專利名稱：6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，尤其涉及的是ー種下一代6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用及基于IPv6互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的成熟和發(fā)展，6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已成為未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著用戶對(duì)移動(dòng)業(yè)務(wù)需求的不斷增長，6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)只有提供良好的移動(dòng)性支持，才能使其獲得更大地應(yīng)用空間。目前，IPv6中典型的移動(dòng)協(xié)議(如HMIPv6，F(xiàn)MIPv6及MIPv6)應(yīng)用到6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中還存在一些問題，主要原因?yàn)槿缦?
I)現(xiàn)有移動(dòng)協(xié)議中，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送和接收大量的控制信息來確保移動(dòng)過程中的通信暢通，減少數(shù)據(jù)包的丟失，而傳輸控制信息會(huì)消耗大量的能量，這會(huì)大幅度縮減傳感器節(jié)點(diǎn)的壽命；2)現(xiàn)有移動(dòng)協(xié)議都是基于網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)的，即每個(gè)控制信息數(shù)據(jù)包都需要包括IPv6包頭，這對(duì)資源有限的傳感器節(jié)點(diǎn)來說會(huì)造成不小的開銷，同樣會(huì)縮短傳感器節(jié)點(diǎn)的壽命。因此針對(duì)資源有限的6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要建立一種低開銷的移動(dòng)切換方法。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種6LoffPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法。技術(shù)方案本發(fā)明公開了ー種6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，在所述6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置四類節(jié)點(diǎn)接入節(jié)點(diǎn)、固定傳感器節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；所述接入節(jié)點(diǎn)為連接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，它與IPv6網(wǎng)絡(luò)中的接入路由器相連；接入節(jié)點(diǎn)與固定傳感器節(jié)點(diǎn)形成樹狀結(jié)構(gòu)，接入節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，固定傳感器節(jié)點(diǎn)為中間節(jié)點(diǎn)及葉子節(jié)點(diǎn)，一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)建成一個(gè)個(gè)域網(wǎng)；6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成路由骨干網(wǎng)絡(luò)；所述移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)用于采集數(shù)據(jù)，通過由接入節(jié)點(diǎn)和固定傳感器節(jié)點(diǎn)形成的樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行路由，實(shí)現(xiàn)與IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信；移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)為與移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行通信的樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，同一個(gè)時(shí)間，一個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)只有ー個(gè)關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址在移動(dòng)過程中固定；所述樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)定期廣播beacon巾貞以示自己的存在，并通過接收ー跳范圍內(nèi)的相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送的beacon巾貞保存相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路地址；所述移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)通過測量收到的beacon幀的信號(hào)強(qiáng)度獲取與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)之間的距離，當(dāng)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)檢測到它與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的距離大于閾值時(shí)，選擇當(dāng)前與它距離最近的固定傳感器節(jié)點(diǎn)作為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；所述接入節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)以及固定傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址包括三個(gè)部分全局路由前綴、接入節(jié)點(diǎn)ID與節(jié)點(diǎn)ID ；所述全局路由前綴唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的全局路由前綴都相同；接入節(jié)點(diǎn)ID唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)個(gè)域網(wǎng)，個(gè)域網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID都相同，其值為接入節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID ;節(jié)點(diǎn)ID唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)，接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID為0，IPv6地址為預(yù)先設(shè)置；所述IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID由i比特組成；節(jié)點(diǎn)ID劃分為多個(gè)層次，n比特為一個(gè)等級(jí)，接入節(jié)點(diǎn)的等級(jí)為0，接入節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)的等級(jí)為I ;固定傳感器節(jié)點(diǎn)IPv6地址的節(jié)點(diǎn)ID的有效比特長度V等于固定傳感器節(jié)點(diǎn)在樹狀結(jié)構(gòu)中的深度與等級(jí)n比特的乘積。本發(fā)明中，固定傳感器節(jié)點(diǎn)通過加入樹狀結(jié)構(gòu)獲取IPv6地址，固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址的步驟為步驟201:開始；步驟202 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播請(qǐng)求地址控制幀；步驟203 :已獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)收到地址請(qǐng)求控制幀后，判斷自己是否有剩余地址資源可供分配，如果有，則進(jìn)行步驟205，否則進(jìn)行步驟204 ；步驟204 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)放棄處理控制幀，進(jìn)行步驟209 ；步驟205 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)向固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回一個(gè)地址響應(yīng)控制幀，負(fù)載為將要分配的IPv6地址；步驟206 :在設(shè)定時(shí)間后，固定傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)地址響應(yīng)控制幀返回的IPv6地址的節(jié)點(diǎn)ID的有效比特長度獲取返回幀的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)所在樹狀結(jié)構(gòu)的層次值，然后選擇層次值最小的節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)井向該節(jié)點(diǎn)返回一個(gè)確認(rèn)控制幀，同時(shí)將該節(jié)點(diǎn)分配的IPv6地址作為自己的IPv6地址；步驟207 :所述父節(jié)點(diǎn)收到固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回的確認(rèn)控制幀后，將分配給固定傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址標(biāo)記為已分配狀態(tài)；步驟208 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址；步驟209:結(jié)束。本發(fā)明所述方法中，接入路由器或樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)保存一個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表，對(duì)照表包括兩個(gè)域移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域記錄移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域記錄移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的鏈路地址。