無線傳感器網絡的ip尋址方法及系統的制作方法

文檔序號：7757217閱讀：356來源：國知局

專利名稱：無線傳感器網絡的ip尋址方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線傳感器網絡通訊領域，特別是涉及一種無線傳感器網絡的IP尋址方法及系統。
背景技術：
無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks，簡稱為WSN)是當前國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。傳感器技術、微機電系統、現代網絡和無線通信等技術的進步，推動了現代無線傳感器網絡的產生和發展。無線傳感器網絡擴展了人們信息獲取能力，將客觀世界的物理信息同傳輸網絡連接在一起，是下一代網絡(例如，物聯網、泛在網)中感知層的重要組成部分，為人們提供最直接、最有效、最真實的信息。圖1是現有技術中無線傳感器網絡的網絡架構圖，為實現無線傳感器網絡的遠程通信，一般采用如圖1所示的網絡架構。構成無線傳感器網的終端設備包括無線傳感器網絡節點、網關設備、以及服務器，其中，網關設備與服務器通過遠程通信網絡連接。由終端設備構成的無線傳感器網絡部署在各種應用環境中，例如，智能家居、智能醫療等。網關設備對遠程通信網絡和無線傳感網絡進行協議轉換，轉發雙方數據。遠程通信網絡支持第二代(second generation，簡稱為2G)移動通信技術、第三代(滬 generation，簡稱為3G)移動通信技術、各種類型的數字用戶線路(χ Digital Subscribe Line，簡稱為xDSL)、光纖接入(Fiber-to-the-χ，簡稱為FTTx)、寬帶無線接入、衛星/微波等遠距離無線接入方式的一種或幾種，將服務器和網關設備的數據可靠地傳輸到對方；服務器對終端設備的信息進行集中管理。為實現無線傳感器網絡的遠程訪問和控制，無線傳感器網絡可以采用IP架構和非IP架構。其中，IP架構是指無線傳感器網絡中的每個節點均支持IP協議，例如，網絡協議第四版本(Internet Protocol Version 4，簡稱為IPv4)和/或網絡協議第六版本(Internet Protocol Version 6，簡稱為IPv6)。目前的互聯網工程任務組(Imternet Engineering Task Force，簡稱為IETF)正在積極制定適用于無線傳感器網絡的輕量級 IPv6。在現有技術中，對無線傳感器網絡進行全IP通信時，需要在無線傳感器網絡所遵循的802. 15. 4標準上加載輕量級IPv6協議。盡管加載的是一種輕量級的IPv6協議，但無線傳感器網絡節點仍然需要完成IPv6報頭壓縮、IPv6報文分片與重組、幀格式適配、地址分配和映射、鄰居發現等處理。在非IP架構下，無線傳感器網絡節點一般分為兩類一類是支持IP協議的節點，例如，網關設備，其通過遠程通信網絡與服務器進行交互；另一類是不支持IP協議的普通節點，該類節點只能通過上述支持IP協議的節點與遠程服務器交互。在無線傳感器網絡通信協議中，節點有兩種地址1、16位的短地址，該短地址在節點加入無線傳感器網絡中時由協調器或網關設備隨機分配；2、64位的介質訪問控制(MediaAccess Control，簡稱為 MAC)地址，該地址在節點出廠時設定，但可以在后續使用中人為修改。上述兩種地址都不能
5唯一標識無線傳感器節點，因此不能供服務器進行尋址。在非IP架構下，遠程服務器若要訪問無線傳感器網絡，可通過網關設備的IP地址尋找到無線傳感器網絡，但由于普通節點不支持IP協議，如何進一步尋址到無線傳感器網絡中的每一個節點，是一個亟需解決的問題。現有技術中還未提出一種系統合理的處理方法。

發明內容
