【摘要】：隨著近幾年"互聯(lián)網(wǎng)+"發(fā)展理念的不斷推進(jìn),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為連接萬物的載體受到廣泛關(guān)注。為了使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)化為智能體網(wǎng)絡(luò),對傳感器節(jié)點的計算能力以及與外部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)能力提出了較高要求。若無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠與外網(wǎng)互聯(lián),則傳感器采集到的數(shù)據(jù)就可以傳輸?shù)椒⻊?wù)器上進(jìn)行處理,進(jìn)而實現(xiàn)智能化。為實現(xiàn)這一效果,需要在6LoWPAN協(xié)議下的智能體網(wǎng)路節(jié)點跨越現(xiàn)有IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行通信。針對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的低功耗和低速率特點,并充分利用高性能微處理器的優(yōu)勢,本文對智能體網(wǎng)絡(luò)邊界路由器系統(tǒng)進(jìn)行研究,通過在6LoWPAN邊界節(jié)點模塊和IPv6網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器模塊之間嵌入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊,并使用隧道技術(shù)對IPv6數(shù)據(jù)包進(jìn)行IPv4和SLIP協(xié)議的雙重封裝,從而實現(xiàn)跨越IPv4網(wǎng)絡(luò)的6LoWPAN節(jié)點與IPv6終端之間的通信。具體研究工作如下:首先,對IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)的過渡技術(shù)進(jìn)行研究,比較分析基于雙棧機制、翻譯機制和隧道機制這三種方法的優(yōu)缺點以及在低功耗低速率的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的適用性。深入分析微型操作系統(tǒng)Contiki和嵌入式實時操作系統(tǒng)TI-RTOS的特點,為后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計奠定了軟件基礎(chǔ)。其次,提出基于IPv6的智能體邊界路由器的軟硬件設(shè)計方案,主要包括:6LoWPAN邊界節(jié)點設(shè)計、IPv4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計以及IPv6網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器方案設(shè)計。6LoWPAN邊界節(jié)點以TI公司的芯片CC2530為核心采用Contiki操作系統(tǒng),通過SLIP串行線路網(wǎng)際協(xié)議與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行通信,邊界節(jié)點負(fù)責(zé)報頭壓縮和解壓縮。IPv4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器以TI公司的TM4C1294為平臺,在TI-RTOS操作系統(tǒng)下實現(xiàn)對網(wǎng)口和串口接收信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。IPv6網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器在linux操作系統(tǒng)下負(fù)責(zé)TUN/TAP隧道技術(shù)的實現(xiàn),虛擬出IPv4網(wǎng)卡與IPv4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行TCP/IP協(xié)議下的通信。最后,對IPv6的智能體邊界路由器設(shè)計方案進(jìn)行了部署和測試,實現(xiàn)了預(yù)期功能。
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【學(xué)位授予單位】：中央民族大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN915.05

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2498100