[發明專利]一種6LoWPAN無線傳感器網絡地址配置方法

有效

• 申請號: 201310256627.9
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103347100A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 王曉喃
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04W8/26
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及一種無線傳感器網絡中地址配置方法，尤其涉及的是一種6LoWPAN無線傳感器網絡地址配置方法。

背景技術

隨著下一代網絡（IPv6網絡）的不斷成熟和發展，無線傳感器網絡與下一代網絡實現全IP通信互聯已成為未來發展的必然趨勢，實現無線傳感器網絡與下一代互聯網全IP通信需要解決的關鍵技術之一就是傳感器網絡的IPv6地址自動配置問題。

IPv6地址自動配置是IPv6的一個重要技術特色，它可以在無人干預的情況下為每個接口配置具有唯一性的IPv6地址，這一特性與無線傳感器網絡自組織、自配置的設計目標十分一致。但與此同時，在資源有限的無線傳感器網絡中實施現有的IPv6地址自動配置方式還存在一些問題，例如現有的有狀態地址配置方案采用服務器/客戶端的通信方式分配IPv6地址，即節點向DHCP服務器提出申請地址的請求，然后由DHCP服務器統一為網絡內的節點分配IPv6地址，顯而易見，這種地址配置方案帶來大量的控制包開銷，同時也消耗了大量的存儲資源；在現有的基于鄰居發現協議的無狀態地址配置方案中，每個被分配的IPv6地址都需要在整個無線傳感器網絡中進行重復地址檢測以確保它的唯一性，同樣導致了大量的控制包開銷，消耗了大量的網絡資源。

因此針對資源有限的無線傳感器網絡需要建立一種低開銷的IPv6地址配置方案。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種6LoWPAN無線傳感器網絡地址配置方法。

技術方案：本發明公開了一種6LoWPAN無線傳感器網絡地址配置方法，所述6LoWPAN無線傳感器網絡包括一個以上的二維的正方形的邏輯區域，每個邏輯區域由坐標（x,y）標識，x,y為非負整數；每個邏輯區域內包括一個以上的傳感器節點，傳感器節點通過自己的定位坐標(Lx,Ly)計算自己所在邏輯區域的坐標（x,y），如公式（1）和公式（2）所示，其中，l為正方形邏輯區域的邊長。

所述6LoWPAN無線傳感器網絡包括兩類傳感器節點：新節點和配置節點，其中，新節點為沒有獲取IPv6地址的節點，配置節點為已經配置IPv6地址的節點。

外部接入節點與IPv6互聯網的接入路由器相連，所述6LoWPAN無線傳感器網絡通過外部接入節點與IPv6互聯網相連，接入節點定期向所述6LoWPAN無線傳感器網絡廣播網絡前綴。

所述6LoWPAN無線傳感器網絡的傳感器節點的IPv6地址包括六個部分：第一部分是全局路由前綴，一個6LoWPAN無線傳感器網絡中所有傳感器節點的全局路由前綴都相同；第二部分和第三部分分別為傳感器節點所在邏輯區域的橫坐標和縱坐標，第四部分和第五部分為傳感器節點定位坐標的橫坐標和縱坐標；第六部分為內部ID，新節點的內部ID為0，配置節點的內部ID為正整數；第二部分、第三部分、第四部分、第五部分和第六部分組成了傳感器節點的鏈路地址。

在6LoWPAN無線傳感器網絡中，節點定期廣播信標幀；當6LoWPAN無線傳感器網絡啟動時，網絡執行初始化操作，通過網絡初始化，所有節點獲取具有全球唯一性的IPv6地址；傳感器節點首先通過定位算法獲取其定位坐標(Lx,Ly),并計算出其所在邏輯區域的坐標（x,y），定位算法可以采用Global?Positioning?System(GPS),time?of?arrival(TOA),time?difference?of?arrival(TDOA)，然后傳感器節點將全局路由前綴、邏輯區域坐標和定位坐標相結合形成自己的臨時IPv6地址，其中內部ID為0。

如果傳感器節點在發送信標幀的一個周期內沒有收到具有相同IPv6地址廣播的信標幀，那么傳感器節點將內部ID設置為1，同時將自己標記為配置節點。

如果有兩個以上的節點具有相同的定位坐標，那么這些節點鏈路地址相同；如果新節點接收到兩個以上具有相同鏈路地址的信標幀，那么所述新節點將自己發送的信標幀以及接收到的所有信標幀按照時間順序進行排序，然后將自己發送的信標幀所在位置的序號作為內部ID，同時與自己的定位坐標、所在邏輯區域的坐標以及全局路由前綴相結合獲得具有全球唯一性的IPv6地址，同時將自己標記為配置節點。

本發明中，傳感器節點根據定位坐標實現地址初始化操作，該操作在網絡啟動時執行，由于地址初始化過程通過信標幀實現，無需額外代價，因此大幅度降低了地址配置代價和延遲。