本發明提供一種無線傳感器網絡的IP尋址方法及系統，以解決現有技術在非IP 架構下如何對無線傳感器網絡中的每一個節點進行尋址的問題。本發明提供一種無線傳感器網絡的網絡協議IP尋址方法，包括無線傳感器節點在加入無線傳感器網絡時，向地址管理服務器申請網絡協議第6 版本IPv6地址；地址管理服務器為無線傳感器節點分配一個未被占用的IPv6地址，并在本地存儲無線傳感器節點的地址信息，其中，地址信息中包括無線傳感器節點的節點類型；服務器在訪問無線傳感器節點時，向地址管理服務器查詢無線傳感器節點的節點類型，并根據節點類型和地址信息中的其他信息向無線傳感器節點發送IP數據包。本發明還提供了一種無線傳感器網絡的網絡協議IP尋址系統，包括無線傳感器節點，用于在加入無線傳感器網絡時，向地址管理服務器申請IPv6地址，并存儲地址管理服務器分配的IPv6地址；地址管理服務器，用于為無線傳感器節點分配一個未被占用的IPv6地址，并在本地存儲無線傳感器節點的地址信息，其中，地址信息中包括無線傳感器節點的節點類型，在服務器訪問無線傳感器節點時，查詢無線傳感器節點的節點類型，以使服務器根據節點類型和地址信息中的其他信息向無線傳感器節點發送IP數據包；網關設備，用于存儲地址信息，并利用地址信息實現IPv6協議與無線傳感器網絡協議之間的協議轉換。本發明有益效果如下通過利用服務器分配的IPv6地址對無線傳感器節點進行標識，解決了現有技術中在非IP架構下如何對無線傳感器網絡中的每個無線傳感器節點進行尋址的問題，能夠實現無線傳感器節點的唯一標識，即使有大量無線傳感器節點存在，也能夠有充足的IP地址進行分配，實現了對不支持IP協議的無線傳感器節點進行IP尋址。

圖1是現有技術中無線傳感器網絡的網絡架構圖；圖2是本發明實施例的無線傳感器網絡的IP尋址方法的流程圖；圖3是本發明實施例的無線傳感器節點加入網絡時向地址管理服務器申請IPv6 地址的流程圖；圖4是本發明實施例的無線傳感器節點退出網絡時的處理流程圖；圖5是本發明實施例的地址管理服務器或其它服務器訪問無線傳感器節點的信息交互流程圖6是本發明實施例的IP數據包的基本格式示意圖；圖7是本發明實施例的無線傳感器網絡的IP尋址系統的結構示意圖；圖8是本發明實施例的無線傳感器網絡的IP尋址系統的優選結構示意圖。
具體實施例方式為了解決現有技術中在非IP架構下對無線傳感器網絡中的節點進行尋址的問題，本發明提供了一種無線傳感器網絡的IP尋址方法及系統地址管理服務器為無線傳感器節點分配IPv6地址，并對節點的地址信息進行存儲；網關實現IPv6協議與無線傳感器網絡協議之間的協議轉換，同時對節點的地址信息進行存儲，并在協議轉換的過程中查詢并利用該地址信息；無線傳感器節點向地址管理服務器申請IPv6地址并存儲。服務器訪問無線傳感器節點時，先向地址管理服務器查詢目標節點的地址信息，根據目標節點類型封裝 IP數據包并發至網關，網關根據目標節點IPv6地址查詢其短地址，并按照無線傳感器網絡協議與目標節點通信。以下結合附圖以及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不限定本發明。方法實施例根據本發明的實施例，提供了一種無線傳感器網絡的IP尋址方法，圖2是本發明實施例的無線傳感器網絡的IP尋址方法的流程圖，如圖2所示，根據本發明實施例的無線傳感器網絡的IP尋址方法包括如下處理步驟201，無線傳感器節點在加入無線傳感器網絡時，向地址管理服務器申請 IPv6地址；步驟201具體包括如下處理首先，無線傳感器節點向網關設備發送地址請求和無線傳感器節點的原IPv6地址；隨后，網關設備將地址請求、原IPv6地址、以及無線傳感器節點的短地址轉發到地址管理服務器。步驟202，地址管理服務器為無線傳感器節點分配一個未被占用的IPv6地址，并在本地存儲無線傳感器節點的地址信息，其中，地址信息中包括無線傳感器節點的節點類型，還包括無線傳感器節點的當前IPv6地址、無線傳感器節點的短地址、無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址。此外，上述節點類型包括IP節點和非IP節點，IP節點是指無線傳感器網絡中支持IPv6協議的無線傳感器節點，節點具有IPv6地址，可按照預先設置的某種精簡的IPv6 協議與服務器進行通信；非IP節點是指無線傳感器網絡中不支持IPv6協議的無線傳感器節點，節點同樣具有IPv6地址；IP節點和非IP節點都具有IPv6地址和16位短地址，都支持無線傳感器網絡通信協議。