL路由決策僅使用單一路由度量不能滿足實際應用需求這一問題,文中利用模糊邏輯理論在路由決策中引入多種路由度量,設計實現(xiàn)OF-FL目標函數(shù),運用Cooja仿真軟件對模糊優(yōu)化的RPL路由性能進行仿真分析。 第二,通過比較現(xiàn)有6LoWPAN協(xié)議棧實現(xiàn)途徑,選用Contiki操作系統(tǒng)設計適配層接口函數(shù)用以處理不同流向的數(shù)據(jù)報,并軟件編程實現(xiàn)6LoWPAN適配層的頭部壓縮與解壓縮等功能。 第三,依據(jù)6LoWPAN網(wǎng)絡特點,采用CC253X系列芯片對6LoWPAN網(wǎng)關節(jié)點和傳感器節(jié)點進行硬件設計,實現(xiàn)6LoWPAN網(wǎng)絡在環(huán)境溫度、光度等監(jiān)測方面的應用。
【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 6LoWPAN IPv6 RPL 目標函數(shù) Contiki
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究內容及組織結構16-19
• 2 6LoWPAN技術基礎19-31
• 2.1 IPv6技術19-21
• 2.1.1 IPv6數(shù)據(jù)報格式19-20
• 2.1.2 IPv6尋址方式20
• 2.1.3 IPv6協(xié)議的構成20-21
• 2.2 IEEE802.15.4技術21-23
• 2.2.1 IEEE802.15.4物理層21-22
• 2.2.2 IEEE802.15.4 MAC層22
• 2.2.3 IEEE802.15.4幀格式22-23
• 2.3 6LoWPAN適配層技術23-29
• 2.3.1 6LoWPAN適配層幀格式24-25
• 2.3.2 Mesh尋址頭25
• 2.3.3 分片與重組25-26
• 2.3.4 6LoWPAN頭壓縮26-29
• 2.4 本章小結29-31
• 3 RPL路由的模糊優(yōu)化仿真31-57
• 3.1 6LoWPAN網(wǎng)絡路由機制31-35
• 3.1.1 Mesh-Under路由機制31-33
• 3.1.2 Router-Over路由機制33-35
• 3.2 RPL協(xié)議分析35-45
• 3.2.1 RPL協(xié)議概述35-37
• 3.2.2 RPL網(wǎng)絡模型37-38
• 3.2.3 路由度量與目標函數(shù)38-41
• 3.2.4 RPL網(wǎng)絡的構建41-43
• 3.2.5 環(huán)路避免與檢測及網(wǎng)絡修復機制43-44
• 3.2.6 Trickle定時機制44-45
• 3.3 基于模糊邏輯的RPL目標函數(shù)45-50
• 3.3.1 模糊邏輯基本理論45-46
• 3.3.2 路由度量的模糊化46-48
• 3.3.3 模糊推理與解模糊化48-50
• 3.4 RPL路由的模糊優(yōu)化性能分析50-55
• 3.4.1 仿真設計50-51
• 3.4.2 仿真結果51-55
• 3.5 本章小結55-57
• 4 6LoWPAN協(xié)議棧的設計與實現(xiàn)57-73
• 4.1 現(xiàn)有6LoWPAN協(xié)議棧實現(xiàn)途徑比較57-59
• 4.2 Contiki操作系統(tǒng)59-61
• 4.2.1 Contiki的機制59
• 4.2.2 主要模塊59-61
• 4.2.3 編程模型61
• 4.3 輕量級通信協(xié)議棧61-65
• 4.3.1 Rime協(xié)議棧61-63
• 4.3.2 uIPv6協(xié)議棧63-65
• 4.4 6LoWPAN適配層的軟件實現(xiàn)65-72
• 4.4.1 適配層的接口函數(shù)設計65-66
• 4.4.2 適配層的壓縮與解壓縮66-72
• 4.5 本章小結72-73
• 5 6LoWPAN網(wǎng)絡系統(tǒng)測試平臺73-85
• 5.1 系統(tǒng)測試平臺搭建73-79
• 5.1.1 測試平臺的架構73-74
• 5.1.2 網(wǎng)關節(jié)點的硬件實現(xiàn)74-77
• 5.1.3 傳感器節(jié)點的硬件實現(xiàn)77-79
• 5.2 系統(tǒng)測試結果及分析79-83
• 5.2.1 網(wǎng)絡連通性測試79-80
• 5.2.2 網(wǎng)絡傳輸性能測試80-82
• 5.2.3 節(jié)點信息監(jiān)測測試82-83
• 5.3 本章小結83-85
• 6 總結與展望85-87
• 參考文獻87-93
• 致謝93-95
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果95

【參考文獻】

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本文編號：768142