專利名稱：IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的接入方法。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork, WSN)是多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，其誕生之初便被認(rèn)為將是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一，會(huì)對(duì)人類未來的 生活方式產(chǎn)生巨大影響。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量具有特定功能的傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線自組織的通信方式，相互傳遞信息，協(xié)同地完成特定功能的智能專用網(wǎng)絡(luò)，其綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、微電子制造技術(shù)和軟件編程技術(shù)等，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)所監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或檢測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)收集到的信息進(jìn)行處理后傳送給終端用戶，從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的網(wǎng)絡(luò)”理念。在國(guó)防軍事、エ業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)控制、智能交通、醫(yī)療衛(wèi)生、空間探測(cè)，以及家庭和辦公環(huán)境自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。但是對(duì)于許多應(yīng)用而言，傳感器網(wǎng)絡(luò)并不以ー個(gè)孤立網(wǎng)絡(luò)的形式存在，而是要求通過某種方式接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，使遠(yuǎn)程用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方便地對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行訪問、控制和使用。Internet作為目前世界上規(guī)模最大、覆蓋最廣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，為人們提供了一個(gè)巨大的資源共享平臺(tái)，極大的方便了人們的信息交流。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展了人們的信息獲取能力，將客觀的物理信息同傳輸網(wǎng)絡(luò)連接在一起。因此，將各種傳感器網(wǎng)絡(luò)接入Internet,人們能夠方便地通過Internet 了解到自己所關(guān)心的物理區(qū)域狀態(tài)(溫度、濕度、震動(dòng)等)，使得Internet真正延伸到世界的各個(gè)物理角落，這將成為人們獲取物理世界信息最直接、最有效、最真實(shí)的方式。近幾年，由于傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的網(wǎng)絡(luò)特性以及應(yīng)用場(chǎng)景的多祥化，傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方案不盡相同，各項(xiàng)技術(shù)沒有形成統(tǒng)ー的標(biāo)準(zhǔn)。這就使得傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet之間的互聯(lián)存在許多困難，Internet用戶也往往無法直接使用傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的各項(xiàng)服務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，越來越多的項(xiàng)目需要傳感器網(wǎng)絡(luò)接入Internet中進(jìn)ー步發(fā)揮價(jià)值，因此，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)接入模型的研究顯得尤為迫切。目前，IPv6 (Internet Protocol Version6,也被稱作下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)在世界各地得到了大力發(fā)展，最終將取代IPv4成為下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議，IPv6能為傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)支撐。首先，IPV6的ー個(gè)非常顯著的特點(diǎn)是提供了非常大的地址空問，128位的地址空間足夠?yàn)槭澜缟先魏卧O(shè)備分配唯一的地址，這個(gè)特點(diǎn)對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)部署節(jié)點(diǎn)有著非常大的吸引力，是其它無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不能比擬的；其次，當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍從ー個(gè)局部區(qū)域擴(kuò)展到非常廣闊的地域的時(shí)候，當(dāng)其服務(wù)對(duì)象從專有領(lǐng)域拓展到民用領(lǐng)域的時(shí)候，未來的IPv6網(wǎng)絡(luò)將為傳感器網(wǎng)絡(luò)的Internet接入、廣域互聯(lián)以及信息資源的共享提供極大方便；最后，傳感器網(wǎng)絡(luò)未來“無處不在的網(wǎng)絡(luò)”也必將為IPv6網(wǎng)絡(luò)提供大量的特色應(yīng)用業(yè)務(wù)。因此，在IPv6協(xié)議下實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入Internet技術(shù),符合網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。IPv6傳感器網(wǎng)絡(luò)接入Internet,使得人們能通過Internet查找、定購(gòu)和使用傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的各種服務(wù)，對(duì)推動(dòng)未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新發(fā)展具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的接入方法，它可將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入Internet。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下在IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中部署精簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，將采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議匯聚到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)處理，接入承載網(wǎng)絡(luò)，將信息發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器端對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行處理和分析，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。本發(fā)明通過網(wǎng)關(guān)將網(wǎng)絡(luò)劃分為內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)，網(wǎng)關(guān)采用了新型的協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)，協(xié)議棧采用了ー種獨(dú)立于操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)事件調(diào)用方案，采用了基于事件和數(shù)據(jù)類型驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序接口和基于需求驅(qū)動(dòng)的重傳機(jī)制，通過最大容限控制的內(nèi)存分配方案，使得最終的協(xié)議棧軟件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)控制在20千字節(jié)以內(nèi)。IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署精簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，將采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議匯聚到網(wǎng)際連接設(shè)備(網(wǎng)關(guān))，網(wǎng)際連接設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)處理，接入各種承載網(wǎng)絡(luò)將信息發(fā)送到服務(wù)器；承載網(wǎng)可以是WiFi、以太網(wǎng)、GSM等，網(wǎng)關(guān)只需配置相應(yīng)的接入模塊即可。服務(wù)器端對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行處理和分析，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶終端通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議訪問服務(wù)器，獲取IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的訪問、控制以及有效的管理，從而最終完成了IPv6微型傳感路由器采用全球合法地址與Internet任一終端進(jìn)行端到端通信。本發(fā)明采用網(wǎng)際連接設(shè)備完成IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，主要具有以下的優(yōu)點(diǎn)I.減少無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性，無需為每ー個(gè)設(shè)備部署承載網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)備(以太網(wǎng)ロ、AP設(shè)備等)，降低成本；2.網(wǎng)際連接設(shè)備只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，不做網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層協(xié)議的處理，與ZigBee、藍(lán)牙等網(wǎng)絡(luò)代理網(wǎng)關(guān)設(shè)備相比，増加了轉(zhuǎn)換效率，又沒有破壞端對(duì)端的控制，保證了數(shù)據(jù)的透明傳輸以及安全性；3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不同，必須采用不同的承載網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)際連接設(shè)備可以擴(kuò)展不同的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，接入各種承載網(wǎng)絡(luò)，具有更強(qiáng)的靈活性。
