CN102694773A - IPv6无线传感器网络与现有网络的接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IPv6无线传感器网络与现有网络的接入方法，其步骤是：在IPv6无线传感器网络设备中部署精简的网络协议栈；将采集的监测数据通过无线传感器网络路由协议汇聚到网关；网关进行数据的转发处理，接入承载网络，将信息发送到服务器；服务器端对监测信息进行处理和分析，并存储到数据库中。所述网络协议栈采用独立于操作***的网络事件调用方案，采用基于事件和数据类型驱动的应用程序接口和基于需求驱动的重传机制，通过最大容限控制的内存分配方案，使得最终的协议栈软件的数据存储区控制在20千字节以内。本发明实现了无线传感网络与现有网络的互联互通，具有重大的意义。

Description

IPv6无线传感器网络与现有网络的接入方法

技术领域

本发明涉及一种IPv6无线传感器网络与现有网络的接入方法。

背景技术

无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)是多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域之一，其诞生之初便被认为将是21世纪最重要的技术之一，会对人类未来的生活方式产生巨大影响。无线传感器网络是由大量具有特定功能的传感器节点通过无线自组织的通信方式，相互传递信息，协同地完成特定功能的智能专用网络，其综合了传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术、分布式信息处理技术、微电子制造技术和软件编程技术等，可以实时检测、感知和采集网络所监控区域内的各种环境或检测对象的信息，并对收集到的信息进行处理后传送给终端用户，从而真正实现“无处不在的网络”理念。在国防军事、工业控制、环境监测和预报、农业监测控制、智能交通、医疗卫生、空间探测，以及家庭和办公环境自动化等众多领域都有着广泛的应用前景。但是对于许多应用而言，传感器网络并不以一个孤立网络的形式存在，而是要求通过某种方式接入现有网络，使远程用户能够通过网络设备方便地对传感器网络资源进行访问、控制和使用。

Internet作为目前世界上规模最大、覆盖最广的计算机网络，为人们提供了一个巨大的资源共享平台，极大的方便了人们的信息交流。无线传感器网络扩展了人们的信息获取能力，将客观的物理信息同传输网络连接在一起。因此，将各种传感器网络接入Internet，人们能够方便地通过Internet了解到自己所关心的物理区域状态(温度、湿度、震动等)，使得Internet真正延伸到世界的各个物理角落，这将成为人们获取物理世界信息最直接、最有效、最真实的方式。近几年，由于传感器网络自身的网络特性以及应用场景的多样化，传感器网络的实现方案不尽相同，各项技术没有形成统一的标准。这就使得传感器网络与Internet之间的互联存在许多困难，Internet用户也往往无法直接使用传感器网络提供的各项服务。随着网络的发展及传感器网络技术的不断成熟，越来越多的项目需要传感器网络接入Internet中进一步发挥价值，因此，对无线传感器网络与现有网络接入模型的研究显得尤为迫切。

目前，IPv6(Internet Protocol Version6，也被称作下一代互联网协议)在世界各地得到了大力发展，最终将取代IPv4成为下一代互联网的核心协议，IPv6能为传感器网络的发展提供良好的基础支撑。首先，IPV6的一个非常显著的特点是提供了非常大的地址空问，128位的地址空间足够为世界上任何设备分配唯一的地址，这个特点对无线传感器网络的大规模网络部署节点有着非常大的吸引力，是其它无线传感器网络协议不能比拟的；其次，当传感器网络的覆盖范围从一个局部区域扩展到非常广阔的地域的时候，当其服务对象从专有领域拓展到民用领域的时候，未来的IPv6网络将为传感器网络的Internet接入、广域互联以及信息资源的共享提供极大方便；最后，传感器网络未来“无处不在的网络”也必将为IPv6网络提供大量的特色应用业务。因此，在IPv6协议下实现无线传感器网络接入Internet技术，符合网络的发展方向。IPv6传感器网络接入Internet，使得人们能通过Internet查找、定购和使用传感器网络提供的各种服务，对推动未来网络技术的新发展具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种IPv6无线传感器网络与现有网络的接入方法，它可将无线传感器网络接入Internet。

本发明采用的技术方案如下：

在IPv6无线传感器网络设备中部署精简的网络协议栈，将采集的监测数据通过无线传感器网络路由协议汇聚到网关，网关进行数据的转发处理，接入承载网络，将信息发送到服务器，服务器端对监测信息进行处理和分析，并存储到数据库中。

