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WSN轻量级IP协议栈的设计和实现

更新时间：2020-03-25 08:07:30 大小：2M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：wsnIP协议栈 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

科学技术不断发展的今天，通信与网络给人类生活带来了方便，提高了人类的生活质量。但人们并不满足于PC之间的通信，更希望生活中的所有物品都能随时与人类相连接，以方便查看和管理。这种网络便是当前最热门的话题“物联网”。目前，物联网协议大多是私有的，不像 TCP/IP协议那样所有设备都可以互联互通。但是把标准的TCP/IP协议栈移植到嵌入式设备并不可行，因此本论文根据标准TCP/IP协议裁剪修改设计了一个轻量级IP协议栈（LIP），适用于大部分嵌入式设备，使得不同的物联网设备之间也可以互联互通。

  本文首先研究分析当前嵌入式TCP/IP协议栈的优点和不足。然后根据TCP/IP协议簇中的IPv4和IPv6协议标准，裁剪修改设计出适用于嵌入式设备的LIP协议栈。本协议去掉TCP/IP协议中不必要的功能模块（如ARP、组播机制等），简化UDP、IP协议模块，使LIP更容易移植到小微型设备中运行，如单片机、FPGA等。

  本论文选择WSN作为应用环境设计实现LIP协议栈，未来可以将本设计进行简单修改后放入其它场景下的嵌入式设备中使用。本论文详细阐述了LIP协议的设计思想、协议架构、编址寻址、端口设计等，根据基本通信的需求设计相关功能模块、报文格式及交付流程。为实现 LIP与 Internet互联互通设计了网内协议与IPv4、IPv6协议转换过程。

  具体实现选取TinyOS操作系统管理协议栈的物理层硬件。采用nesC语言编写LIP协议栈的具体实现代码，其主要内容包括：上下层服务访问点设计实现；各个模块功能的具体实现（LUDP模块、LIP模块、LICMP模块、分片重组模块、网关协议转换模块）。

  最后选择CC2430开发板做为硬件测试平台，完成LIP协议栈的通信测试。测试内容包括两个节点之间的通信测试、分片重组测试；三个节点之间的转发测试、组网测试；网关节点协议转换测试和协议稳定性测试等。通过测试证明本次设计的LIP协议栈可适用于资源有限的嵌入式设备环境。根据 LIP协议栈编译和测试结果，总结出本协议栈与以往嵌入式网络协议栈的区别，及本协议栈的优势特点。

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