本發(fā)明中，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址及關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的過程為步驟301:開始； 步驟302 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播請(qǐng)求地址控制幀；步驟303 :已獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或者鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)收到地址請(qǐng)求控制幀后，判斷自己是否有剩余地址資源可供分配，如果是，進(jìn)行步驟305，否則進(jìn)行步驟304 ；步驟304 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或者鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)放棄處理控制幀，進(jìn)行步驟314;步驟305 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)向固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)地址響應(yīng)控制幀，負(fù)載為將要分配的IPv6地址；步驟306 :在設(shè)定時(shí)間后，固定傳感器節(jié)點(diǎn)查看地址響應(yīng)控制幀中的IPv6地址的傳感器節(jié)點(diǎn)ID，選擇傳感器節(jié)點(diǎn)ID有效比特長度最短的IPv6地址作為自己的IPv6地址，并向返回響應(yīng)控制巾貞的節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)確認(rèn)控制巾貞，負(fù)載內(nèi)容為分配的IPv6地址； 步驟307 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)判斷是否從鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址，如果是，進(jìn)行步驟308，否則進(jìn)行步驟309 ；步驟308 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)將獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)作為自己的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟312 ；步驟309 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)選擇返回的地址響應(yīng)控制幀的信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)，發(fā)送ー個(gè)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀；步驟310 :信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)收到關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀后，向移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)關(guān)聯(lián)響應(yīng)響應(yīng)幀；步驟311 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，將信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)置為自己的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；步驟312 :為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)分配IPv6地址的節(jié)點(diǎn)收到確認(rèn)控制幀后，將分配給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址標(biāo)記為已分配狀態(tài)；步驟313 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中增加一條表項(xiàng),移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域?yàn)樽约旱逆溌返刂?；步驟314:結(jié)束。本發(fā)明中，當(dāng)ー個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M檢測到與其關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的距離大于閾值吋，選擇當(dāng)前與它距離最近的另ー個(gè)固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2作為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，并進(jìn)行如下移動(dòng)切換操作步驟401:開始；步驟402 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M向固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀，負(fù)載內(nèi)容為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的鏈路地址；步驟403 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2收到關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀后，在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中増加一條表項(xiàng)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域?yàn)楣潭▊鞲衅鞴?jié)點(diǎn)S2的鏈路地址，然后向移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M返回ー個(gè)關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀，同時(shí)向關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI發(fā)送ー個(gè)更新命令幀，負(fù)載內(nèi)容為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址；步驟404 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M收到固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，將關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)設(shè)置為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2 ；步驟405 :更新命令幀根據(jù)樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行路由，首先到達(dá)固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的父節(jié)點(diǎn)；步驟406 :父節(jié)點(diǎn)收到更新命令幀后，判斷它是否為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的共同祖先節(jié)點(diǎn)，即是否為包含關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI與固定傳感器節(jié)S2的最小子樹的樹根節(jié)點(diǎn)，如果是，進(jìn)行步驟410，否則進(jìn)行步驟407 ；步驟407 :父節(jié)點(diǎn)查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表，判斷是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟408，否則進(jìn)行步驟409 ；步驟408 :父節(jié)點(diǎn)刪除移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)；步驟409 :父節(jié)點(diǎn)將更新命令幀繼續(xù)發(fā)送給其父節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟406 ；步驟410 :共同祖先節(jié)點(diǎn)查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表，判斷是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟412，否則進(jìn)行步驟411 ；步驟411 :共同祖先節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中増加ー個(gè)表項(xiàng)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的鏈路地址，進(jìn)行步驟413;步驟412 :共同祖先節(jié)點(diǎn)將表項(xiàng)中關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域更新為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的鏈路地址；步驟413 :共同祖先節(jié)點(diǎn)按照樹狀結(jié)構(gòu)將更新命令幀發(fā)送給其子節(jié)點(diǎn)；步驟414 :子節(jié)點(diǎn)收到更新命令幀后，判斷自己是否為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI，如果是，進(jìn)行步驟416，否則進(jìn)行步驟415 ；步驟415 :子節(jié)點(diǎn)按照樹狀結(jié)構(gòu)將更新命令幀繼續(xù)發(fā)送給其子節(jié)點(diǎn)，將進(jìn)行步驟414 ；步驟416 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI收到更新命令幀后，從移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中刪除節(jié)點(diǎn)M的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，同時(shí)將目的地址為節(jié)點(diǎn)M的數(shù)據(jù)幀直接發(fā)送給固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2 ；步驟417 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2收到目的地址為節(jié)點(diǎn)M的數(shù)據(jù)幀后，將此數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M ；步驟418:結(jié)束。本發(fā)明中，IPv6節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的通信過程為步驟501:開始；步驟502 :IPv6節(jié)點(diǎn)發(fā)送一條獲取移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X所采集信息請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，目的地址為節(jié)點(diǎn)X的IPv6地址，此數(shù)據(jù)包在IPv6網(wǎng)絡(luò)中路由，到達(dá)與目的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)所在6LoffPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接的接入路由器R ；步驟503 :接入路由器R收到數(shù)據(jù)包后用MAC頭部(MAC結(jié)構(gòu)可具體參見IEEEComputer Society. Part 15. 4 ffireless Medium Access Control(MAC)ana PhysicalLayer (PHY)Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs),IEEEStandard 802. 15. 4. August, 2007.)和Mesh頭部對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，然后將Mesh頭部中的最終地址域設(shè)置為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的鏈路地址；步驟504 :接入路由器R查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表是否有移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟505，否則進(jìn)行步驟506 ；步驟505 :接入路由器R將Mesh頭部中的目的地址域設(shè)置為表項(xiàng)中的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域值，進(jìn)行步驟507 ； 步驟506 :接入路由器R將Mesh頭部中的目的地址域設(shè)置為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X獲取其IPv6地址的節(jié)點(diǎn)的鏈路地址；
