專利名稱：用于在基于ip的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明實(shí)施例涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。更具體地，本發(fā)明實(shí)施例涉及基于 IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，例如IPv6低功率無線個(gè)域網(wǎng)6LOWPAN。
背景技術(shù)：
隨著傳感器技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和無線通信等技術(shù)的快速進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也涌現(xiàn)了日新月異的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠獲取客觀物理信息從而擴(kuò)展了人們的信息獲取能力，并將客觀世界的物理信息同傳輸網(wǎng)絡(luò)連接在一起，在下一代網(wǎng)絡(luò)中將為人們提供最直接、最有效、最真實(shí)的信息，因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，能應(yīng)用于例如軍事國防、工農(nóng)業(yè)控制、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境檢測、搶險(xiǎn)救災(zāi)、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制等廣泛的領(lǐng)域。針對以數(shù)十億計(jì)的大量因特網(wǎng)用戶，如果將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)集成在一起時(shí)，則實(shí)際上可以對這些因特網(wǎng)用戶提供更有意義的服務(wù)。以前因?yàn)闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格的資源限制和極端的通信條件而認(rèn)為TCP/IP協(xié)議棧不適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。然而，因特網(wǎng)工程任務(wù)組的6LoWPAN(IPv6低功率無線個(gè)域網(wǎng))工作組通過引入適配層以支持 IEEE802. 15. 4無線鏈路上有效的IP(v6)通信而根本上解決了這個(gè)問題。因?yàn)閭鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)通常利用低速率以及低功率無線個(gè)域網(wǎng)(LoWPAN)組成，所以IEEE 802. 15. 4協(xié)議雖然不是具體針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的，也非常適合于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。此外，由于IPv6已經(jīng)被廣泛認(rèn)同為下一代因特網(wǎng)協(xié)議，6LoWPAN方法也能夠保持與未來的因特網(wǎng)同步發(fā)展和演進(jìn)， 因此在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)的示意性框圖。在網(wǎng)絡(luò)100中可以包括PAN 協(xié)調(diào)器A、普通協(xié)調(diào)器B、C、D、E和F以及其各自的傳感器設(shè)備，例如bl、b2. . . b5和cl等。 PAN協(xié)調(diào)器A作為中心節(jié)點(diǎn)發(fā)起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其他節(jié)點(diǎn)可以作為其子節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)或更多節(jié)點(diǎn)在其信號(hào)范圍內(nèi)構(gòu)成一個(gè)無線個(gè)域網(wǎng)，在該網(wǎng)絡(luò)中還可以包括其它的PAN。從邏輯功能上可將網(wǎng)絡(luò)100中的設(shè)備分為全功能設(shè)備FFD和部分功能設(shè)備RFD。全功能設(shè)備 FFD具備IEEE 802. 15. 4協(xié)議規(guī)定的所有特性，可以作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器即中心節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可以在不同PAN網(wǎng)絡(luò)中路由數(shù)據(jù)，通常也可作為中間路由的路由器，為PAN網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。而部分功能設(shè)備RFD僅具備IEEE 802. 15. 4協(xié)議規(guī)定的一部分功能，在個(gè)域網(wǎng)PAN中僅作為端節(jié)點(diǎn)，只有數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收功能，傳感器設(shè)備通常為RFD設(shè)備。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，僅為了例示的目的，而非對其進(jìn)行限制，上述網(wǎng)絡(luò)可以不限于以上全功能設(shè)備以及特定數(shù)目的部分功能設(shè)備，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行數(shù)量上的增減以及連接上的適當(dāng)變化。在現(xiàn)有技術(shù)中，服務(wù)提供商通常自己來開發(fā)物理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這由于成本的限制而不足以有效地提供其服務(wù)。隨著社會(huì)的精細(xì)分工，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商與致力于提供并開發(fā)物理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的公司合作是提高公共無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的
4一種趨勢。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中并沒有在不同的服務(wù)提供商之間共享相同的物理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(例如如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)100)的方案。為了滿足不同服務(wù)提供商的要求，最直接的方案就是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理者不得不安裝附加的物理傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)(例如可以包括A’、B’、C’、D’等全功能設(shè)備以及其他部分功能設(shè)備的另外的網(wǎng)絡(luò)100’等)來支持多個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商，并在其中實(shí)現(xiàn)路由分段。然而，這種方案極大增加了開發(fā)和運(yùn)營成本，因此是不經(jīng)濟(jì)的方案。另外的可能的方案可以考慮采用無線VLAN(虛擬局域網(wǎng))。對于傳統(tǒng)的無線 VLAN，來自不同組的用戶可以利用分配的不同服務(wù)集標(biāo)識(shí)符(SSID)或VLAN ID(VLAN標(biāo)識(shí)符)來進(jìn)行分類并分組，該服務(wù)集標(biāo)識(shí)符或VLAN ID可以映射到接入點(diǎn)(AP)上的不同無線VLAN。然而，當(dāng)將虛擬局域網(wǎng)的虛擬化技術(shù)引入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將可能造成地址空間重疊，即屬于不同的虛擬的專用傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器可以在一個(gè)物理傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)具有相同的IP地址。此外，無線VLAN沒有考慮無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的資源限制，從而使用這樣的技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)虛擬化可導(dǎo)致額外的巨大通信開銷，無法成為一個(gè)實(shí)用的方案。因此，無線 VLAN對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)虛擬化是不適當(dāng)?shù)?。迄今，這些問題還沒有在基于IP的網(wǎng)絡(luò)例如 6LoffPAN中進(jìn)行考慮。因此，存在有效地在不同服務(wù)提供商之間共享相同的物理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需要，從而縮減對于服務(wù)提供商和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)運(yùn)營商雙方的成本。

發(fā)明內(nèi)容
以下提供發(fā)明內(nèi)容以提供本發(fā)明一些方面的基本理解。發(fā)明內(nèi)容不是本發(fā)明的廣泛概況。其既不用于標(biāo)識(shí)本發(fā)明的主要或關(guān)鍵部分，也不界定本發(fā)明的范圍。以下發(fā)明內(nèi)容僅以簡化形式提供本發(fā)明的一些概念，作為以后的具體實(shí)施方式
