pr两个视频无缝融合(关于ZigBee与6LoWPAN网络无缝融合的研究)

近年来，物联网发展迅速，作为物联网的核心组成部分，无线传感器网络在实现物联网传感层协议方面发挥了至关重要的作用。由于无线传感器网络的强大对效应，许多协议被开发出来，如紫蜂、6LoWPAN、射频识别等。随着物联网覆盖范围的不断扩大，迫切需要解决这些异构网络之间的通信问题。ZigBee等类似无线通信技术基于IEEE802.15.4协议，是面向低功耗、低速率的短距离无线传输技术，具有简单、灵活、适应性强的优点。物理层和媒体访问控制层的接入机制由IEEE802.15.4协议规定，每一层都有自己的特点，这导致了不同的通信解决方案，而紫蜂无疑是利用率最高的一种；另一方面，从网络发展的角度来看，物联网要解决的最重要的问题是如何更方便地接入互联网，这也是6LoWPAN网络的独特优势。网络层采用的IPv6协议使用户能够方便地访问互联网，极大地扩展了网络容量。

本文以紫蜂网络和6LoWPAN网络为研究对象，设计并实现了异构无线传感器网络网关系统。这对对促进异构网络间的无缝集成具有积极意义。2异构传感器网络通信系统架构

2.1协议模型图1显示了两个异构网络之间通过网关，互通的协议模型，其中ARM处理器位于中心，并通过两个接入模块连接到两个网络。在紫蜂网络中，节点将采集到的数据传输到自己的接入模块，进行分析，通过SLIP协议发送到ARM处理器，转换成IPv6报文，然后通过SLIP协议发送到其他接入模块，最后传输到6路无线局域网中的一个节点。

2.2 网关功能如如图1所示，网关已经在两个异构网络之间发挥了收敛、分析和转换的功能，主要包括：

(1)基本协议解析功能，包括紫蜂协议、6LoWPAN协议和IPv6协议。(2)服务查询功能主要通过在网关建立一个服务表来存储传感器网络节点的EUI-64地址和所提供的服务来实现。该节点向网关，发送服务查询请求命令，网关向该节点返回服务查询响应。(3)协议转换功能。EUI-64地址应转换为IPv6地址，紫蜂数据包应转换为IPv6数据包。3系统关键环节设计

3.1应用层通信协议的设计当紫蜂节点和6LoWPAN节点发送数据时，它们应该把自己的EUI-64地址、查询得到的6LoWPAN的EUI-64地址和待发送数据的打包放在应用层负载中。因此，应用层数据通信协议需要包含这些必要的信息数据。

3.2 SLIP包和解封包通过串口与ARM处理器连接进行数据传输，采用SLIP协议包，将原报文中的0xC0和0xDC字符替换为0XDB和0xDD字符，解封做相反的操作。当接收数据时，可以通过SLIP标志位判断数据是否完整，从而决定是接受还是丢弃数据报文。

3.3 网关节点交互过程节点交互过程主要分为三个阶段：网关初始化阶段、服务查询阶段和数据传输阶段。图2显示了紫蜂节点(a)、异构无线传感器网络网关(b)和6LoWPAN节点(c)之间的交互流程，并带有垂直时间轴。如如图，所示，网关初始化并生成一个服务表，然后紫蜂节点发起一个服务查询请求。如果网关接受请求，它将返回一个服务查询响应。紫蜂节点在响应中获得目的地址后，将其封装在数据报中进行传输。网关接收消息，分析其中的目的地址，然后执行上述协议转换、封装和转发。具体步骤如下：

(1)网关初始化。该步骤包括两个环节，即网络初始化和服务注册。首先，网关启动后，两端的两种节点组开始工作，建立无线网络，即网络初始化环节；两个网络建立后，每个节点上传自己的EUI-64地址到网关，以及该节点实现的功能，即可以提供什么服务来完成注册(2)服务查询服务。节点A向网关节点B发送服务查询请求。网关收到请求后，首先验证其身份。在确定其身份是合法的之后，它查询其服务表中的6LoWPAN节点注册的服务项目，确定它应该应用到的节点C，然后将节点C的EUI-64地址回复给节点A。

(3)数据传输。在完成数据传输的准备工作后，节点A开始数据封装和传输，并向网关发送两种类型的地址和数据打包。接下来的处理是在网关：进行的。在收到数据包后，ARM处理器依次取出两种类型的地址和数据，然后调用UDP/IPv6封装程序将它们封装成IPv6数据包。然后通过串口发送到6LoWPAN边界路由器的网络层，再发送到适配层进行分片和压缩，然后发送到MAC层和物理层，再无线发送到目的6LoWPAN节点，从而完成整个数据传输过程。4结束语

本文研究了对紫蜂与6LoWPAN异构网络的交互通信，提出了基于ARM 网关的协议转换模型和具体实现方案。对该方案在对使用的关键技术进行了阐述和分析。相信随着物联网相关技术的不断进步，异构无线传感器网络之间的无缝集成将不断深化，最终互联网的应用将扩展到物理世界的任何角落。