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6LoWPAN网络能量均衡与NAT64边缘路由研究
资料介绍
将无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)扩展到IP网络，实现无线传感器网络和Internet的互联互通，是WSN走向产业化过程中急需解决的问题之一,也是无线传感器网络与Internet发展的必然趋势。此外，无线传感器网络的功耗，一直是限制整个低功耗有损网络生命周期的瓶颈。有效降低网络功耗，特别是根节点周围节点的功耗，关系到整个网络的有效存活时间。但是目前基于6LoWPAN（IPv6over Low Power Wireless PersonalArea Networks）的边缘路由器存在着只适用与IPv6设备互联、网络报文传输复杂繁琐、边缘路由器映射表复杂而且开销大等缺点，基于RPL的低功耗有损网络中，节点长时间运行后，网络会出现能量不均衡、易波动，路由选择欠佳等问题。针对这些问题本文重点研究了以下内容：
（1）引入IEEE802.15.4地址概念对6LoWPAN网络内报文交互方式与数据包格式进行优化，针对6LoWPAN网络与 IPv4互联互通问题，提出一种6LoWPAN与IPv4协议转换机制以及边缘路由器地址映射转换方法。针对6LoWPAN网络能量均衡问题，提出一种RPL(Routing Protocol for LLN)特点的网络模型，针对该模型，设计复合度量的网络能量均衡动态路由算法。
（2）对基于NAT64的边缘路由器和基于RPL的能量均衡路由算法进行设计。详细介绍了目前IPv6和IPv4之间的过渡协议，以及RPL目标函数及度量选择。提出适合在8位单片机上运行的协议转换及实现方法，复合度量选取的依据。
（3）设计实现了轻量级系统，最后用CoAP(Constrained Application Protocol)协议来访问节点数据，验证系统，实现6LoWPAN网络与IPv4、IPv6网络之间的通信。设计并实现了能量均衡路由算法，并对算法进行仿真。
本课题的研究，实现了6LoWPAN与IPv4网络互联通信，提高了6LoWPAN内网络的吞吐量，降低边缘路由器维护地址映射表的开销，提高了边缘路由器效率,有效降低6LoWPAN网络传输数据时的功耗,提高节点生存时间。能量均衡路由算法在保证数据实时性及完整性的情况...
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