步驟202具體需要進行如下處理首先，地址管理服務器接收到地址請求后，判斷無線傳感器節點的原IPv6地址的狀態；在原IPv6地址的狀態為掛起或未占用的情況下，地址管理服務器將原IPv6地址重新分配給無線傳感器節點；在原IPv6地址的狀態為已占用的情況下，地址管理服務器將未被占用的新IPv6地址分配給無線傳感器節點。在步驟202中，地址管理服務器分配IPv6地址的具體操作包括首先，地址管理服務器將地址信息發送至網關設備；隨后，網關設備在本地存儲地址信息，并將當前IPv6地址發送給無線傳感器節點；最后，無線傳感器節點存儲當前IPv6地址。步驟203，服務器在訪問無線傳感器節點時，向地址管理服務器查詢無線傳感器節點的節點類型，并根據節點類型和地址信息中的其他信息向無線傳感器節點發送IP數據包，需要說明的是，上述IP數據包包括發送給IP節點的IP節點數據包、以及發送給非IP 節點的非IP節點數據包。具體地，在節點類型為IP節點的情況下，服務器根據地址信息中的當前IPv6地址向網關設備發送上述IP節點數據包，網關設備將該IP節點數據包轉換為精簡IP數據包，并將精簡IP數據包發送到無線傳感器節點；其中，IP節點數據包包括IP數據包報頭、以及上層協議數據單元，IP數據包報頭中包含有無線傳感器節點的IPv6地址；在節點類型為非IP節點的情況下，服務器根據地址信息中的無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址將上述非IP節點數據包發送到網關設備，網關設備將該非IP節點數據包解析成無線傳感器網絡支持的數據幀，根據地址信息中的當前IPv6地址查找無線傳感器節點的短地址，并根據無線傳感器節點的短地址將數據幀轉發至無線傳感器節點。其中，非IP節點數據包包括IP數據包報頭、擴展報頭、以及上層協議數據單元，IP數據包報頭中包含有無線傳感器節點的IPv6地址，擴展報頭為選路頭，擴展報頭中包含有無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址，選路頭的作用為此IP數據包將先發給選路頭指示的節點即，網關設備，網關設備對數據包進行相應的處理后，再轉發至最終的目的節點。需要說明的是，上述服務器可以為地址管理服務器或者其他服務器。也就是說，在步驟203中，當地址管理服務器或其他服務器需要訪問無線傳感器節點時，先向地址管理服務器查詢目標無線傳感器節點的節點類型。若節點為IP節點，服務器直接向無線傳感器節點發送IP數據包。若無線傳感器節點為非IP節點，服務器將IP 數據包發至網關設備，如果IP數據包的負載能封裝在802. 15. 4數據幀內，則IP負載無須進行分片；如果IP數據包的負載太大而無法封裝在802. 15. 4數據幀內，則網關需要對IP 負載進行分片然后再封裝。網關設備將分片、封裝得到的802. 15. 4數據幀，轉發至目標無線傳感器節點。此外，網關設備在與無線傳感器節點失去聯系的情況下，需要向地址管理服務器發送節點丟失通知，并將本地存儲的無線傳感器節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在預先設置的第一時間閾值內未收到無線傳感器節點的重新加入請求，網關設備將無線傳感器節點的地址信息刪除；隨后，地址管理服務器根據節點丟失通知，將本地存儲的無線傳感器節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在預先設置的第二時間閾值內未收到無線傳感器節點的地址請求，地址管理服務器將無線傳感器節點的地址信息刪除，并釋放無線傳感器節點的IPv6地址。