步驟507 :接入路由器R根據(jù)Mesh中目的地址域選取相應(yīng)的樹狀結(jié)構(gòu)，并將MAC頭部中的目的鏈路地址設(shè)置為樹根節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，發(fā)送數(shù)據(jù)幀；步驟508 :下一跳節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后判斷其移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟509，否則進(jìn)行步驟510 ；步驟509 :下一跳節(jié)點(diǎn)用表項(xiàng)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域值更新數(shù)據(jù)幀中Mesh頭部中的目的地址域值；步驟510 :下一跳節(jié)點(diǎn)判斷自己的鏈路地址是否等于幀中Mesh頭部的目的節(jié)點(diǎn)域值，如果是，進(jìn)行步驟512，否則進(jìn)行步驟511 ；
步驟511 :下一跳節(jié)點(diǎn)將MAC頭部的源鏈路地址更新為自己的鏈路地址，目的鏈路地址更新為到達(dá)Mesh頭部中目的地址域值所在分支的下ー跳節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，然后將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去，進(jìn)行步驟508;步驟512 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟513，否則進(jìn)行步驟514 ；步驟513 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)直接將數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X，進(jìn)行步驟516 ；步驟514 :說明移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X已經(jīng)發(fā)生移動(dòng)離開自己的通信區(qū)域，此時(shí)，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的當(dāng)前關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；步驟515 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的當(dāng)前關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X ；步驟516 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X收到數(shù)據(jù)幀后，處理此數(shù)據(jù)幀并將響應(yīng)信息封裝為響應(yīng)數(shù)據(jù)幀，響應(yīng)數(shù)據(jù)幀只包含MAC頭部，不包含Mesh頭部，其中，MAC頭部中的源鏈路地址為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的鏈路地址，目的地址為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，發(fā)送數(shù)據(jù)幀；步驟517 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，將MAC頭部中的源鏈路地址更新為自己的鏈路地址，MAC頭部中的目的鏈路地址更新為其父節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，然后將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去；步驟518 :父節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，判斷自己是否為接入路由器R，如果是，進(jìn)行步驟520，否則進(jìn)行步驟519 ；步驟519 :父節(jié)點(diǎn)繼續(xù)講數(shù)據(jù)幀發(fā)送給它的父節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟518 ；步驟520 :接入路由器R將數(shù)據(jù)幀中的響應(yīng)信息封裝為IPv6數(shù)據(jù)包，將其發(fā)送到IPv6網(wǎng)絡(luò)上，數(shù)據(jù)包按照IPv6路由方式到達(dá)源IPv6節(jié)點(diǎn)；步驟521:結(jié)束。本發(fā)明中，Mesh幀頭部結(jié)構(gòu)中，0位和F位為3比特，分別表示目的地址域和最終地址域的格式；其中，000表示地址由I字節(jié)組成，001表示地址由2個(gè)字節(jié)組成，Hoplimit(最大跳)位為樹狀結(jié)構(gòu)的深度值的2倍，數(shù)據(jù)幀每經(jīng)過ー跳，遞減I。有益效果本發(fā)明提供了ー種6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)通過本發(fā)明所提供的移動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)方法，可保持移動(dòng)過程中通信的連續(xù)性，由于本發(fā)明中的移動(dòng)切換控制信息在鏈路層進(jìn)行交互，因此傳輸數(shù)據(jù)量小，延遲時(shí)間短，此外，移動(dòng)切換的控制信息通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)路由，節(jié)省了建立路由帶來的功耗和延遲時(shí)間。本發(fā)明中的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)無須轉(zhuǎn)交地址，并且無須參加移動(dòng)切換的控制過程，從而節(jié)省了能量，延長了壽命。本發(fā)明可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)設(shè)施現(xiàn)代化及醫(yī)療健康等諸多領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一歩的具體說明，本發(fā)明的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。圖I為本發(fā)明所述的接入節(jié)點(diǎn)、固定傳感器節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述的接入節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)以及固定傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明所述的固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址的流程示意圖。圖4為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址及關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的流程示意圖。 圖6a和圖6b為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)移動(dòng)切換的流程示意圖。圖7為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)與IPv6節(jié)點(diǎn)交互的數(shù)據(jù)幀中Mesh頭部的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8a和圖Sb為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)與IPv6節(jié)點(diǎn)通信流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了ー種6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，在所述方法中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)通過本發(fā)明所提供的移動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)方法，可保持移動(dòng)過程中通信的連續(xù)性。圖I為本發(fā)明所述的接入節(jié)點(diǎn)、固定傳感器節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。所述6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置四類節(jié)點(diǎn)接入節(jié)點(diǎn)2、固定傳感器節(jié)點(diǎn)3、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)6及移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)5。所述接入節(jié)點(diǎn)為連接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，它與IPv6網(wǎng)絡(luò)中的接入路由器I相連；接入節(jié)點(diǎn)與固定傳感器節(jié)點(diǎn)形成樹狀結(jié)構(gòu)4，接入節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，固定傳感器節(jié)點(diǎn)為中間節(jié)點(diǎn)及葉子節(jié)點(diǎn)，一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)建成一個(gè)個(gè)域網(wǎng)，6LoffPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成路由骨干網(wǎng)絡(luò)。所述移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)用于采集數(shù)據(jù)，通過由接入節(jié)點(diǎn)和固定傳感器節(jié)點(diǎn)形成的樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行路由，實(shí)現(xiàn)與IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)為與移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行通信的樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，同一個(gè)時(shí)間，一個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)只有ー個(gè)關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址在移動(dòng)過程中固定。