亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        6LoWPAN無線傳感網絡溫室監(jiān)測系統(tǒng)的設計

        2014-11-15 21:54:44干開峰等
        江蘇農業(yè)科學 2014年9期
        關鍵詞:網關溫室大棚

        干開峰等

        摘要:6LoWPAN無線傳感網絡利用IPv6在IEEE802.15.4鏈路上的無縫連接,實現(xiàn)WSN和Internet主干網之間的點對點通信。以6LoWPAN無線傳感網絡在農業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測中的應用為例,構建6LoWPAN無線傳感網絡監(jiān)測系統(tǒng)的總體方案,給出了6LoWPAN節(jié)點和6LoWPAN網關的軟硬件設計,并對該系統(tǒng)進行了測試。測試結果表明,6LoWPAN無線傳感網絡系統(tǒng)實現(xiàn)了WSN與外部IPv6網絡的直接互聯(lián)和數(shù)據交互,完成了對溫室大棚環(huán)境的實時監(jiān)測,結果穩(wěn)定高效。

        關鍵詞:溫室監(jiān)測;無線傳感器網絡;6LoWPAN;IPv6;IEEE802.15.4

        中圖分類號: TP393;S126文獻標志碼: A文章編號:1002-1302(2014)09-0371-03

        收稿日期:2013-11-30

        基金項目:安徽省高校省級自然科學研究項目(編號:KJ2012B151);合肥學院科研發(fā)展基金(編號:13KY01ZR)。

        作者簡介:干開峰(1974—),男,安徽和縣人,實驗師,研究方向為嵌入式系統(tǒng),無線傳感網絡。Tel:(0551)62158573;E-mail:gankf@hfuu.edu.cn。無線傳感器網絡(WSN)作為一種新興的網絡,在近年來得到了迅速發(fā)展。其中,IEEE 802.15.4-2006標準于2006年9月份正式發(fā)布,是眾多WSN的基礎。WSN一般并不以孤立網絡的形式存在,而是通過一定的方式與互聯(lián)網相連,以便通過互聯(lián)網上的設備對其進行管理、控制和訪問[1]。IPv6巨大的地址空間可以為每個嵌入式監(jiān)測設備分配1個全局唯一的IP地址,滿足特定應用環(huán)境下WSN節(jié)點的全球唯一標識的需求[2]。將IPv6引入WSN后,可以很方便地接入互聯(lián)網,省去了復雜的協(xié)議轉換,同時降低了應用成本,極大地擴展了WSN的應用[3]。IPv6和WSN的結合是目前國內外一個較為熱門的研究方向,2004年,IETF(the internet engineering task force)工作組提出了一種解決方案——6LoWPAN(IPv6 over LoWPAN),實現(xiàn)了IPv6和IEEE802.15.4網絡的無縫連接[4],并且正式成立了6LoWPAN工作組。隨著設施農業(yè)的發(fā)展,全國的大棚數(shù)量已經超過百萬公頃,但其中80%的大棚缺乏環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)控手段及信息化管理手段[5]。將無線傳感器網絡應用于農業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中已經成為溫室監(jiān)測領域研究的熱點。本研究設計基于6LoWPAN的無線傳感網絡系統(tǒng),以農業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測為背景。

        1系統(tǒng)總體設計

        1.16LoWPAN概述

        IEEE 802.15.4作為LoWPAN網絡標準,只定義了物理層(PHY層)和MAC層。PHY層包括射頻收發(fā)器和底層控制模塊;MAC層為上層訪問物理信道,提供點到點通信的服務接口[6]。IETF 6LoWPAN定義IPv6在IEEE 802.15.4鏈路上的通信,同時實現(xiàn)與其他IPv6設備之間的互操作。6LoWPAN的網絡協(xié)議棧如圖1所示。