下面結合附圖對本發明做進一步的說明圖3是本發明實施例的無線傳感器節點加入網絡時向地址管理服務器申請IPv6 地址的流程圖，如圖3所示，具體包括如下處理步驟301，無線傳感器節點上電時，將地址請求和本節點原IPv6地址發至網關；步驟302，網關接收到請求后，將無線傳感器節點的地址請求和原IPv6地址，連同節點的短地址，轉發至地址管理服務器；步驟303，地址管理服務器接收到網關轉發來的請求后，判斷無線傳感器的原IPv6地址狀態，若該地址為掛起狀態或未被占用，則將原IPv6地址重新分配給節點；若已被占用，則為節點分配一個其他的未被使用的IPv6地址，地址管理服務器在地址信息存儲模塊中存儲該節點的地址信息；在本步驟中，IPv6地址的掛起狀態是指擁有該地址的節點暫時關機，或移動出了原來的網絡而尚未加入新的網絡中時，網絡管理服務器在某個時間閾值內為該地址做的標識。地址信息存儲模塊用于對上述無線傳感器節點的地址信息進行存儲，包括節點 IPv6地址、節點類型、所屬網關IPv6地址、節點短地址。節點類型用于標識節點為IP節點或非IP節點。IP節點支持完整的和/或精簡的IPv6協議，非IP節點不支持IPv6協議。步驟304，地址管理服務器將無線傳感器節點的IPv6地址和短地址發至網關，網關在地址信息存儲模塊中進行相應存儲后，將IPv6地址發至該短地址指示的節點；在本步驟中，地址信息存儲模塊用于對屬于本網關的無線傳感器節點的地址信息進行存儲，包括節點IPv6地址、節點類型、所屬網關IPv6地址、節點短地址。步驟305，無線傳感器節點對接收到的IPv6地址進行存儲。圖4是本發明實施例的無線傳感器節點退出網絡時的處理流程圖，如圖4所示，包括如下處理步驟401，網關與網關內的某節點失去通信時，向地址管理服務器發出節點丟失通知，網關在地址信息數據庫中將該節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在一定的時間閾值內未收到該節點的重新加入請求，網關將此地址信息刪除；其中，時間閾值為用戶或某一標準組織制定的特定值；步驟402，地址管理服務器將該節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在一定的時間閾值內未收到該節點的地址請求，服務器將此地址信息刪除，并釋放該節點的IPv6地址；其中，上述時間閾值為用戶或某一標準組織制定的特定值，該閾值可以相同或不同于步驟401中的閾值；步驟403，如果地址管理服務器在步驟402所述的時間閾值內收到節點通過其他網關發來的地址請求，按照步驟303進行處理。圖5是本發明實施例的地址管理服務器或其它服務器訪問無線傳感器節點的信息交互流程圖，如圖5所示，包括如下處理步驟501，服務器向地址管理服務器查詢目標節點地址信息，其中，服務器是指地址管理服務器或其他服務器。目標節點地址信息包括節點IPv6地址、節點類型、所屬網關 IPv6地址、節點短地址；步驟502，服務器根據節點類型封裝IP數據包并發送；圖6是本發明實施例的IP數據包的基本格式示意圖，如圖6所示，包括IP數據包報頭、擴展報頭、上層協議數據單元三部分。若目標節點類型為IP節點，則IP數據包具有 IP數據包報頭和上層協議數據單元兩部分，IP數據包的目的地址是目標節點的IP地址。若目標節點為非IP節點，則IP數據包還具有擴展報頭部分，且擴展報頭為選路頭，標識著目標節點所屬網關的IP地址，此IP數據包將先發給選路頭指示的節點，即網關，網關對IP 數據包進行相應的處理后，再轉發至最終目標節點。步驟503，網關對接收到的數據包進行處理，并轉發至目標節點；
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在本步驟中，網關可能接收到步驟502中所述的兩種IP數據包，網關對兩種數據包進行不同的處理。對于發給IP節點的數據包，網關將完整的IP數據包轉化為精簡的IP 數據包，并轉發給目標節點。對于發給非IP節點的數據包，網關將完整的IP數據包轉化為 802. 15. 4的幀格式，在地址信息存儲模塊中查詢目標節點IPv6地址對應的短地址，按照無線傳感網的路由協議發往短地址指示的目標節點。步驟504，節點對接收到的數據進行處理。