所述樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)定期廣播beacon巾貞以示自己的存在，并通過接收ー跳范圍內(nèi)的相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送的beacon巾貞保存相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路地址。所述移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)通過測量收到的beacon幀的信號(hào)強(qiáng)度獲取與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)之間的距離，當(dāng)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)檢測到它與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的距離大于閾值時(shí)，選擇當(dāng)前與它距離最近的固定傳感器節(jié)點(diǎn)作為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，其中beacon幀的信號(hào)強(qiáng)度與距離的平方成反比。圖2為本發(fā)明所述的接入節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)以及固定傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的結(jié)構(gòu)示意圖。所述接入節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)以及固定傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址包括三個(gè)部分全局路由前綴、接入節(jié)點(diǎn)ID與節(jié)點(diǎn)ID，所述全局路由前綴唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的全局路由前綴都相同；接入節(jié)點(diǎn)ID唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)個(gè)域網(wǎng)，個(gè)域網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID都相同，其值為接入節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID ;節(jié)點(diǎn)ID唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)。接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID為O，IPv6地址為預(yù)先設(shè)置，其接入節(jié)點(diǎn)ID為最小可分配值，例如6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的第一個(gè)接入節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID為1，第二個(gè)接入節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID為2，以此類推。所述IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID由i比特組成；節(jié)點(diǎn)ID劃分為多個(gè)層次，n比特為ー個(gè)等級(jí)，接入節(jié)點(diǎn)的等級(jí)為O，接入節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)的等級(jí)為I ;固定傳感器節(jié)點(diǎn)IPv6地址的節(jié)點(diǎn)ID的有效比特長度V等于固定傳感器節(jié)點(diǎn)在樹狀結(jié)構(gòu)中的深度d與等級(jí)n比特的乘積,如公式所示v = dXn。
圖3為本發(fā)明所述的固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址的流程示意圖，固定傳感器節(jié)點(diǎn)通過加入樹狀結(jié)構(gòu)獲取IPv6地址，固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址的步驟為步驟201:開始；步驟202 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播請(qǐng)求地址控制幀；步驟203 :已獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)收到地址請(qǐng)求控制幀后，判斷自己是否有剩余地址資源可供分配，如果有，則進(jìn)行步驟205，否則進(jìn)行步驟204 ；步驟204 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)放棄處理控制幀，進(jìn)行步驟209 ；步驟205 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)向固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回一個(gè)地址響應(yīng)控制幀，負(fù)載為將要分配的IPv6地址；步驟206 :在設(shè)定時(shí)間后(例如10S)，固定傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)地址響應(yīng)控制幀返回的IPv6地址的節(jié)點(diǎn)ID的有效比特長度獲取返回幀的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)所在樹狀結(jié)構(gòu)的層次值，然后選擇層次值最小的節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)井向該節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)確認(rèn)控制幀，同時(shí)將該節(jié)點(diǎn)分配的IPv6地址作為自己的IPv6地址；步驟207 :所述父節(jié)點(diǎn)收到固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回的確認(rèn)控制幀后，將分配給固定傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址標(biāo)記為已分配狀態(tài)；步驟208 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址；步驟209:結(jié)束。圖4為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表結(jié)構(gòu)示意圖。接入路由器或樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)保存一個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表，對(duì)照表包括兩個(gè)域移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域記錄移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域記錄移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的鏈路地址。圖5為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址及關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的流程示意圖。移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址及關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的過程為步驟301:開始；步驟302 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播請(qǐng)求地址控制幀；步驟303 :已獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或者鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)收到地址請(qǐng)求控制幀后，判斷自己是否有剩余地址資源可供分配，如果是，進(jìn)行步驟305，否則進(jìn)行步驟304 ；步驟304:鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或者鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)放棄處理控制幀，進(jìn)行步驟314;
步驟305 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)向固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)地址響應(yīng)控制幀，負(fù)載為將要分配的IPv6地址；步驟306 :在設(shè)定時(shí)間后(例如10S)，固定傳感器節(jié)點(diǎn)查看地址響應(yīng)控制幀中的IPv6地址的傳感器節(jié)點(diǎn)ID，選擇傳感器節(jié)點(diǎn)ID有效比特長度最短的IPv6地址作為自己的IPv6地址，并向返回響應(yīng)控制幀的節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)確認(rèn)控制幀，負(fù)載內(nèi)容為分配的IPv6地址；步驟307 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)判斷是否從鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址，如果是，進(jìn)行步驟308，否則進(jìn)行步驟309 ；步驟308 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)將獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)作為自己的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟312 ；步驟309 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)選擇返回的地址響應(yīng)控制幀的信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)，發(fā)送ー個(gè)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀；步驟310 :信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)收到關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀后，向移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)關(guān)聯(lián)響應(yīng)響應(yīng)幀；步驟311 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，將信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)置為自己的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；步驟312 :為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)分配IPv6地址的節(jié)點(diǎn)收到確認(rèn)控制幀后，將分配給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址標(biāo)記為已分配狀態(tài)；步驟313 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中増加一條表項(xiàng)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域?yàn)樽约旱逆溌返刂罚徊襟E314:結(jié)束。