[发明专利]基于6LoWPAN的长链状无线传感网络系统及其连接方法

权利要求书

1.一种基于6LoWPAN的长链状无线传感网络系统，其特征在于，包括6LoWPAN长链状无线传感器网络、IP路由器和互联网用户端；

所述6LoWPAN长链状无线传感器网络，包括多个无线传输节点和一个边缘路由器，所述无线传输节点与所述边缘路由器为长链状拓扑结构，所述边缘路由器处于所述长链状网络的一端，所述无线传输节点呈长链状向另一端延伸；

所述IP路由器与所述6LoWPAN长链状无线传感器网络中的所述边缘路由器通过可通信方式连接；

所述互联网用户端，通过互联网连接至所述IP路由器，以及经由所述IP路由器连接所述边缘路由器控制和查询所述无线传输节点。

2.根据权利要求1所述基于6LoWPAN的长链状无线传感网络系统，其特征在于，所述6LoWPAN长链状无线传感器网络中的所述边缘路由器和所述无线传输节点之间通信遵循基于6LoWPAN的长链状无线传感器网络的最大路由半径的动态路由方法，所述边缘路由器通过所述IP路由器获取网络地址前缀，并传递至所述无线传输节点，所述无线传输节点利用获取的地址前缀及节点短地址生成IPv6地址，所述无线传输节点具备路由转发功能。

3.根据权利要求1或2所述的基于6LoWPAN的长链状无线传感网络系统，其特征在于，所述无线传输节点的地址由64位地址前缀和64位接口标识组成，所述64位地址前缀通过所述边缘路由器向所述IP路由器申请获得或采用本地链路地址前缀，所述接口标识由所述无线传输节点在所述长链状无线传感器网络中短地址构成。

4.根据权利要求1所述的基于6LoWPAN的长链状无线传感网络系统，其特征在于，所述的边缘路由器为节点分配网内短地址，以边缘路由器为参考，该短地址由所述无线传输节点与所述边缘路由器之间的距离决定。

5.根据权利要求1所述的基于6LoWPAN的长链状无线传感网络系统，其特征在于，所述的边缘路由器，通过网络地址转换的方式实现IPv6与IPv4的转换。

6.一种基于6LoWPAN的长链状无线传感网络连接方法，其特征在于，包括加下述步骤：

S1、新的无线节点加入长链状网络的流程，具体为：

S11、新的无线节点入网时，该节点处于长链状网络的末端，向相邻的无线传输节点发送路由请求，相邻的无线传输节点接收到该请求后，向新的无线节点发送一条路由通告，并向边缘路由器发送节点注册消息；

S12、新的无线节点通过路由通告里的选项信息获取地址前缀；

S13、边缘路由器接收到上述节点注册消息后，为新的无线节点分配网内短地址，新的无线节点获取短地址后重新组合地址前缀与接口标识，从而获取唯一的IPv6地址；

S2、互联网用户端访问长链状无线网络的流程，具体为：

S21、网络初始化，完成长链状无线传感器网络IPv6地址注册，互联网用户端已知无线传输节点的IPv6地址；

S22、互联网用户端向无线节点发送指令时，应用层把需要发送的指令打包成UDP数据包，并设定源地址和目的地址，经由IP路由器发送给边缘路由器；

S23、边缘路由器对接收到的数据报进行处理：

S24、无线传输节点接收到数据报后，经IEEE802.15.4链路层解析得到6LoWPAN数据包，对数据报进行重组、解析，通过6LoWPAN适配层对6LoWPAN数据报解压缩成原始IPv6数据报；

S26、无线传输节点分析UDP封装的指令信息，并执行数据采集，构造IPv6数据包，执行下述步骤S3，并将数据包通过边缘路由器发送给互联网用户端；

S3、无线传感器网络访问互联网用户端的流程，具体为：

S31、无线传输节点进行数据采集并构造IPv6数据包，将IPv6地址进行压缩得到6LoWPAN地址，将无线传输节点的6LoWPAN地址作为源地址、互联网用户端IP地址作为目的地址构造6LoWPAN数据包，无线节点将6LoWPAN数据包封装成IEEE802.15.4数据包发送边缘路由器；

S32、边缘路由器解析IEEE802.15.4数据包得到6LoWPAN数据包，获取数据包中的互联网用户端IP地址，将无线传输节点的6LoWPAN地址解压为IPv6地址，若互联网用户端地址为IPv6地址，则根据无线传输节点的IPv6地址、互联网用户端IPv6地址构造IPv6数据包，将IPv6数据包发送互联网用户端；若互联网用户端地址为IPv4地址，需要将IPv6数据包通过网络数据转换为IPv4数据包，发送互联网用户端。

7.根据权利要求6所述基于6LoWPAN的长链状无线传感网络连接方法，其特征在于，所述步骤S23中，缘路由器对接收到的数据报进行处理的具体方法为：

若数据报为IPv4格式，则需要将数据报转换为IPv6格式，然后将IPv6地址压缩成6LoWPAN地址，生成6LoWPAN数据报、经过IEEE802.15.4封装后分段处理，发送至无线传输节点；

若数据报为IPv6格式，将数据报中包含的用户端的IPv6地址和目的地址为无线传输节点的IPv6地址压缩成6LoWPAN地址，生成6LoWPAN数据报、经IEEE802.15.4链路封装后、分段处理，发送至无线传输节点。