        6LoWPAN網絡底層采用IEEE802.15.4標準,網絡層采用IPv6協(xié)議。為了使IPv6能運行在IEEE 802.15.4標準之上,6LoWPAN在協(xié)議棧中引入了1個適配層,該層可以實現(xiàn)網絡拓撲管理、地址管理、分片和重組、頭部壓縮、組播支持等功能[7-8]。采用6LoWPAN體系結構構建的WSN,能夠實現(xiàn)設備以全IP方式進行互連。

        1.2系統(tǒng)總體方案

        基于6LoWPAN無線傳感器網絡的農業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括6LoWPAN無線傳感器網絡、6LoWPAN網關、Internet 主干網和遠程終端用戶等4個部分,詳見圖2。

        2系統(tǒng)實現(xiàn)

        2.16LoWPAN節(jié)點設計

        6LoWPAN節(jié)點硬件結構主要由無線收發(fā)模塊、數(shù)據處理MCU模塊、傳感器和電源組成。

        無線收發(fā)模塊選用TI公司推出的第二代IEEE 802.15.4 RF收發(fā)器CC2520射頻芯片。CC2520主要用于2.4GHz的ISM頻段,為各種應用提供了廣泛的硬件支持,包括數(shù)據包處理、數(shù)據緩沖、突發(fā)傳輸、數(shù)據加密、數(shù)據認證、空閑通道評估、鏈接質量指示以及數(shù)據包計時信息等,從而降低了主機控制器上的負載[9]。

        數(shù)據處理MCU選用ATmega128L處理器,ATmega128L為8位低功耗、高性能的微處理器,具有片內128 kB 的FLASH、4 kB的SRAM和4 kB的EEPROM;同時具有UART、SPI、I2C等總線接口[10]。

        在應用于溫室大棚環(huán)境監(jiān)測,采集監(jiān)測區(qū)域的溫度、濕度和光照強度等信息的過程中,基于性能和價格考慮,溫度傳感器選用DS18B20,濕度傳感器選用HS1101,光照強度傳感器

        選用Po188。

        6LoWPAN節(jié)點的硬件接口圖見圖3。

        6LoWPAN節(jié)點接收來自遠程終端用戶的查詢命令,進行傳感器數(shù)據采集并發(fā)送的數(shù)據幀流程見圖4。

        從無線接口接收的IEEE802.15.4數(shù)據幀格式見表1,IEEE802.15.4幀頭中的源地址為傳感器節(jié)點的16位短地址,這樣既提高了分片利用率,又加快了節(jié)點對數(shù)據包的處理速度。

        2.26LoWPAN網關設計

        6LoWPAN 網關的硬件結構主要由無線收發(fā)模塊、數(shù)據處理MCU模塊、有線傳輸網絡接口模塊和電源組成。

        數(shù)據處理MCU模塊選用Samsung 推出的S3C2440A微處理器,S3C2440A是一種16/32位的RISC結構芯片,內核為ARM920T,采用MMU、AMBA、BUS和Harvard的高速緩存結構,具有獨立的8字長16 kB 指令緩存器和16 kB數(shù)據緩存本系統(tǒng)中由于6LoWPAN節(jié)點實現(xiàn)IP方式,6LoWPAN 網關不再負責協(xié)議轉換,其主要功能是連接WSN與互聯(lián)網,實現(xiàn)數(shù)據包的路由轉發(fā)[13]。網關內部存儲了一張地址映射表,用于傳感器節(jié)點的IPv6地址和16位短地址的雙向快速轉換。endprint

        6LoWPAN 網關收發(fā)數(shù)據幀流程如圖6所示。

        4結論

        本研究基于無線傳感網絡技術的發(fā)展,以農業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測為背景,架構6LoWPAN無線傳感器網絡實時監(jiān)控系統(tǒng),對6LoWPAN節(jié)點和6LoWPAN的硬件部分和軟件部分的設計進行了詳細的闡述。通過測試,本系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了WSN與IPv6網絡之間的直接互聯(lián)和數(shù)據交互,有利于對農業(yè)溫室大棚環(huán)境實時監(jiān)測、預警以及科學指導。本系統(tǒng)可以在基于IPv6網絡的多種無線監(jiān)測領域進行應用,具有很大的

        研究前景和推廣價值。

        參考文獻:

        [1]霍宏偉,張宏科,郜帥,等. 一種IPv6無線傳感器網絡節(jié)點的設計與實現(xiàn)[J]. 計算機應用,2006,26(2):303-306.

