簡述無線傳感器中的IPv6協議棧
近年來,無線傳感器的發展一直得到了多放應用。而這一領域也在以一個快速的發展速度,容納了多種技術到其中。隨著互聯網版本的更新,無線傳感器也必須采取IPv6協議棧來完善它的兼容。那么接下來我們就來談一談有關的話題。
IETF于2004年11月成立了一個6LowPan(IPv6 overIEEE 802.15.4或IPv6 over LR_PAN)工作組。它規定了6LowPan技術在底層采取IEEE 802.15.4.MAC層以上采取IPv6協議棧,致力于如何將IPv6與IEEES02.15.4展開,實現IPv6數據包在IEEE 802.15.4上的傳輸,研究基于IPv6 over IEEE802.15.4的無線傳感器網絡的關鍵問題。目前這方面研究成為了一個很活躍的方向。其中,通過分析無線傳感器網絡對IPv6協議棧基本需求,借助協議工程學理論和軟件工程的方法,設計并實現體積小,功能全、效率高,適用于IPv6無線傳感器網絡節點的嵌入式IPv6協議棧,已經成為一個很關鍵的問題。
無線傳感器網絡簡介
無線傳感器網絡由大量低功耗、低速率、低成本、高密度的微型節點組成,節點通過自我組織、自我愈合的方式組成網絡。無線傳感器網絡的工作原理,分散的無線傳感器節點通過自組織方式形成傳感器網絡。節點負責采集周圍的相關信息,并采用多跳方式將這些信息通過Internet或其他網絡傳遞到遠端的監控設備。
無線傳感器網絡由許多個功能相同或不同的無線傳感器節點組成。
每個傳感器節點由數據采集模塊(傳感器、A/D轉換器)、數據處理和控制模塊(微處理器、存儲器)、通信模塊(無線收發器)以及供電模塊(電池、DC/DC能量轉換器)等組成。
節點在網絡中可以充當數據采集著、數據中轉站或著簇頭節點(cluster-head node)的角色。作為數據采集者,數據采集模塊收集周圍環境的數據(如溫度和濕度),通過通信路由協議直接或間接將數據傳輸給遠方基站(base station)或匯節點(sink node);作為數據中轉站,節點除了完成采集任務外,還要接收鄰居節點的數據,將其轉發給距離基站更近的鄰居節點或者直接轉發到基站或匯節點;作為簇頭節點,節點負責收集該類內所有節點采集的數據,經數據融合后,發送到基站或匯節點。
與傳統Ad Hoc網絡相比,無線傳感器網絡具有一些明顯的特征:
①網絡節點密度高,傳感器節點數量眾多,單位面積所擁有的網絡節點數遠大于傳統的Ad Hoc網絡;
②傳感器節點由電池供電,節點能量有限;
③網絡拓撲變化頻繁;
④網絡應具備容錯能力。
正是由于以上特點.IPv6與無線傳感器網絡的結合對IPv6提出了一些新的要求,如IPv6地址自動分配機制和IPv6包頭壓縮機制;另外,還有一些管理問題、與無線數據鏈路層接口問題等。因此,設計微型IPv6協議棧時,除了要實現功能完整、高效實用、占用的存儲資源少以外,如上所述的一些新要求也應考慮進來。