一种基于6LoWPAN的TCP报头压缩方案

TCP是一种可靠的传输层协议, 许多应用有强烈的可靠性要求, 需要TCP的支持. 6LoWPAN网络受节点硬件资源与底层通信协议限制, 需要对TCP报头进行压缩, 然而目前尚无相关标准.在研究现有TCP报头压缩方案的基础上, 针对6LoWPAN网络的特点, 提出了一种适用于6LoWPAN网络的TCP报头压缩方案LOWPAN_TCP_HC, 并进行了测试. 实验结果表明LOWPAN_TCP_HC能够有效压缩TCP报头, 减少传感器节点能量消耗, 延长节点使用时间.     

6LoWPAN适配层协议的分片与重组测试方法设计

摘要：本文通过分析6LowPAN适配层协议分片与重组技术的测试需求,在对分布式测试法进行优化和改进的基础上提出虚拟测试法,并实现了相应的测试系统。通过实际的测试系统验证,该方法能够充分满足适配层分片与重组技术的测试要求。运用这种方法可以减少测试设备的数量,不用考虑测试设备间的同步问题,消除了非同步造成的错误,从而得出更精确的测试结果。     

6LoWPAN适配层分片与重组算法性能分析

将IPv6协议引入物联网感知层是物联网感知层的重点研究方向。由于IPv6协议与IEEE802.15.4协议数据载荷长度之间的不匹配,其上层协议数据包无法直接与底层协议进行数据交换,因此采用适配层中的分片与重组算法协议解决两种协议载荷长度的不兼容问题。为了具体分析算法性能,对6LoWPAN分片重组算法、改进算法及另一种带有每跳ARQ算法的改进算法进行数学建模及数据仿真,一方面对分片与重组算法的性能进行分析比较,通过仿真实验分析误码率、跳数等主要性能指标对网络能耗、时延性能的影响;另一方面提出一种新的自适应算法框架,使得适配层可以在变化的网络环境下选择不同的分片重组算法,来达到在物联网感知层中进一步优化网络性能、节省网络资源的目的。     

6LoWPAN中route-over分片转发策略的改进

6LoWPAN使得在无线传感网络上进行基于IPv6的数据传输成为可能, 它定义了route-over和mesh-under两种路由策略. 针对传统的route-over策略在分片转发中存在的问题, 提出了基于虚电路的route-over分片流水转发策略, 详细介绍了该改进策略的详细设计, 即根据第1个分片的IP压缩头部信息建立后续分片的转发映射. 仿真实验结果表明, 改进的策略较原始策略在网络传输和时延上有更好的表现.     

一种基于簇策略的物联网6LoWPAN报头压缩技术

针对物联网基于IPv6的低功耗无线个域网6LoWPAN报头压缩技术中的LoWPAN_HC1和LoWPAN_HC2对于全局地址和多播地址的作用非常有限,而LoWPAN_IPHC存在广播通信无方向性、冗余的网络通信消耗等问题,提出了一种基于簇策略的物联网6LoWPAN报头压缩方法 LoWPAN_CIPHC。该方法采用簇的策略细化报头压缩目的地址与源地址,既可以使内部网络通信路径最优,又方便控制广播区域。测试结果表明,与LoWPAN_IPHC相比,LoWPAN_CIPHC能够在不增加运算的情况下,减少网络通信消耗。     

6LoWPAN适配层协议的一致性测试

为6LoWPAN适配层协议设计和实现了一致性测试的测试用例和测试平台。在分析6LoWPAN适配层协议的基础上,划分了测试组,建立了测试目标,根据测试目标设计了近100个测试用例。根据测试中激励发送和协议行为观测的需要,设计并实现了测试平台。在该平台上,成功运行了90多个测试用例,对网络实验室的适配层实现进行了测试,达到了一致性测试的目的。     

6LoWPAN树状路由协议的研究

6LoWPAN适配层路由是一个关键技术,考虑到低功耗的设计要求,在6LoWPAN实现中采用支持省电的Beacon模式,提出树状拓扑结构和树状短地址分配方法,并在此基础上设计树状路由机制.该路由协议具有低开销、重新自组的特点,为6LoWPAN路由提供一个可行的解决方案.     