具體實(shí)施例方式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大部分應(yīng)用在于通過低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完成對(duì)例如智能家居、自動(dòng)化辦公、建筑安全、健康質(zhì)量等環(huán)境因素的監(jiān)測(cè)和控制，因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不能是ー個(gè)孤立的網(wǎng)絡(luò)，必須接入現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，如Internet、局域網(wǎng)以及其它個(gè)域網(wǎng)絡(luò)等，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端進(jìn)行通信，完成監(jiān)測(cè)和控制的功能。一方面訪問服務(wù)器端，將監(jiān)測(cè)采集的數(shù)據(jù)包處理后進(jìn)行發(fā)送；另ー方面，接收服務(wù)器端的命令，完成相應(yīng)的控制操作。因此，無線傳感網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通具有重要的意義。由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)大部分基于TCP/IP，將IPv6技術(shù)引入無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有巨大的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端對(duì)端的通信，提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率，增強(qiáng)了安全性。因此，IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以不需要特殊的中間節(jié)點(diǎn)或者網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，直接接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，成為網(wǎng)絡(luò)終端，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的無縫融合。然而，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備低成本、低功耗、低復(fù)雜性的要求以及接入網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的多祥性，決定了每個(gè)IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都直接接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)是不切實(shí)際的。通常，設(shè)備的程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)都非常有限，無法配置完備的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和大規(guī)模路由協(xié)議，因此，采用一種硬件資源相對(duì)豐富的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備(網(wǎng)關(guān))完成IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。本發(fā)明在IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中部署精簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，將采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議匯聚到網(wǎng)際連接設(shè)備(網(wǎng)關(guān))，網(wǎng)際連接設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)處理，接入各種承載網(wǎng)絡(luò)，將信息發(fā)送到服務(wù)器；服務(wù)器端對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行處理和分 祈，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶終端通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議訪問服務(wù)器，獲取IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信息，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的訪問、控制以及有效的管理。
權(quán)利要求
1.ー種IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的接入方法，其特征在于 在IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中部署精簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧； 將采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議匯聚到網(wǎng)關(guān)； 網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)處理，接入承載網(wǎng)絡(luò)，將信息發(fā)送到服務(wù)器； 服務(wù)器端對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行處理和分析，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
2.如權(quán)利要求I所述的IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的接入方法，其特征在于 所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧采用獨(dú)立于操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)事件調(diào)用方案，采用基于事件和數(shù)據(jù)類型驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序接口和基于需求驅(qū)動(dòng)的重傳機(jī)制，通過最大容限控制的內(nèi)存分配方案，使得最終的協(xié)議棧軟件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)控制在20千字節(jié)以內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的接入方法，其步驟是在IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中部署精簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧；將采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議匯聚到網(wǎng)關(guān)；網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)處理，接入承載網(wǎng)絡(luò)，將信息發(fā)送到服務(wù)器；服務(wù)器端對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行處理和分析，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧采用獨(dú)立于操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)事件調(diào)用方案，采用基于事件和數(shù)據(jù)類型驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序接口和基于需求驅(qū)動(dòng)的重傳機(jī)制，通過最大容限控制的內(nèi)存分配方案，使得最終的協(xié)議棧軟件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)控制在20千字節(jié)以內(nèi)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無線傳感網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，具有重大的意義。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102694773SQ20111007032
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者劉 東, 劉銘, 步日欣, 程遠(yuǎn), 董偉, 谷晨 申請(qǐng)人:北京天地互連信息技術(shù)有限公司