基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告1.研究背景與意義傳感器網(wǎng)絡(luò)是指由大量分布式的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，用于感知、處理和傳輸環(huán)境中的信息。傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療、安防等領(lǐng)域。其中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線中繼傳輸數(shù)據(jù)，解決了有線傳感器網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋范圍廣、架設(shè)成本高、靈活性低的問題。6LoWPAN（IPv6overLow-powerWirelessPersonalAreaNetwork）是一種基于IPv6的低功耗無線個域網(wǎng)協(xié)議。它面向于消耗能量低的傳感器（節(jié)點(diǎn)），通過存在的802.15.4網(wǎng)絡(luò)層提供了一個小型體積的個域網(wǎng)協(xié)議，支持Internet上IPv6的無線擴(kuò)展，使得傳感器節(jié)點(diǎn)能夠方便地訪問遠(yuǎn)程的互聯(lián)網(wǎng)。6LoWPAN的優(yōu)勢在于它提供了專門針對低功耗傳感器網(wǎng)的解決方案，能夠使得運(yùn)用傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備更加智能、綠色、方便和按需使用，不僅有幫助我們更有效地管理城市等人文環(huán)境，也能實(shí)時(shí)的監(jiān)測環(huán)衛(wèi)，減少環(huán)境污染。因此，本課題的研究背景是基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，旨在實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通，加強(qiáng)對低功耗傳感器網(wǎng)的應(yīng)用。2.研究內(nèi)容本課題的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：（1）6LoWPAN協(xié)議的分析和設(shè)計(jì)。分析6LoWPAN協(xié)議的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗、低帶寬、低成本等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適合節(jié)點(diǎn)的個域網(wǎng)協(xié)議。（2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。基于6LoWPAN協(xié)議的分析和設(shè)計(jì)，對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)6LoWPAN協(xié)議的基本功能和特性，包括節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)編碼、解碼、路由等功能。（3）網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)6LoWPAN網(wǎng)關(guān)，在傳感器網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和處理，為傳感器節(jié)點(diǎn)提供連接到互聯(lián)網(wǎng)的接口。（4）系統(tǒng)整合測試和應(yīng)用。對設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行測試和應(yīng)用，分析系統(tǒng)的性能和適用性。3.預(yù)期成果預(yù)期在以下方面取得研究成果：（1）設(shè)計(jì)出適合于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的6LoWPAN協(xié)議（2）實(shí)現(xiàn)基于6LoWPAN協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（3）實(shí)現(xiàn)基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)（4）對設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)進(jìn)行測試和應(yīng)用，得出系統(tǒng)的性能和適用性4.研究計(jì)劃本研究的時(shí)間計(jì)劃如下：（1）第一階段：2019年11月-2019年12月閱讀分析6LoWPAN協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)提出適合于傳感器節(jié)點(diǎn)的個域網(wǎng)協(xié)議，并在實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行模擬（2）第二階段：2020年1月-2020年2月基于6LoWPAN協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)6LoWPAN協(xié)議中的編碼、解碼和路由功能（3）第三階段：2020年3月-2020年4月基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通和與IP網(wǎng)絡(luò)的連接（4）第四階段：2020年5月-2020年6月系統(tǒng)整合測試和應(yīng)用，分析系統(tǒng)的性能和適用性（5）第五階段：2020年7月-2020年8月完成論文撰寫和提交5.研究團(tuán)隊(duì)及分工本研究的研究團(tuán)隊(duì)由三名研究生組成，分工如下：A.負(fù)責(zé)6LoWPAN協(xié)議的分析和設(shè)計(jì)，撰寫相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告B.負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，編寫相關(guān)代碼和進(jìn)行測試C.負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，編寫相關(guān)代碼和進(jìn)行測試以上分工僅供參考，具體任務(wù)分配將根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。6.結(jié)論基于6LoWPAN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，是未來傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的重要研究方向。本課題旨在通過分析6LoWPAN協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)并實(shí)