從上述處理可以看出，本發明實施例通過利用服務器分配的IPv6地址對無線傳感器節點進行標識，實現了無線傳感器節點的唯一標識，即使有大量無線傳感器節點存在，也能夠有充足的IP地址進行分配，實現了對不支持IP協議的無線傳感器節點進行IP尋址。系統實施例根據本發明的實施例，提供了一種無線傳感器網絡的IP尋址系統，圖7是本發明實施例的無線傳感器網絡的IP尋址系統的結構示意圖，如圖7所示，根據本發明實施例的無線傳感器網絡的IP尋址系統包括無線傳感器節點70、地址管理服務器72、網關設備 74，以下對本發明實施例的各個模塊進行詳細的說明。具體地，無線傳感器節點70用于在加入無線傳感器網絡時，向地址管理服務器72 申請IPv6地址，并存儲地址管理服務器分配的IPv6地址；無線傳感器節點70包括地址申請模塊和地址存儲模塊，無線傳感器節點70新加入網絡時，通過網關設備74向地址管理服務器72發起地址申請。當無線傳感器節點70接收到地址管理服務器72分配的IPv6地址時，將其存入本節點的地址存儲模塊，該地址存儲模塊用來存儲本節點的IPv6地址。具體地，首先，無線傳感器節點70向網關設備74發送地址請求和無線傳感器節點的原IPv6地址；隨后，網關設備74將地址請求、原IPv6地址、以及無線傳感器節點的短地址轉發到地址管理服務器72。地址管理服務器72用于為無線傳感器節點70分配一個未被占用的IPv6地址，并在本地存儲無線傳感器節點的地址信息，其中，地址信息中包括無線傳感器節點的節點類型，還包括無線傳感器節點的當前IPv6地址、無線傳感器節點的短地址、無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址。上述節點類型包括IP節點和非IP節點，IP節點是指無線傳感器網絡中支持IPv6 協議的節點，節點具有IPv6地址，可按照IPv6協議與服務器進行通信；非IP節點是指無線傳感器網絡中不支持IPv6協議的節點，節點同樣具有IPv6地址；IP節點和非IP節點都具有IPv6地址和16位短地址，都支持無線傳感器網絡通信協議。地址管理服務器72包括地址分配模塊和節點地址信息存儲模塊。地址分配模塊接收無線傳感器節點70的地址申請，并為節點分配一個未被使用的IPv6地址。節點地址信息存儲模塊對上述節點的地址信息進行存儲，包括節點IPv6地址、節點類型、所屬網關 IPv6地址、節點短地址。具體地，首先，地址管理服務器72接收到地址請求后，判斷無線傳感器節點70的原IPv6地址的狀態；在原IPv6地址的狀態為掛起或未占用的情況下，地址管理服務器72 將原IPv6地址重新分配給無線傳感器節點70 ；在原IPv6地址的狀態為已占用的情況下，
10地址管理服務器72將未被占用的新IPv6地址分配給無線傳感器節點70。地址管理服務器72分配IPv6地址的具體操作包括首先，地址管理服務器72將地址信息發送至網關設備74 ；隨后，網關設備74在本地存儲地址信息，并將當前IPv6地址發送給無線傳感器節點70 ；最后，無線傳感器節點70存儲當前IPv6地址。在服務器訪問無線傳感器節點70時，地址管理服務器72還需要查詢無線傳感器節點70的節點類型，以使服務器根據節點類型和地址信息中的其他信息向無線傳感器節點發送IP數據包；需要說明的是，上述IP數據包包括發送給IP節點的IP數據包，即，IP 節點數據包、以及發送給非IP節點的IP數據包，即，非IP節點數據包。具體地，在節點類型為IP節點的情況下，服務器根據地址信息中的當前IPv6地址向網關設備74發送IP節點數據包，網關設備74將該IP節點數據包轉換為精簡IP數據包，并將精簡IP數據包發送到無線傳感器節點；其中，IP節點數據包包括IP數據包報頭、以及上層協議數據單元，IP數據包報頭中包含有無線傳感器節點的IPv6地址；在節點類型為非IP節點的情況下，服務器根據地址信息中的無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址將上述非IP節點數據包發送到網關設備74，網關設備74將該非 IP節點數據包解析成無線傳感器網絡支持的數據幀，根據地址信息中的當前IPv6地址查找無線傳感器節點的短地址，并根據無線傳感器節點的短地址將數據幀轉發至無線傳感器節點。