6LoWPAN_GHC报头压缩算法的研究

6LoWPAN(IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks)定义了IPv6报文如何在IEEE802.15.4网络上传输.其中难点主要在于适配层的报头压缩,这对于增大有效负载的空间非常重要,因为IEEE802.15.4留给上层协议的空间只有81字节左右.简单介绍了了6LoWPAN的几种现有的报头压缩算法,同时着重研究了一种通用的报头压缩算法6LOWPAN_GHC(以下简称GHC),并进行了实验验证.GHC可以看做是对通用报头及类报头有效载荷的一种补充算法,这样就不需要为新报头或者类包头有效载荷定义新的压缩规范了.     

6LoWPAN邻居发现协议的研究

6LoWPAN(IPv6 over Low power WPAN)体系结构中邻居发现协议(NDP)是一个关键技术,原邻居发现协议不能直接运行于LoWPAN网络上的主要原因是采用IPv6多播实施大多数功能,因此必须在保证NDP基本功能的前提下满足无线传感器网络(WSN)的低功耗和低资源需求的设计要求.针对NDP的基本功能提出了简化、修改和裁减方案,对于NDP的主要多播流量即路由器恳求(RS)和路由器通告(RA)给出了相应的动态通告算法,大大减少了LoWPAN网络的流量,同时又保证了与原NDP过程的兼容性.     

基于6LoWPAN的矿井无线传感器网络适配层研究

针对采用6LoWPAN技术的矿井无线传感器网络WSN与Internet互联时,需要进行IEEE802.15.4与IPv6的协议适配转换的问题,提出了一种IPv4/IPv6适配层的设计方案。该方案采取分―总的设计思路:首先分别进行IPv4适配层和IPv6适配层的设计,然后通过分析这2个设计将IPv4适配层和IPv6适配层进行结合,使得IPv4适配层和IPv6适配层成为可选择使用的IPv4/IPv6适配层。文章还介绍了该方案在矿井人员定位系统网关中的应用。下一步的研究重点是研究可支持该方案实际使用的硬件。     

6LoWPAN无线传感器网络移动管理方案

提出了一种跨层的6LoWPAN无线传感器网络移动管理方案。首先提出了6LoWPAN网络体系结构, 基于该体系结构, 提出了一种跨层的移动切换算法。在此算法中, 网络层移动切换与链路层移动切换同时进行, 在三层切换过程中, 移动节点无须转交地址配置, 也无须参与网络层的移动切换过程, 且无须参与移动切换过程, 在二层切换过程中, 移动节点无须扫描所有信道, 通过获取的信道信息直接进行二层切换, 因此降低了切换延迟、丢包率和切换代价。     

6LoWPAN中的路由选择策略的改进

随着IPv4地址资源的耗尽,IPv6网络替代IPv4成为不可逆转之势。在近几年中无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）的发展,使得IPv6网络的应用范围得到很大的拓展。其中6Lowpan的提出使得WSN中的节点可以以IP地址的方式进行通信,本文探讨了网络层的IPv6数据包长度和MAC层的数据包分片数量对网络性能的影响,在Contiki实验平台下分析了不同的RSSI和网络负载下6LoWPAN的表现,提出了基于RSSI的改进的RPL路由协议,明显增强了6LoWPAN下的通信能力。     

物联网6LoWPAN技术研究

由于物联网的迅速发展,无线通信系统中终端节点数量迅速增加。基于此,国际标准化机构IETF组织专门制 定了适用于物联网通信的6LoWPAN标准。该标准将IPv6 协议运行在传统IEEE802.15.4 标准之上,使得系统能够容纳海量的 终端,同时基于不同底层硬件节点能够通过IP 协议进行互联。本文对6LoWPAN标准在物联网中的应用场景和框架以及 6LoWPAN中分片重组、报头压缩、路由转发和安全性进行了研究分析。     

