基于6LoWPAN的无线传感网数据压缩的研究与实现

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随着世界物联网行业的兴起,将无线传感器节点接入互联网将成为一种必需,而6LoWPAN(IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Network)技术就是从这个思想上发展而来的。本文研究的核心就是基于6LoWPAN的无线传感器网络中数据压缩的机制及优化方案。文中分析了6LoWPAN核心技术适配层的功能,详细研究了分片重组及报头压缩等数据压缩技术,提出了报文的分片重组技术的改进方案RFHC(the Rest of the Fragments’Headers Compression)。最后,利用Contiki系统,自行设计和实现了基于RFHC的6Lo WPAN适配层协议栈,并用Cooja模拟仿真来验证。具体如下:(1)论述了基于6LoWPAN无线传感器网络的发展现状和应用前景,详细分析讨论了IEEE 802.15.4协议和IPv6协议融合面临的各类问题及其解决方案。(2)重点研究了适配层技术的分片重组和报头压缩方案,对目前最新的报头压缩算法(6LoWPAN_GHC)进行了分析和测试,提出了基于上下文的分片重组优化方案RFHC,即剩余分片报头压缩方案。(3)结合RFHC分片报头压缩方案,利用Contiki操作系统已有的协议栈经修改为之设计实现了相匹配的适配层协议栈。(4)利用Contiki系统和Cooja仿真平台,对设计实现的改进型适配层协议栈进行了从分组传送率、总功耗、总吞吐量及平均延迟率四方面的评估测试,对比LOWPAN_IPHC压缩方案,结果表明达到预期的效果,验证了改进方案的可行性。
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