6LowPAN网络管理架构及相关技术研究

【摘要】6LowPAN技术旨在将IPv6协议栈应用于低功耗且处理能力有限的设备之上,是实现万物相连(物联网)的关键技术之一,但要将6LowPAN技术应用于实际场景之中还需要面对节点成本偏高,网络管理复杂等问题。以当下市面上常见的6LowPANSOCCC2530为例,售价一般在40元人命币/块左右,相对于宿主设备来说,成本还是偏高。研究低成本、高性价比的节点关键技术,以及高效的网络管理架构,对于6LowPAN物联网的推广应用将起到巨大的促进作用,具有很好的社会意义和实用价值。针对节点造价偏高的问题,本文设计并实现了GDUT-PAN–公私混合型IPv6网络协议簇和一种基于SteinerTree的WSN的静态路由规划方案。GDUT-PAN大幅缩减Terminal型节点协议栈部分硬件存储资源使用量(使用IAR编译器,ROM使用量不到2KBytes);静态路由规划方案反传统的替换广泛应用于WSN中的动态路由方案,在保障网络性能的前提下有效的降低了Router节点路由方案实现的复杂度。最后在上述二者的基础上,本文设计并制作出造价低廉的Board507–无线传感节点。针对网络管理复杂的问题,本文设计并实现了Smart507–基于策略的WSN智能管理框架。该网络管理架构针对一类WSN的优化管理问题,引入群体智能算法与现有的基于中间件和基于策略的WSN网络管理方法相结合,研究和提出了基于需求的网络优化管理策略自动生成方法,该方法自动根据管理人员需求生成策略,可以很好地提升网络管理系统的自治水平。具体来说,本文完成的工作有：(1)适用于WSN的微型操作系统调研与移植；(2)WSN硬件节点设计与实现–Board507;(3)公私混合型超精简IPv6网络协议簇设计与实现–GDUT-PAN;(4)适用于WSN的静态路由规划；(5)基于策略的智能网络管理架构设计与实现–Smart507。基于本文所实现的功能,可以做到在保持Terminal节点硬件成本低廉的情况下,在WSN中部署复杂逻辑应用。
【作者】孙仕杰；
【导师】曾碧；
【作者基本信息】广东工业大学，计算机科学与技术，2014，硕士
【关键词】6LowPAN；无线传感网；微型操作系统；网络管理；路由规划；协议栈设计；

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