        [2]Oliveira L M L,Rodrigues J J P C,Macao B M,et al. End-to-end connectivity IPv6 over wireless sensor networks[C]//Ubiquitous and Future Networks(ICUFN),Third International Conference on,2011:1-6.

        [3]da Silva C B,Rodrigues J J P C,Oliveira L M L,et al. Design and construction of a wireless sensor and actuator network gateway based on 6LoWPAN[C]//Lisbon:International Conference on Computer as a Tool(EUROCON),2011 IEEE,2011:1-4.

        [4]Suryady G,Sarwar U,Abbas M. A gatway solution for wirless sensor networks[C]. St Petersburg:ICUMT,2009.

        [5]袁志強.基于ZigBee技術的溫室大棚無線監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 江蘇農業(yè)科學,2012,40(11):396-397.

        [6]IEEE 802.15.4 Standard(2003)Part 15.4:Wireless medium access control(MAC)and physical layer(PHY)specifications for low-rate wireless personal area networks(LR-WPANs)[S]. New York:IEEE-SA Standards Board,2003.

        [7]毛妙. 6LoWPAN適配層與ND協(xié)議的研究與實現(xiàn)[D]. 上海:華東師范大學,2007.

        [8]向浩,李堃,袁家斌. 基于6LoWPAN的IPv6無線傳感器網絡[J]. 南京理工大學學報:自然科學版,2010,34(1):56-60.

        [9]阮越廣. 基于SimpliciTI的無線智能熱量表硬件設計[J]. 儀表技術與傳感器,2012(1):34-35,62.

        [10]胡強,張海輝,徐巧年. 基于短消息的無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 農機化研究,2010,32(2):113-116,215.

        [11]滿莎,楊恢先,彭友,等. 基于ARM9的嵌入式無線智能家居網關設計[J]. 計算機應用,2010,30(9):2541-2544.

        [12]施勇,溫陽東. 基于DM9000A的嵌入式以太網接口設計與實現(xiàn)[J]. 合肥工業(yè)大學學報:自然科學版,2011,34(4):519-524.

        [13]王曉喃,錢煥延,唐振民. 基于6LoWPAN的無線傳感器網絡路由協(xié)議[J]. 計算機應用研究,2009,26(10):3881-3882,3887.尹飛凰,高舸. 適宜馬鈴薯儲藏的環(huán)境參數(shù)智能調節(jié)系統(tǒng)[J]. 江蘇農業(yè)科學,2014,42(9):374-376.endprint

        6LoWPAN 網關收發(fā)數(shù)據幀流程如圖6所示。

        4結論

        本研究基于無線傳感網絡技術的發(fā)展,以農業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測為背景,架構6LoWPAN無線傳感器網絡實時監(jiān)控系統(tǒng),對6LoWPAN節(jié)點和6LoWPAN的硬件部分和軟件部分的設計進行了詳細的闡述。通過測試,本系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了WSN與IPv6網絡之間的直接互聯(lián)和數(shù)據交互,有利于對農業(yè)溫室大棚環(huán)境實時監(jiān)測、預警以及科學指導。本系統(tǒng)可以在基于IPv6網絡的多種無線監(jiān)測領域進行應用,具有很大的

        研究前景和推廣價值。

        參考文獻:

        [1]霍宏偉,張宏科,郜帥,等. 一種IPv6無線傳感器網絡節(jié)點的設計與實現(xiàn)[J]. 計算機應用,2006,26(2):303-306.

        [2]Oliveira L M L,Rodrigues J J P C,Macao B M,et al. End-to-end connectivity IPv6 over wireless sensor networks[C]//Ubiquitous and Future Networks(ICUFN),Third International Conference on,2011:1-6.

