[發明專利]實現無線傳感器網絡與IPv6網絡全IP通信的系統

有效

• 申請號: 200910029111.4
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101488975A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 王曉喃
• 申請（專利權）人: 王曉喃
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L12/56;H04W84/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 柏尚春

1.一種實現無線傳感器網絡與IPv6網絡全IP通信的系統，其特征在于，該系統中，無線傳感器網絡中的每個傳感器節點擁有唯一的IPv6地址，位于無線傳感器網絡外部的節點通過IPv6?Internet與傳感器節點的IPv6地址獲取此節點采集的信息數據；

該系統設置兩類節點：普通傳感器節點與網關節點；普通傳感器節點用于感知環境、數據采集和數據傳輸；網關節點用于連接無線傳感器網絡與IPv6網絡，并實現數據的路由轉發，且網關節點的資源大于普通傳感器節點；

該系統中，所述普通傳感器節點分為簇頭節點和簇成員節點；無線傳感器網絡被簇頭節點劃分為多個子網絡，且每個子網絡中有唯一一個簇頭節點，其余節點為簇成員節點；簇頭節點具有路由轉發功能；普通傳感器節點將采集的信息數據通過簇頭節點路由到網關節點，網關節點再通過IPv6網絡將采集的信息數據路由到目的用戶；

所述傳感器節點的IPv6地址分為兩個部分：即傳感器網絡地址前綴與傳感器節點ID；傳感器網絡地址前綴唯一地標識一個無線傳感器網絡，在此無線傳感器網絡中所有傳感器節點的IPv6地址的網絡地址前綴都相同；傳感器節點ID唯一地標識一個無線傳感器網絡中的一個傳感器節點；

一個無線傳感器網絡中同時擁有多個網關節點，這些網關節點的無線接口的IPv6地址的網絡地址前綴都是相同的；

所述網關節點包括數據處理模塊與數據通信模塊；數據處理模塊由微處理器與存儲器構成，數據通信模塊由以太網接口與無線收發器構成；

所述數據處理模塊將采集的數據封裝成精簡IPv6報文、利用適配層頭部信息實現IPv6報文的分片與重組以及將IPv6報文封裝成無線傳感器網絡的幀格式；

精簡IPv6報文頭部分為三個部分：第一，使用固定長度的頭部，報文頭部對Version、Traffic?Class、Flow?Label、Payload?Length以及Next?Header域進行壓縮；第二，在IPv6協議棧中，報文在傳感器節點上只實現探測功能，無線傳感器的可靠性是通過應用層的握手操作實現的；第三，報文頭部中，源地址與目的地址域不包含網絡地址前綴，只包含傳感器節點ID。

2.根據權利要求1實現無線傳感器網絡與IPv6網絡全IP通信的系統，其特征在于，所述無線傳感器網絡通過兩個以上網關實現與IPv6網絡的全IP通信；所述無線傳感器網絡中的普通傳感器節點通過任播技術選擇最佳路由路徑，并通過此最佳路由路徑來路由采集到的信息數據。

3.根據權利要求1實現無線傳感器網絡與IPv6網絡全IP通信的系統，其特征在于，所述簇頭節點能量低于一定閾值時，通過選舉當前簇內能量損失最小的簇成員來代替自己成為簇頭節點，而自己則變為簇成員節點。

4.根據權利要求1實現無線傳感器網絡與IPv6網絡全IP通信的系統，其特征在于，所述簇頭節點通過任播技術從距離自身最近的網關節點獲取IPv6地址前綴，簇成員節點采用任播數據從距離自身最近的簇頭節點獲取IPv6地址前綴。

5.根據權利要求1實現無線傳感器網絡與IPv6網絡全IP通信的系統，其特征在于，所述普通傳感器節點包括數據采集模塊、數據處理模塊以及數據通信模塊；數據采集模塊由傳感單元與A/D轉換器構成，數據處理模塊由微處理器與存儲器構成，數據通信模塊由無線收發器構成。

6.根據權利要求1實現無線傳感器網絡與IPv6網絡全IP通信的系統，其特征在于，所述數據處理模塊實現精簡IPv6報文與完整IPv6報文的轉換，利用適配層頭部信息實現IPv6報文的分片與重組以及無線傳感器網絡幀格式與IPv6網絡幀格式之間的轉換。