其中，非IP節點數據包包括IP數據包報頭、擴展報頭、以及上層協議數據單元，IP 數據包報頭中包含有無線傳感器節點的IPv6地址，擴展報頭為選路頭，擴展報頭中包含有無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址，選路頭的作用為此IP數據包將先發給選路頭指示的節點即，網關設備74，網關設備74對數據包進行相應的處理后，再轉發至最終的目的無線傳感器節點70。需要說明的是，上述服務器可以為地址管理服務器72或者其他服務器。圖8是本發明實施例的無線傳感器網絡的IP尋址系統的優選結構示意圖，如圖8所示，包括地址管理服務器、其他服務器、網關設備、無線傳感器節點，其中，網關設備與地址管理服務器和其他服務器通過遠程通信網進行連接。也就是說，當地址管理服務器72或其他服務器需要訪問無線傳感器節點70時，先向地址管理服務器72查詢目標無線傳感器節點70的節點類型。若節點為IP節點，服務器直接向無線傳感器節點70發送IP數據包。若節點為非IP節點，服務器將IP數據包發至網關設備74，網關設備74將IP數據包解析成無線傳感器網絡支持的802. 15. 4數據幀，并轉發至目標無線傳感器節點70。需要說明的是，如果IP數據包的負載能封裝在802. 15. 4數據幀內，則IP負載無須進行分片；如果IP數據包的負載太大而無法封裝在802. 15. 4數據幀內，則網關需要對IP負載進行分片然后再封裝。網關設備將分片、封裝得到的802. 15. 4 數據幀，轉發至目標無線傳感器節點。從上面的描述可以看出，網關設備74主要用于存儲地址信息，并利用地址信息實現IPv6協議與無線傳感器網絡協議之間的協議轉換。也就是說，網關設備74進行的處理包括兩方面一是數據解析，即網關設備74將 IP數據包解析成無線傳感器網絡支持的802. 15. 4MAC幀；二是地址解析，即網關設備74根據IP數據包中的目標節點的IPv6地址，在網關的地址數據庫中，找到該節點對應的短地址，按照短地址與目標節點進行通信。
此外，所述網關設備74進一步用于在與所述無線傳感器節點失去聯系的情況下，向所述地址管理服務器發送節點丟失通知，并將本地存儲的所述無線傳感器節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在預先設置的第一時間閾值內未收到所述無線傳感器節點的重新加入請求，將所述無線傳感器節點的地址信息刪除；所述地址管理服務器72進一步用于根據所述節點丟失通知，將本地存儲的所述無線傳感器節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在預先設置的第二時間閾值內未收到所述無線傳感器節點的地址請求，將所述無線傳感器節點的地址信息刪除，并釋放所述無線傳感器節點的IPv6地址。具體地，網關設備74包括節點地址處理模塊、節點地址信息存儲模塊和協議轉換模塊。節點地址處理模塊接收無線傳感器節點70的地址申請并轉發給地址管理服務器72，接收地址管理服務器72分配的IPv6地址并轉發給無線傳感器節點70，同時將無線傳感器節點70相關的地址信息存入地址信息存儲模塊，并在無線傳感器節點70退出網絡時完成地址信息的刪除，同時通知地址管理服務器72進行相應的地址信息更新。節點地址信息存儲模塊與上述地址管理服務器72的地址信息存儲模塊類似，對屬于本網關的無線傳感器節點的地址信息進行存儲，包括節點IPv6地址、節點類型、所屬網關IPv6地址、節點短地址。協議轉換模塊實現IPv6數據包與802. 15. 4MAC幀之間的轉換，同時按需對地址信息存儲模塊進行查詢，即在上行數據轉換中，根據源節點的短地址查詢其IPv6地址并封裝在IPv6數據包中，在下行數據轉換中，根據目標節點的IPv6地址查詢其短地址并封裝在 802. 15. 4MAC 幀中。綜上所述，本發明實施例通過利用服務器分配的IPv6地址對無線傳感器節點進行標識，解決了現有技術中在非IP架構下如何對無線傳感器網絡中的每個無線傳感器節點進行尋址的問題，能夠實現無線傳感器節點的唯一標識，即使有大量無線傳感器節點存在，也能夠有充足的IP地址進行分配，實現了對不支持IP協議的無線傳感器節點進行IP尋址。盡管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施例，本領域的技術人員將意識到各種改進、增加和取代也是可能的，因此，本發明的范圍應當不限于上述實施例。