圖6a和圖6b為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)移動(dòng)切換的流程示意圖。當(dāng)ー個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M檢測到與其關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的距離大于閾值時(shí)，選擇當(dāng)前與它距離最近的另ー個(gè)固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2作為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，并進(jìn)行如下移動(dòng)切換操作步驟401:開始；步驟402 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M向固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀，負(fù)載內(nèi)容為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的鏈路地址；步驟403 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2收到關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀后，在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中増加一條表項(xiàng)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域?yàn)楣潭▊鞲衅鞴?jié)點(diǎn)S2的鏈路地址，然后向移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M返回ー個(gè)關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀，同時(shí)向關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI發(fā)送ー個(gè)更新命令幀，負(fù)載內(nèi)容為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址；步驟404 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M收到固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，將關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)設(shè)置為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2 ；步驟405 :更新命令幀根據(jù)樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行路由，首先到達(dá)固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的父節(jié)點(diǎn)；步驟406 :父節(jié)點(diǎn)收到更新命令幀后，判斷它是否為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的共同祖先節(jié)點(diǎn)，即是否為包含關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI與固定傳感器節(jié)S2的最小子樹的樹根節(jié)點(diǎn)，如果是，進(jìn)行步驟410，否則進(jìn)行步驟407 ；步驟407 :父節(jié)點(diǎn)查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表，判斷是否存在移動(dòng)傳、感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)，如 果是，進(jìn)行步驟408，否則進(jìn)行步驟409 ；步驟408 :父節(jié)點(diǎn)刪除移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)，進(jìn)行步驟409 ；步驟409 :父節(jié)點(diǎn)將更新命令幀繼續(xù)發(fā)送給其父節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟406 ；步驟410 :共同祖先節(jié)點(diǎn)查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表，判斷是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟412，否則進(jìn)行步驟411 ；步驟411 :共同祖先節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中増加ー個(gè)表項(xiàng)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的鏈路地址，進(jìn)行步驟413;步驟412 :共同祖先節(jié)點(diǎn)將表項(xiàng)中關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域更新為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的鏈路地址；步驟413 :共同祖先節(jié)點(diǎn)按照樹狀結(jié)構(gòu)將更新命令幀發(fā)送給其子節(jié)點(diǎn)；步驟414:子節(jié)點(diǎn)收到更新命令幀后，判斷自己是否為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI，如果是，進(jìn)行步驟416，否則進(jìn)行步驟415 ；步驟415 :子節(jié)點(diǎn)按照樹狀結(jié)構(gòu)將更新命令幀繼續(xù)發(fā)送給其子節(jié)點(diǎn)，將進(jìn)行步驟414 ；步驟416 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI收到更新命令幀后，從移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中刪除節(jié)點(diǎn)M的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，同時(shí)將目的地址為節(jié)點(diǎn)M的數(shù)據(jù)幀直接發(fā)送給固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2 ；步驟417 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2收到目的地址為節(jié)點(diǎn)M的數(shù)據(jù)幀后，將此數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M ；步驟418:結(jié)束。圖7為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)與IPv6節(jié)點(diǎn)交互的數(shù)據(jù)幀中Mesh頭部的結(jié)構(gòu)示意圖。Mesh幀頭部結(jié)構(gòu)中，前2比特值為10，0位和F位為3比特，分別表示目的地址域和最終地址域的格式；其中，000表示地址由I字節(jié)組成，001表示地址由2個(gè)字節(jié)組成，Hop limit (最大跳)位為樹狀結(jié)構(gòu)的深度值的2倍,數(shù)據(jù)巾貞姆經(jīng)過一跳,遞減I,Hop limit為數(shù)據(jù)幀所經(jīng)過的最大跳數(shù)。圖8a和圖8b為本發(fā)明所述的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)與IPv6節(jié)點(diǎn)通信流程示意圖。IPv6節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的通信過程為步驟501:開始；步驟502 :IPv6節(jié)點(diǎn)發(fā)送一條獲取移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X所采集信息請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，目的地址為節(jié)點(diǎn)X的IPv6地址，此數(shù)據(jù)包在IPv6網(wǎng)絡(luò)中路由，到達(dá)與目的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)所在6LoffPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接的接入路由器R ；步驟503 :接入路由器R收到數(shù)據(jù)包后用MAC頭部和Mesh頭部對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，然后將Mesh頭部中的最終地址域設(shè)置為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的鏈路地址，其中MAC頭部包含MAC源鏈路地址域和MAC目的鏈路地址域，Mesh頭部參見圖I所示；步驟504 :接入路由器R查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表是否有移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟505，否則進(jìn)行步驟506 ；步驟505 :接入路由器R將Mesh頭部中的目的地址域設(shè)置為表項(xiàng)中的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域值，進(jìn)行步驟507 ；
步驟506 :接入路由器R將Mesh頭部中的目的地址域設(shè)置為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X獲取其IPv6地址的節(jié)點(diǎn)的鏈路地址；步驟507 :接入路由器R根據(jù)Mesh中目的地址域選取相應(yīng)的樹狀結(jié)構(gòu)，并將MAC頭部中的目的鏈路地址設(shè)置為樹根節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，發(fā)送數(shù)據(jù)幀；
