WSN輕量級IP協(xié)議棧的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).pdf

1、科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，通信與網(wǎng)絡(luò)給人類生活帶來了方便，提高了人類的生活質(zhì)量。但人們并不滿足于PC之間的通信，更希望生活中的所有物品都能隨時(shí)與人類相連接，以方便查看和管理。這種網(wǎng)絡(luò)便是當(dāng)前最熱門的話題“物聯(lián)網(wǎng)”。目前，物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議大多是私有的，不像 TCP/IP協(xié)議那樣所有設(shè)備都可以互聯(lián)互通。但是把標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議棧移植到嵌入式設(shè)備并不可行，因此本論文根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議裁剪修改設(shè)計(jì)了一個(gè)輕量級IP協(xié)議棧（LIP），適用于大部分

2、嵌入式設(shè)備，使得不同的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間也可以互聯(lián)互通。
　　本文首先研究分析當(dāng)前嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的優(yōu)點(diǎn)和不足。然后根據(jù)TCP/IP協(xié)議簇中的IPv4和IPv6協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，裁剪修改設(shè)計(jì)出適用于嵌入式設(shè)備的LIP協(xié)議棧。本協(xié)議去掉TCP/IP協(xié)議中不必要的功能模塊（如ARP、組播機(jī)制等），簡化UDP、IP協(xié)議模塊，使LIP更容易移植到小微型設(shè)備中運(yùn)行，如單片機(jī)、FPGA等。
　　本論文選擇WSN作為應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)LIP協(xié)議

3、棧，未來可以將本設(shè)計(jì)進(jìn)行簡單修改后放入其它場景下的嵌入式設(shè)備中使用。本論文詳細(xì)闡述了LIP協(xié)議的設(shè)計(jì)思想、協(xié)議架構(gòu)、編址尋址、端口設(shè)計(jì)等，根據(jù)基本通信的需求設(shè)計(jì)相關(guān)功能模塊、報(bào)文格式及交付流程。為實(shí)現(xiàn) LIP與 Internet互聯(lián)互通設(shè)計(jì)了網(wǎng)內(nèi)協(xié)議與IPv4、IPv6協(xié)議轉(zhuǎn)換過程。
　　具體實(shí)現(xiàn)選取TinyOS操作系統(tǒng)管理協(xié)議棧的物理層硬件。采用nesC語言編寫LIP協(xié)議棧的具體實(shí)現(xiàn)代碼，其主要內(nèi)容包括：上下層服務(wù)訪問點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

4、；各個(gè)模塊功能的具體實(shí)現(xiàn)（LUDP模塊、LIP模塊、LICMP模塊、分片重組模塊、網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊）。
　　最后選擇CC2430開發(fā)板做為硬件測試平臺，完成LIP協(xié)議棧的通信測試。測試內(nèi)容包括兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信測試、分片重組測試；三個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)發(fā)測試、組網(wǎng)測試；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)協(xié)議轉(zhuǎn)換測試和協(xié)議穩(wěn)定性測試等。通過測試證明本次設(shè)計(jì)的LIP協(xié)議?？蛇m用于資源有限的嵌入式設(shè)備環(huán)境。根據(jù) LIP協(xié)議棧編譯和測試結(jié)果，總結(jié)出本協(xié)議棧與以往嵌入式網(wǎng)