本发明通过网关将网络划分为内网与外网，网关采用了新型的协议栈体系结构，协议栈采用了一种独立于操作***的网络事件调用方案，采用了基于事件和数据类型驱动的应用程序接口和基于需求驱动的重传机制，通过最大容限控制的内存分配方案，使得最终的协议栈软件的数据存储区控制在20千字节以内。IPv6无线传感器网络设备部署精简的网络协议栈，将采集的监测数据通过无线传感器网络路由协议汇聚到网际连接设备(网关)，网际连接设备进行数据的转发处理，接入各种承载网络将信息发送到服务器；承载网可以是WiFi、以太网、GSM等，网关只需配置相应的接入模块即可。服务器端对监测信息进行处理和分析，并存储到数据库中。用户终端通过现有网络的协议访问服务器，获取IPv6无线传感器网络设备的信息，实现对设备的访问、控制以及有效的管理，从而最终完成了IPv6微型传感路由器采用全球合法地址与Internet任一终端进行端到端通信。

本发明采用网际连接设备完成IPv6无线传感器网络与现有网络的互联互通，主要具有以下的优点：

1.减少无线传感器网络设备的复杂性，无需为每一个设备部署承载网络的接入设备(以太网口、AP设备等)，降低成本；

2.网际连接设备只负责数据的转发，不做网络层、应用层协议的处理，与ZigBee、蓝牙等网络代理网关设备相比，增加了转换效率，又没有破坏端对端的控制，保证了数据的透明传输以及安全性；

3.无线传感器网络应用的不同，必须采用不同的承载网络，网际连接设备可以扩展不同的协议转换模块，接入各种承载网络，具有更强的灵活性。

具体实施方式

无线传感器网络的大部分应用在于通过低成本、低功耗的网络设备完成对例如智能家居、自动化办公、建筑安全、健康质量等环境因素的监测和控制，因此，无线传感器网络不能是一个孤立的网络，必须接入现有的网络基础设施，如Internet、局域网以及其它个域网络等，与现有网络服务端进行通信，完成监测和控制的功能。一方面访问服务器端，将监测采集的数据包处理后进行发送；另一方面，接收服务器端的命令，完成相应的控制操作。因此，无线传感网络与现有网络的互联互通具有重要的意义。

由于现有网络大部分基于TCP/IP，将IPv6技术引入无线传感网络具有巨大的优势，实现与现有网络设备端对端的通信，提高了转发效率，增强了安全性。因此，IPv6无线传感器网络设备可以不需要特殊的中间节点或者网关进行转发，直接接入现有网络，成为网络终端，实现与现有网络的无缝融合。

然而，无线传感器网络设备低成本、低功耗、低复杂性的要求以及接入网络基础设施的多样性，决定了每个IPv6无线传感器网络设备都直接接入现有网络是不切实际的。通常，设备的程序存储区和数据存储区都非常有限，无法配置完备的网络协议栈和大规模路由协议，因此，采用一种硬件资源相对丰富的网络连接设备(网关)完成IPv6无线传感器网络与现有网络的互联互通。

本发明在IPv6无线传感器网络设备中部署精简的网络协议栈，将采集的监测数据通过无线传感器网络路由协议汇聚到网际连接设备(网关)，网际连接设备进行数据的转发处理，接入各种承载网络，将信息发送到服务器；服务器端对监测信息进行处理和分析，并存储到数据库中。用户终端通过现有网络的协议访问服务器，获取IPv6无线传感器网络设备的信息，并可以实现对设备的访问、控制以及有效的管理。

Claims (2)

1.一种IPv6无线传感器网络与现有网络的接入方法，其特征在于：

在IPv6无线传感器网络设备中部署精简的网络协议栈；

将采集的监测数据通过无线传感器网络路由协议汇聚到网关；

网关进行数据的转发处理，接入承载网络，将信息发送到服务器；

服务器端对监测信息进行处理和分析，并存储到数据库中。

2.如权利要求1所述的IPv6无线传感器网络与现有网络的接入方法，其特征在于：

所述网络协议栈采用独立于操作***的网络事件调用方案，采用基于事件和数据类型驱动的应用程序接口和基于需求驱动的重传机制，通过最大容限控制的内存分配方案，使得最终的协议栈软件的数据存储区控制在20千字节以内。