        [3]da Silva C B,Rodrigues J J P C,Oliveira L M L,et al. Design and construction of a wireless sensor and actuator network gateway based on 6LoWPAN[C]//Lisbon:International Conference on Computer as a Tool(EUROCON),2011 IEEE,2011:1-4.

        [4]Suryady G,Sarwar U,Abbas M. A gatway solution for wirless sensor networks[C]. St Petersburg:ICUMT,2009.

        [5]袁志強.基于ZigBee技術的溫室大棚無線監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 江蘇農業(yè)科學,2012,40(11):396-397.

        [6]IEEE 802.15.4 Standard(2003)Part 15.4:Wireless medium access control(MAC)and physical layer(PHY)specifications for low-rate wireless personal area networks(LR-WPANs)[S]. New York:IEEE-SA Standards Board,2003.

        [7]毛妙. 6LoWPAN適配層與ND協(xié)議的研究與實現(xiàn)[D]. 上海:華東師范大學,2007.

        [8]向浩,李堃,袁家斌. 基于6LoWPAN的IPv6無線傳感器網絡[J]. 南京理工大學學報:自然科學版,2010,34(1):56-60.

        [9]阮越廣. 基于SimpliciTI的無線智能熱量表硬件設計[J]. 儀表技術與傳感器,2012(1):34-35,62.

        [10]胡強,張海輝,徐巧年. 基于短消息的無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 農機化研究,2010,32(2):113-116,215.

        [11]滿莎,楊恢先,彭友,等. 基于ARM9的嵌入式無線智能家居網關設計[J]. 計算機應用,2010,30(9):2541-2544.

        [12]施勇,溫陽東. 基于DM9000A的嵌入式以太網接口設計與實現(xiàn)[J]. 合肥工業(yè)大學學報:自然科學版,2011,34(4):519-524.

        [13]王曉喃,錢煥延,唐振民. 基于6LoWPAN的無線傳感器網絡路由協(xié)議[J]. 計算機應用研究,2009,26(10):3881-3882,3887.尹飛凰,高舸. 適宜馬鈴薯儲藏的環(huán)境參數(shù)智能調節(jié)系統(tǒng)[J]. 江蘇農業(yè)科學,2014,42(9):374-376.endprint

        6LoWPAN 網關收發(fā)數(shù)據幀流程如圖6所示。

        4結論

        本研究基于無線傳感網絡技術的發(fā)展,以農業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測為背景,架構6LoWPAN無線傳感器網絡實時監(jiān)控系統(tǒng),對6LoWPAN節(jié)點和6LoWPAN的硬件部分和軟件部分的設計進行了詳細的闡述。通過測試,本系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了WSN與IPv6網絡之間的直接互聯(lián)和數(shù)據交互,有利于對農業(yè)溫室大棚環(huán)境實時監(jiān)測、預警以及科學指導。本系統(tǒng)可以在基于IPv6網絡的多種無線監(jiān)測領域進行應用,具有很大的

        研究前景和推廣價值。

        參考文獻:

        [1]霍宏偉,張宏科,郜帥,等. 一種IPv6無線傳感器網絡節(jié)點的設計與實現(xiàn)[J]. 計算機應用,2006,26(2):303-306.

        [2]Oliveira L M L,Rodrigues J J P C,Macao B M,et al. End-to-end connectivity IPv6 over wireless sensor networks[C]//Ubiquitous and Future Networks(ICUFN),Third International Conference on,2011:1-6.

        [3]da Silva C B,Rodrigues J J P C,Oliveira L M L,et al. Design and construction of a wireless sensor and actuator network gateway based on 6LoWPAN[C]//Lisbon:International Conference on Computer as a Tool(EUROCON),2011 IEEE,2011:1-4.

        [4]Suryady G,Sarwar U,Abbas M. A gatway solution for wirless sensor networks[C]. St Petersburg:ICUMT,2009.