權利要求
一種無線傳感器網絡的網絡協議IP尋址方法，其特征在于，包括無線傳感器節點在加入無線傳感器網絡時，向地址管理服務器申請網絡協議第6版本IPv6地址；所述地址管理服務器為所述無線傳感器節點分配一個未被占用的IPv6地址，并在本地存儲所述無線傳感器節點的地址信息，其中，所述地址信息中包括所述無線傳感器節點的節點類型；服務器在訪問所述無線傳感器節點時，向所述地址管理服務器查詢所述無線傳感器節點的節點類型，并根據所述節點類型和所述地址信息中的其他信息向所述無線傳感器節點發送IP數據包。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述地址信息中的其他信息包括所述無線傳感器節點的當前IPv6地址、所述無線傳感器節點的短地址、所述無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述無線傳感器節點在加入無線傳感器網絡時，向地址管理服務器申請IPv6地址具體包括所述無線傳感器節點向網關設備發送地址請求和所述無線傳感器節點的原IPv6地址；所述網關設備將所述地址請求、所述原IPv6地址、以及所述無線傳感器節點的短地址轉發到所述地址管理服務器。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述地址管理服務器為所述無線傳感器節點分配一個未被占用的IPv6地址具體包括所述地址管理服務器接收到所述地址請求后，判斷所述無線傳感器節點的所述原IPv6 地址的狀態；在所述原IPv6地址的狀態為掛起或未占用的情況下，所述地址管理服務器將所述原 IPv6地址重新分配給所述無線傳感器節點；在所述原IPv6地址的狀態為已占用的情況下，所述地址管理服務器將未被占用的新 IPv6地址分配給所述無線傳感器節點。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述地址管理服務器為所述無線傳感器節點分配一個未被占用的IPv6地址具體包括所述地址管理服務器將所述地址信息發送至所述網關設備；所述網關設備在本地存儲所述地址信息，并將所述當前IPv6地址發送給所述無線傳感器節點；所述無線傳感器節點存儲所述當前IPv6地址。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述節點類型包括IP節點和非IP節點，所述IP數據包包括發送給所述IP節點的IP節點數據包、以及發送給所述非IP節點的非IP 節點數據包；所述服務器根據所述節點類型和所述地址信息中的其他信息向所述無線傳感器節點發送所述IP數據包包括在所述節點類型為IP節點的情況下，所述服務器根據所述地址信息中的所述當前 IPv6地址向所述網關設備發送所述IP節點數據包，所述網關設備將所述IP節點數據包轉換為精簡IP數據包，并將所述精簡IP數據包發送到所述無線傳感器節點；在所述節點類型為非IP節點的情況下，所述服務器根據所述地址信息中的所述無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址將所述非IP節點數據包發送到所述網關設備，所述網關設備將所述非IP節點數據包解析成無線傳感器網絡支持的數據幀，根據所述所述地址信息中的所述當前IPv6地址查找所述無線傳感器節點的短地址，并根據所述無線傳感器節點的短地址將所述數據幀轉發至所述無線傳感器節點。