步驟508 :下一跳節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后判斷其移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟509，否則進(jìn)行步驟510 ；步驟509 :下一跳節(jié)點(diǎn)用表項(xiàng)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域值更新數(shù)據(jù)幀中Mesh頭部中的目的地址域值；步驟510 :下一跳節(jié)點(diǎn)判斷自己的鏈路地址是否等于幀中Mesh頭部的目的節(jié)點(diǎn)域值，如果是，進(jìn)行步驟512，否則進(jìn)行步驟511 ；步驟511 :下一跳節(jié)點(diǎn)將MAC頭部的源鏈路地址更新為自己的鏈路地址，目的鏈路地址更新為到達(dá)Mesh頭部中目的地址域值所在分支的下ー跳節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，然后將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去，進(jìn)行步驟508;步驟512 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟513，否則進(jìn)行步驟514 ；步驟513 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)直接將數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X，進(jìn)行步驟516 ；步驟514 :說明移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X已經(jīng)發(fā)生移動(dòng)離開自己的通信區(qū)域，此時(shí)，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的當(dāng)前關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；步驟515 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的當(dāng)前關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X ；步驟516 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X收到數(shù)據(jù)幀后，處理此數(shù)據(jù)幀并將響應(yīng)信息封裝為響應(yīng)數(shù)據(jù)幀，響應(yīng)數(shù)據(jù)幀只包含MAC頭部，不包含Mesh頭部，其中，MAC頭部中的源鏈路地址為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的鏈路地址，目的地址為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，發(fā)送數(shù)據(jù)幀；步驟517 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，將MAC頭部中的源鏈路地址更新為自己的鏈路地址，MAC頭部中的目的鏈路地址更新為其父節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，然后將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去；步驟518:父節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，判斷自己是否為接入路由器R，如果是，進(jìn)行步驟520，否則進(jìn)行步驟519 ；步驟519 :父節(jié)點(diǎn)繼續(xù)講數(shù)據(jù)幀發(fā)送給它的父節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟518 ；步驟520 :接入路由器R將數(shù)據(jù)幀中的響應(yīng)信息封裝為IPv6數(shù)據(jù)包，將其發(fā)送到IPv6網(wǎng)絡(luò)上，數(shù)據(jù)包按照IPv6路由方式到達(dá)源IPv6節(jié)點(diǎn)；步驟521:結(jié)束。綜上所述，本發(fā)明提供了 6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地址移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，此項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于醫(yī)療健康、軍事國防等諸多領(lǐng)域，例如，在醫(yī)療健康領(lǐng)域中，可在患者身體上安裝多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測患者的身體健康參數(shù)。在患者移動(dòng)過程中，醫(yī)生仍然可以通過訪問傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)了解患者身體的健康參數(shù)以進(jìn)行及時(shí)治療。由于傳感器節(jié)點(diǎn)具有體積小、價(jià)格低廉、易于布置、易于維護(hù)等特點(diǎn)，而互聯(lián)網(wǎng)具有地理位置覆蓋廣泛，使用方便，界面友好、費(fèi)用低廉等特點(diǎn)，因此，本技術(shù)具有很高的推廣價(jià)值。本發(fā)明提供了 6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地址移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法的思路，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成 部份均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.ー種6L0WPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在所述6L0WPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置四類節(jié)點(diǎn)接入節(jié)點(diǎn)、固定傳感器節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)； 所述接入節(jié)點(diǎn)為連接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，它與IPv6網(wǎng)絡(luò)中的接入路由器相連；接入節(jié)點(diǎn)與固定傳感器節(jié)點(diǎn)形成樹狀結(jié)構(gòu)，接入節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，固定傳感器節(jié)點(diǎn)為中間節(jié)點(diǎn)及葉子節(jié)點(diǎn)，一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)建成ー個(gè)個(gè)域網(wǎng)；6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成路由骨干網(wǎng)絡(luò)； 所述移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)用于采集數(shù)據(jù)，通過由接入節(jié)點(diǎn)和固定傳感器節(jié)點(diǎn)形成的樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行路由，實(shí)現(xiàn)與IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信；移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)為與移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行通信的樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，同一個(gè)時(shí)間，一個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)只有ー個(gè)關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)；移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址在移動(dòng)過程中固定； 所述樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)定期廣播beacon幀以示自己的存在，并通過接收ー跳范圍內(nèi) 的相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送的beacon巾貞保存相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路地址； 所述移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)通過測量收到的beacon幀的信號(hào)強(qiáng)度獲取與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)之間的距離，當(dāng)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)檢測到它與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的距離大于閾值時(shí)，選擇當(dāng)前與它距離最近的固定傳感器節(jié)點(diǎn)作為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)； 所述接入節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)以及固定傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址包括三個(gè)部分全局路由前綴、接入節(jié)點(diǎn)ID與節(jié)點(diǎn)ID ； 所述全局路由前綴唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的全局路由前綴都相同；接入節(jié)點(diǎn)ID唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)個(gè)域網(wǎng)，個(gè)域網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID都相同，其值為接入節(jié)點(diǎn)的IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID ;節(jié)點(diǎn)ID唯一標(biāo)識(shí)ー個(gè)6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)，接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID為0，IPv6地址為預(yù)先設(shè)置； 所述IPv6地址的接入節(jié)點(diǎn)ID由i比特組成；節(jié)點(diǎn)ID劃分為多個(gè)層次，η比特為ー個(gè)等級(jí)，接入節(jié)點(diǎn)的等級(jí)為0，接入節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)的等級(jí)為I ;固定傳感器節(jié)點(diǎn)IPv6地址的節(jié)點(diǎn)ID的有效比特長度V等于固定傳感器節(jié)點(diǎn)在樹狀結(jié)構(gòu)中的深度與等級(jí)η比特的乘積。