基于改进6LoWPAN的移动物联网性能研究*

主要研究如何解决在无线移动物联网中使用IPv6所引起的传输效率以及移动切换中数据连续传输问题。为传输效率问题,提出了IPv6报头的复合压缩方法,使用了地址分配器、比较编码、Lempel-Ziv-Welch编码器等算法对报头作压缩处理。为实现移动切换时的数据连续传输,提出了改进的移动切换协议E-FHMIPv6方法。仿真结果证明,该算法和方法提高了传输效率,在移动切换时降低了丢包率。因此,提出的解决方案对移动互联网的性能有明显的提高。     

6LoWPAN中分层路由协议HiLow的改进

6LoWPAN标准将下一代互联网协议IPv6与IEEE 802.15.4标准联系起来,使得在低速无线个人区域网络（LoWPAN）上进行基于IPv6的数据传输成为可能。HiLow作为一种基于Mesh-under原理的分层路由方式,大大减少了控制报文的数量及存储空间的需求。通过对HiLow的父节点选择策略及路由恢复策略进行改进,增强了6LoWPAN网络的稳定性及路由的可靠性。最后在NS2中通过仿真实验对所做改进进行了验证,结果显示当存在失效节点时改进后的协议仍能保持较高的转发成功率。     

6LoWPAN网络组播通信方案的研究与设计

随着无线传感器网络(WSN)对新应用的需求不断增加,基于IEEE 802.15.4实现IPv6通信的低速无线个人局域网标准6LoWPAN是将WSN接入Internet实现全IP通信的理想解决方案.在此提出了一种基于6LoWPAN网络的组播通信方案,通过自组建M AC地址的方式,对现有的6LoWPAN网络增加了对组播通信...     

6LoWPAN适配层分片重组的研究与实现

对比ZigBee技术,分析了全IP传感器网络的实现方式,在IEEE 802.15.4和IPv6之间增加6LoWPAN适配层,从而实现WSN对IPv6的无缝对接。接着分析了IPv6和IEEE 802.15.4之间数据格式的差别,由此给出了对原始IPv6数据包进行分片重组的方案。最后,通过程序验证了方案的可行性。     

基于6LoWPAN和IPv6的猪舍环境远程监测系统

猪舍的环境是影响猪生产水平的重要因素之一,为猪舍环境改善提供依据并提高猪的健康水平和生产效率,结合6LoWPAN网络和IPv6网络的快速演进,文章设计并实现了一种基于6LoWPAN和IPv6的猪舍环境远程监测系统。该系统实现了无线传感器网络（WSN）与IPv6网络之间的点到点通信,实现了猪舍内温度、湿度、光照强度、CO2、H2S、NH3等环境因子实时监测。文章详细描述了该系统硬件框架和软件框架实现过程,最后基于Visual C++ 6.0和MySQL开发了猪舍环境远程监测系统的上位机管理软件,并利用Android Studio开发了移动端猪舍环境远程监测APP。试验结果表明,该系统能准确获取监测数据,可满足猪舍环境远程监测的需求。     

基于6LoWPAN的智慧校园空调监控系统设计

针对总线制空调监控系统存在布线施工成本高、联网结构复杂、维护难度大等问题,设计了一种基于6LoWPAN的智慧校园空调监控系统。首先给出了系统的整体功能及网络架构;然后,给出了传感器节点、系统核心模块及网关节点的硬件设计;接下来对6LoWPAN协议及简化进行了描述,给出了系统嵌入式软件的设计;最后给出了相关的空调控制策略。测试和实验结果表明,该空调监控系统具有结构简洁,扩展性高,实时在线响应,有效解决了校园空调物联网的信息互联问题,利用云平台智能管理达到节能减排目标。