基于基于 IPv6IPv6 的物联网架构的物联网架构与技术应用 与技术应用

交通物联网应用技术交通物联网应用技术

教学目的教学目的

介绍智能物件的概念与介绍智能物件的概念与 IPv6IPv6 协协议架构议架构

掌握用于智能物件网络和物联网掌握用于智能物件网络和物联网的的 IPv6IPv6 协议，智能物件的通信协议，智能物件的通信机制和标准化机制和标准化

了解基于了解基于 IPv6IPv6 的智能物件在智的智能物件在智能电网、城市交通等应用领域特能电网、城市交通等应用领域特点和挑战。点和挑战。

智能物件与智能物件与 IPv6IPv6 协议架构 协议架构

智能物件 智能物件 从技术角度讲，智能物件可以定义为：从技术角度讲，智能物件可以定义为：智能物件是装备了传感器或制动器、微智能物件是装备了传感器或制动器、微处理器、通信装置和电源的设备。处理器、通信装置和电源的设备。

传感器或制动器赋予了智能物件与现实传感器或制动器赋予了智能物件与现实世界的交互能力。微处理器保证智能物世界的交互能力。微处理器保证智能物件，即是在有限的速度和复杂度上，也件，即是在有限的速度和复杂度上，也能够对传感器捕获的数据进行转换。通能够对传感器捕获的数据进行转换。通信装置使得智能物件能够将其读取的数信装置使得智能物件能够将其读取的数据传输给外界，并接收来自其他智能物据传输给外界，并接收来自其他智能物件的数据。电源为智能物件提供工作所件的数据。电源为智能物件提供工作所需的电力。 需的电力。

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IPv6IPv6 协议架构 协议架构 IPv6IPv6 是是 IETFIETF （互联网工程任务组，（互联网工程任务组， InteInte

rnet Engineering Task Forcernet Engineering Task Force ）设计的）设计的用于替代现行版本用于替代现行版本 IPIP 协议（协议（ IPv4IPv4 ）的下）的下一代一代 IPIP 协议。协议。 IPv6IPv6 是为了解决是为了解决 IPv4IPv4 所所存在的一些问题和不足而提出的，同时存在的一些问题和不足而提出的，同时它还在许多方面提出了改进，例如路由它还在许多方面提出了改进，例如路由方面、自动配置方面。经过一个较长的方面、自动配置方面。经过一个较长的 IIPv4Pv4 和和 IPv6IPv6 共存的时期，共存的时期， IPv6IPv6 最终会最终会完全取代完全取代 IPv4IPv4 在互连网上占据统治地位。在互连网上占据统治地位。

智能物件的通讯与标准 智能物件的通讯与标准

智能物件的硬件和软件 智能物件的硬件和软件 硬件硬件

通信设备通信设备 微控制器微控制器 传感器或制动器传感器或制动器 电源电源

智能物件的操作系统智能物件的操作系统 ContikiContiki TinyOSTinyOS FreeRTOSFreeRTOS

智能物件的通讯与标准智能物件的通讯与标准

智能物件的通信机制 智能物件的通信机制 一对一通信模式指一个智能物件与另一一对一通信模式指一个智能物件与另一个智能物件进行端到端的通信 个智能物件进行端到端的通信

一对多通信模式是指一个节点向多个其一对多通信模式是指一个节点向多个其他节点，也可以是向一个网络中的所有他节点，也可以是向一个网络中的所有其他节点发送消息 其他节点发送消息

多对一通信模式多用于从智能物件网络多对一通信模式多用于从智能物件网络节点搜集数据。在多对一通信模式中，节点搜集数据。在多对一通信模式中，多个节点向一个节点发送数据，这个节多个节点向一个节点发送数据，这个节点通常被称为汇聚节点 点通常被称为汇聚节点

智能物件的通讯与标准智能物件的通讯与标准

智能物件的标准化 智能物件的标准化 IETFIETF 工作组工作组 6LoWPAN6LoWPAN 工作组工作组 ROLLROLL 工作组工作组

物联网架构中的物联网架构中的 IPv6IPv6 技术 技术

智能物件中使用智能物件中使用 IPv6 IPv6 一个一个 DHCPDHCP 服务器拥有一个服务器拥有一个 IPIP 地地址池，主机从址池，主机从 DHCPDHCP 服务器申请服务器申请 IIPP 地址并获得有关的配置信息（如地址并获得有关的配置信息（如缺省网关、缺省网关、 DNSDNS 服务器等），由服务器等），由此达到自动设置主机此达到自动设置主机 IPIP 地址的目的 地址的目的

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IPv6IPv6 网络中的的网络中的的 RPLRPL 路由路由 IETF RoLLIETF RoLL （（ Routing over Lossy Routing over Lossy

and Low-power Networksand Low-power Networks ）工作组）工作组于于 20082008 年年 22 月成立，属于月成立，属于 IETFIETF 路由路由领域的工作组，致力于制定低功耗网领域的工作组，致力于制定低功耗网络中络中 IPv6IPv6 路由协议的规范。路由协议的规范。

在路由需求、链路选择定量指标等工在路由需求、链路选择定量指标等工作的基础上，作的基础上， RoLLRoLL 工作组研究制定工作组研究制定了了 RPLRPL （（ Routing Protocol for LLRouting Protocol for LLNN ）协议。）协议。 RPLRPL 协议目前是一个工作协议目前是一个工作组文稿（组文稿（ draft-ietf-roll-rpldraft-ietf-roll-rpl ），已经），已经更新到第更新到第 1919 版本。 版本。

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6LoWPAN6LoWPAN 适配层 适配层 IETF 6LoWPANIETF 6LoWPAN 工作组的任务是工作组的任务是定义在如何利用定义在如何利用 IEEE 802.15.4IEEE 802.15.4 链链路支持基于路支持基于 IPIP 的通信的同时，遵守的通信的同时，遵守开放标准以及保证与其他开放标准以及保证与其他 IPIP 设备的设备的互操作性 互操作性

随着通信任务变得更加复杂，随着通信任务变得更加复杂， 6Lo6LoWPANWPAN 也相应调整。为了与嵌入式也相应调整。为了与嵌入式网络之外的设备通信，网络之外的设备通信， 6LoWPAN6LoWPAN增加了更大的增加了更大的 IPIP 地址。 地址。

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