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在干，固定傳感器節(jié)點(diǎn)通過加入樹狀結(jié)構(gòu)獲取IPv6地址，固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址的步驟為 步驟201 :開始； 步驟202 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播請(qǐng)求地址控制幀； 步驟203 :已獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)收到地址請(qǐng)求控制幀后，判斷自己是否有剩余地址資源可供分配，如果有，則進(jìn)行步驟205，否則進(jìn)行步驟.204 ； 步驟204 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)放棄處理控制幀，進(jìn)行步驟209 ； 步驟205 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)向固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)地址響應(yīng)控制幀，負(fù)載為將要分配的IPv6地址； 步驟206 :在設(shè)定時(shí)間后，固定傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)地址響應(yīng)控制幀返回的IPv6地址的節(jié)點(diǎn)ID的有效比特長度獲取返回幀的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)所在樹狀結(jié)構(gòu)的層次值，然后選擇層次值最小的節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)井向該節(jié)點(diǎn)返回一個(gè)確認(rèn)控制幀，同時(shí)將該節(jié)點(diǎn)分配的IPv6地址作為自己的IPv6地址； 步驟207 :所述父節(jié)點(diǎn)收到固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回的確認(rèn)控制幀后，將分配給固定傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址標(biāo)記為已分配狀態(tài)； 步驟208 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址； 步驟209 :結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在干，接入路由器或樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)保存一個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表，對(duì)照表包括兩個(gè)域移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域記錄移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域記錄移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的鏈路地址。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在干，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址及關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的過程為 步驟301 :開始； 步驟302 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播請(qǐng)求地址控制幀； 步驟303 :已獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或者鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)收到地址請(qǐng)求控制幀后，判斷自己是否有剩余地址資源可供分配，如果是，進(jìn)行步驟305，否則進(jìn)行步驟304 ； 步驟304 :鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或者鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)放棄處理控制幀，進(jìn)行步驟314 ； 步驟305:鄰居接入節(jié)點(diǎn)、鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)或鄰居移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)向固定傳感器節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)地址響應(yīng)控制幀，負(fù)載為將要分配的IPv6地址； 步驟306 :在設(shè)定時(shí)間后，固定傳感器節(jié)點(diǎn)查看地址響應(yīng)控制幀中的IPv6地址的傳感器節(jié)點(diǎn)ID，選擇傳感器節(jié)點(diǎn)ID有效比特長度最短的IPv6地址作為自己的IPv6地址，并向返回響應(yīng)控制幀的節(jié)點(diǎn)返回一個(gè)確認(rèn)控制幀，負(fù)載內(nèi)容為分配的IPv6地址； 步驟307 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)判斷是否從鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)獲取IPv6地址，如果是，進(jìn)行步驟308，否則進(jìn)行步驟309 ； 步驟308 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)將獲取IPv6地址的鄰居接入節(jié)點(diǎn)或鄰居固定傳感器節(jié)點(diǎn)作為自己的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟312 ； 步驟309 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)選擇返回的地址響應(yīng)控制幀的信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)，發(fā)送ー個(gè)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀； 步驟310 :信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)收到關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀后，向移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)返回ー個(gè)關(guān)聯(lián)響應(yīng)響應(yīng)幀； 步驟311 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，將信號(hào)最強(qiáng)的接入節(jié)點(diǎn)或固定傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)置為自己的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)； 步驟312 :為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)分配IPv6地址的節(jié)點(diǎn)收到確認(rèn)控制幀后，將分配給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的IPv6地址標(biāo)記為已分配狀態(tài)； 步驟313 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中増加一條表項(xiàng)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域?yàn)樽约旱逆溌返刂罚? 步驟314 :結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在干，當(dāng)ー個(gè)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M檢測到與其關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的距離大于閾值時(shí)，選擇當(dāng)前與它距離最近的另ー個(gè)固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2作為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，并進(jìn)行如下移動(dòng)切換操作 步驟401 :開始； 步驟402 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M向固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀，負(fù)載內(nèi)容為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的鏈路地址； 步驟403 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2收到關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀后，在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中増加一條表項(xiàng)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域?yàn)楣潭▊鞲衅鞴?jié)點(diǎn)S2的鏈路地址，然后向移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M返回一個(gè)關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀，同時(shí)向關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI發(fā)送ー個(gè)更新命令幀，負(fù)載內(nèi)容為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址； 步驟404 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M收到固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，將關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)設(shè)置為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2; 步驟405 :更新命令幀根據(jù)樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行路由，首先到達(dá)固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的父節(jié)點(diǎn)； 步驟406 :父節(jié)點(diǎn)收到更新命令幀后，判斷它是否為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI的共同祖先節(jié)點(diǎn)，即是否為包含關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI與固定傳感器節(jié)S2的最小子樹的樹根節(jié)點(diǎn)，如果是，進(jìn)行步驟410，否則進(jìn)行步驟407 ； 步驟407 :父節(jié)點(diǎn)查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表，判斷是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟408，否則進(jìn)行步驟409 ； 步驟408 :父節(jié)點(diǎn)刪除移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)； 步驟409 :父節(jié)點(diǎn)將更新命令幀繼續(xù)發(fā)送給其父節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟406 ； 步驟410 :共同祖先節(jié)點(diǎn)查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表，判斷是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟412，否則進(jìn)行步驟411 ； 步驟411 :共同祖先節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)記錄表中増加一個(gè)表項(xiàng)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)域?yàn)橐苿?dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M的鏈路地址，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的鏈路地址，進(jìn)行步驟413 ； 步驟412 :共同祖先節(jié)點(diǎn)將表項(xiàng)中關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域更新為固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2的鏈路地址； 步驟413 :共同祖先節(jié)點(diǎn)按照樹狀結(jié)構(gòu)將更新命令幀發(fā)送給其子節(jié)點(diǎn)； 步驟414 :子節(jié)點(diǎn)收到更新命令幀后，判斷自己是否為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI，如果是，進(jìn)行步驟.416，否則進(jìn)行步驟415 ；步驟415 :子節(jié)點(diǎn)按照樹狀結(jié)構(gòu)將更新命令幀繼續(xù)發(fā)送給其子節(jié)點(diǎn)，將進(jìn)行步驟414 ；步驟416 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)SI收到更新命令幀后，從移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中刪除節(jié)點(diǎn)M的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，同時(shí)將目的地址為節(jié)點(diǎn)M的數(shù)據(jù)幀直接發(fā)送給固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2 ；步驟417 :固定傳感器節(jié)點(diǎn)S2收到目的地址為節(jié)點(diǎn)M的數(shù)據(jù)幀后，將此數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)M ； 步驟418 :結(jié)束。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在干，IPv6節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的通信過程為 步驟501 :開始； 步驟502 IPv6節(jié)點(diǎn)發(fā)送一條獲取移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X所采集信息請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，目的地址為節(jié)點(diǎn)X的IPv6地址，此數(shù)據(jù)包在IPv6網(wǎng)絡(luò)中路由，到達(dá)與目的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)所在6LoffPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接的接入路由器R ； 步驟503 :接入路由器R收到數(shù)據(jù)包后用MAC頭部和Mesh頭部對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，然后將Mesh頭部中的最終地址域設(shè)置為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的鏈路地址； 步驟504 :接入路由器R查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表是否有移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟505，否則進(jìn)行步驟506 ； 步驟505 :接入路由器R將Mesh頭部中的目的地址域設(shè)置為表項(xiàng)中的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域值，進(jìn)行步驟507 ； 步驟506 :接入路由器R將Mesh頭部中的目的地址域設(shè)置為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X獲取其IPv6地址的節(jié)點(diǎn)的鏈路地址； 步驟507 :接入路由器R根據(jù)Mesh中目的地址域選取相應(yīng)的樹狀結(jié)構(gòu)，并將MAC頭部中的目的鏈路地址設(shè)置為樹根節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，發(fā)送數(shù)據(jù)幀； 步驟508 :下一跳節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后判斷其移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟509，否則進(jìn)行步驟510 ； 步驟509 :下一跳節(jié)點(diǎn)用表項(xiàng)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)域值更新數(shù)據(jù)幀中Mesh頭部中的目的地址域值； 步驟510 :下一跳節(jié)點(diǎn)判斷自己的鏈路地址是否等于幀中Mesh頭部的目的節(jié)點(diǎn)域值，如果是，進(jìn)行步驟512，否則進(jìn)行步驟511 ； 步驟511 :下一跳節(jié)點(diǎn)將MAC頭部的源鏈路地址更新為自己的鏈路地址，目的鏈路地址更新為到達(dá)Mesh頭部中目的地址域值所在分支的下ー跳節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，然后將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去，進(jìn)行步驟508; 步驟512 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，查看移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)對(duì)照表中是否存在移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，如果是，進(jìn)行步驟513，否則進(jìn)行步驟514 ； 步驟513 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)直接將數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X，進(jìn)行步驟516 ； 步驟514 :說明移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X已經(jīng)發(fā)生移動(dòng)離開自己的通信區(qū)域，此時(shí)，關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的當(dāng)前關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)； 步驟515 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的當(dāng)前關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X ; 步驟516 :移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X收到數(shù)據(jù)幀后，處理此數(shù)據(jù)幀并將響應(yīng)信息封裝為響應(yīng)數(shù)據(jù)幀，響應(yīng)數(shù)據(jù)幀只包含MAC頭部，不包含Mesh頭部，其中，MAC頭部中的源鏈路地址為移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)X的鏈路地址，目的地址為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，發(fā)送數(shù)據(jù)幀； 步驟517 :關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，將MAC頭部中的源鏈路地址更新為自己的鏈路地址，MAC頭部中的目的鏈路地址更新為其父節(jié)點(diǎn)的鏈路地址，然后將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去； 步驟518 :父節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，判斷自己是否為接入路由器R，如果是，進(jìn)行步驟520，否則進(jìn)行步驟519; 步驟519 :父節(jié)點(diǎn)繼續(xù)講數(shù)據(jù)幀發(fā)送給它的父節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行步驟518 ； 步驟520 :接入路由器R將數(shù)據(jù)幀中的響應(yīng)信息封裝為IPv6數(shù)據(jù)包，將其發(fā)送到IPv6網(wǎng)絡(luò)上，數(shù)據(jù)包按照IPv6路由方式到達(dá)源IPv6節(jié)點(diǎn)； 步驟521 :結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在干，Mesh幀頭部結(jié)構(gòu)中，O位和F位為3比特，分別表示目的地址域和最終地址域的格式；其中，OOO表示地址由I字節(jié)組成，001表示地址由2個(gè)字節(jié)組成，Hop limit位為樹狀結(jié)構(gòu)的深度值的2倍，數(shù)據(jù)幀每經(jīng)過ー跳，遞減I。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種6LoWPAN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換的實(shí)現(xiàn)方法，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括接入節(jié)點(diǎn)、固定傳感器節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)。所述接入節(jié)點(diǎn)為連接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，它與IPv6網(wǎng)絡(luò)中的接入路由器相連。接入節(jié)點(diǎn)與固定傳感器節(jié)點(diǎn)形成樹狀結(jié)構(gòu)，接入節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，固定傳感器節(jié)點(diǎn)為中間節(jié)點(diǎn)及葉子節(jié)點(diǎn)，所述移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)用于采集數(shù)據(jù)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)與關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)直接通信并通過樹狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與IPv6節(jié)點(diǎn)的通信。本發(fā)明移動(dòng)切換控制信息在鏈路層進(jìn)行交互，因此傳輸數(shù)據(jù)量小，延遲時(shí)間短。移動(dòng)切換的控制信息通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)路由，節(jié)省了建立路由帶來的功耗和延遲時(shí)間。
文檔編號(hào)H04W40/36GK102651897SQ20111008273
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者王曉喃 申請(qǐng)人:常熟理工學(xué)院