        [5]袁志強.基于ZigBee技術的溫室大棚無線監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 江蘇農業(yè)科學,2012,40(11):396-397.

        [6]IEEE 802.15.4 Standard(2003)Part 15.4:Wireless medium access control(MAC)and physical layer(PHY)specifications for low-rate wireless personal area networks(LR-WPANs)[S]. New York:IEEE-SA Standards Board,2003.

        [7]毛妙. 6LoWPAN適配層與ND協(xié)議的研究與實現(xiàn)[D]. 上海:華東師范大學,2007.

        [8]向浩,李堃,袁家斌. 基于6LoWPAN的IPv6無線傳感器網絡[J]. 南京理工大學學報:自然科學版,2010,34(1):56-60.

        [9]阮越廣. 基于SimpliciTI的無線智能熱量表硬件設計[J]. 儀表技術與傳感器,2012(1):34-35,62.

        [10]胡強,張海輝,徐巧年. 基于短消息的無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 農機化研究,2010,32(2):113-116,215.

        [11]滿莎,楊恢先,彭友,等. 基于ARM9的嵌入式無線智能家居網關設計[J]. 計算機應用,2010,30(9):2541-2544.

        [12]施勇,溫陽東. 基于DM9000A的嵌入式以太網接口設計與實現(xiàn)[J]. 合肥工業(yè)大學學報:自然科學版,2011,34(4):519-524.

        [13]王曉喃,錢煥延,唐振民. 基于6LoWPAN的無線傳感器網絡路由協(xié)議[J]. 計算機應用研究,2009,26(10):3881-3882,3887.尹飛凰,高舸. 適宜馬鈴薯儲藏的環(huán)境參數(shù)智能調節(jié)系統(tǒng)[J]. 江蘇農業(yè)科學,2014,42(9):374-376.endprint

        猜你喜歡
        網關溫室大棚
        大棚妹子
        大棚換茬季 肥料怎么選
        謹防大棚房死灰復燃
        現(xiàn)代溫室羊肚菌栽培技術
        蒼松溫室 蒼松灌溉
        蒼松溫室 蒼松灌溉
        原地翻建大棚 注意啥
        基于改進RPS技術的IPSEC VPN網關設計
        可以避免一個溫室化的地球嗎?
        英語文摘(2019年2期)2019-03-30 01:48:28
        LTE Small Cell網關及虛擬網關技術研究
        移動通信(2015年18期)2015-08-24 07:45:08
        国产精品情侣呻吟对白视频| 中文字幕亚洲精品码专区| 美利坚亚洲天堂日韩精品| 国产av无码专区亚洲av麻豆| 久久露脸国产精品| 国产女高清在线看免费观看 | 日韩精品中文字幕 一区| 丰满老熟女性生活视频| 大学生粉嫩无套流白浆| 亚洲精品自产拍在线观看| 成激情人妻视频| 日本亚洲系列中文字幕| 欧美老熟妇喷水| 欧美一欧美一区二三区性| 久久精品中文字幕免费| 不卡一区二区黄色av| 少妇性饥渴bbbbb搡bbbb| 国产精品九九热| 亚洲少妇一区二区三区老| 欧美老妇交乱视频在线观看| 亚洲老妇色熟女老太| 中文字字幕在线精品乱码| 日本19禁啪啪吃奶大尺度| 国产精品熟女一区二区| 精品中文字幕制服中文| 一区二区三区精品偷拍| 国产免费三级av在线| 人妻少妇精品专区性色av| 国产精品系列亚洲第一| 国产精品久久婷婷六月丁香| 国产精品国三级国产av| 在线国产小视频| 精品女同一区二区三区免费播放| 丁香五月缴情在线| 国产成人久久精品77777综合| 亚洲αv在线精品糸列| 开心久久婷婷综合中文字幕| 国产农村妇女毛片精品久久| 国产在线一区二区三区av| 日日高潮夜夜爽高清视频| 国产一区二区三区免费观看在线 |