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述服務器包括所述地址管理服務器、以及其他服務器；所述IP節點數據包包括IP數據包報頭、以及上層協議數據單元，其中，所述IP數據包報頭中包含有所述無線傳感器節點的IPv6地址；所述非IP節點數據包包括所述IP數據包報頭、擴展報頭、以及所述上層協議數據單元，其中，所述數據幀報頭中包含有所述無線傳感器節點的IPv6地址，所述數據幀擴展報頭中包含有所述無線傳感器節點所屬網關設備的IPv6地址。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括所述網關設備在與所述無線傳感器節點失去聯系的情況下，向所述地址管理服務器發送節點丟失通知，并將本地存儲的所述無線傳感器節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在預先設置的第一時間閾值內未收到所述無線傳感器節點的重新加入請求，將所述無線傳感器節點的地址信息刪除；所述地址管理服務器根據所述節點丟失通知，將本地存儲的所述無線傳感器節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在預先設置的第二時間閾值內未收到所述無線傳感器節點的地址請求，將所述無線傳感器節點的地址信息刪除，并釋放所述無線傳感器節點的IPv6地址。
9.一種無線傳感器網絡的網絡協議IP尋址系統，其特征在于，包括無線傳感器節點，用于在加入無線傳感器網絡時，向地址管理服務器申請IPv6地址，并存儲所述地址管理服務器分配的所述IPv6地址；所述地址管理服務器，用于為所述無線傳感器節點分配一個未被占用的IPv6地址，并在本地存儲所述無線傳感器節點的地址信息，其中，所述地址信息中包括所述無線傳感器節點的節點類型，在服務器訪問所述無線傳感器節點時，查詢所述無線傳感器節點的節點類型，以使所述服務器根據所述節點類型和所述地址信息中的其他信息向所述無線傳感器節點發送IP數據包；網關設備，用于存儲所述地址信息，并利用所述地址信息實現IPv6協議與無線傳感器網絡協議之間的協議轉換。
10.如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述網關設備進一步用于在與所述無線傳感器節點失去聯系的情況下，向所述地址管理服務器發送節點丟失通知，并將本地存儲的所述無線傳感器節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在預先設置的第一時間閾值內未收到所述無線傳感器節點的重新加入請求，將所述無線傳感器節點的地址信息刪除；所述地址管理服務器進一步用于根據所述節點丟失通知，將本地存儲的所述無線傳感器節點的地址信息標識為掛起狀態，如果在預先設置的第二時間閾值內未收到所述無線傳感器節點的地址請求，將所述無線傳感器節點的地址信息刪除，并釋放所述無線傳感器節點的IPv6地址。
全文摘要
本發明公開了一種無線傳感器網絡的IP尋址方法及系統。該方法包括無線傳感器節點在加入無線傳感器網絡時，向地址管理服務器申請網絡協議第6版本IPv6地址；地址管理服務器為無線傳感器節點分配一個未被占用的IPv6地址，并在本地存儲無線傳感器節點的地址信息，其中，地址信息中包括無線傳感器節點的節點類型；服務器在訪問無線傳感器節點時，向地址管理服務器查詢無線傳感器節點的節點類型，并根據節點類型和地址信息中的其他信息向無線傳感器節點發送IP數據包。借助于本發明的技術方案，實現了對不支持IP協議的無線傳感器節點進行IP尋址。
文檔編號H04W8/26GK101917707SQ20101025613
公開日2010年12月15日申請日期2010年8月18日優先權日2010年8月18日
發明者余文俊, 凌志浩, 孫愛芳, 袁宜峰, 高沖申請人:中興通訊股份有限公司

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