部分的前序。本發(fā)明實(shí)施例的一方面涉及一種在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)發(fā)送的方法，可以包括在傳感器設(shè)備處確定所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)；通過插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝所述設(shè)備要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組；以及發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組。本發(fā)明實(shí)施例的另外的方面涉及一種在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ梢园ń邮諄碜栽O(shè)備的數(shù)據(jù)，并確定所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)；通過在接收的數(shù)據(jù)中插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝數(shù)據(jù)分組；以及轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)分組。本發(fā)明實(shí)施例的另外的方面涉及一種在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，可以包括接收?shù)據(jù)分組，其中所述數(shù)據(jù)分組包括設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符以及虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的目的地址；基于接收到的數(shù)據(jù)分組中的所述虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符和虛擬局域網(wǎng)短地址形式的目的地址來恢復(fù)目的IP地址；確定所述目的地址是否匹配當(dāng)前地址；以及基于確定的結(jié)果進(jìn)行操作。
本發(fā)明實(shí)施例的另外的方面涉及一種傳感器設(shè)備，可以包括傳感器，用于采集數(shù)據(jù)；輸入輸出裝置，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；控制裝置，用于將所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置，并通過在要發(fā)送的數(shù)據(jù)中插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝所述設(shè)備要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組；以及存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)分配的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符、虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址以及關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由信肩、ο本發(fā)明實(shí)施例另外的方面涉及一種設(shè)備，可以包括輸入輸出裝置，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；控制裝置，用于確定傳感器設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址，并通過在接收的來自所述傳感器設(shè)備的數(shù)據(jù)中插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝數(shù)據(jù)分組以發(fā)送，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述傳感器設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明實(shí)施例的另外的方面涉及一種設(shè)備，包括輸入輸出裝置，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；控制裝置，用于對接收到的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行路由與轉(zhuǎn)發(fā)，其中所述控制裝置進(jìn)一步包括解封裝裝置，用于基于接收到的數(shù)據(jù)分組中的所述虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符和虛擬局域網(wǎng)短地址形式的目的地址來恢復(fù)目的IP地址；判決裝置，用于確定所述目的地址是否匹配所述設(shè)備的地址；以及處理裝置，用于基于確定的結(jié)果進(jìn)行操作。本發(fā)明實(shí)施例的另外的方面涉及一種用于在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)發(fā)送的裝置，可以包括用于在傳感器設(shè)備處確定所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址的裝置，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)；用于通過插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝所述設(shè)備要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的裝置；以及用于發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置。本發(fā)明實(shí)施例的另外的方面涉及一種用于在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置，可以包括用于接收來自設(shè)備的數(shù)據(jù)，并確定所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址的裝置，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)；用于通過插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝接收的數(shù)據(jù)分組的裝置；以及用于轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)分組的裝置。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以優(yōu)選為基于IPv6的低功率無線個(gè)域網(wǎng)，所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符可以優(yōu)選為虛擬個(gè)域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符，所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址可以優(yōu)選為虛擬個(gè)域網(wǎng)短地址。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以優(yōu)選為基于IPv4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述方法還可以基于虛擬編碼來壓縮數(shù)據(jù)分組。


可通過參照考慮附圖的以下說明獲得本發(fā)明的更完整理解及其優(yōu)點(diǎn)，其中類似的標(biāo)號(hào)指示類似的特征，并且其中圖1例示了現(xiàn)有技術(shù)中的IPv6低功率無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的示意性的架構(gòu)；圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的虛擬化方法的IPv6低功率個(gè)域網(wǎng)(6LoWPAN)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的中間設(shè)備的結(jié)果框圖；圖5例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于6LoWPAN的編碼格式；圖6例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在基于如圖2所示的6LoWPAN中、采用如圖5所示的編碼的數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷?；圖7例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在傳感器設(shè)備處控制數(shù)據(jù)發(fā)送的方法的流程圖；圖8例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在中間設(shè)備處控制數(shù)據(jù)發(fā)送的方法的流程圖；圖9例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在中間設(shè)備處控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D；以及圖10例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在基于IPv4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行編碼的格式。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。貫穿本說明書全文，談及特征、優(yōu)點(diǎn)或類似的措辭并非意味著可以利用本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)的所有特征與優(yōu)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在或者是在本發(fā)明的任何單個(gè)的實(shí)施例中。相反，要理解涉及特征與優(yōu)點(diǎn)的措辭意味著結(jié)合實(shí)施例所描述的具體特征、優(yōu)點(diǎn)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因而，貫穿本說明書全文，對特征和優(yōu)點(diǎn)的討論以及類似的措辭可以指同一實(shí)施例，但卻不一定指同一實(shí)施例。此外，所描述的本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)以及特性可以用任何合適的方式合并在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。 相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以在沒有特定實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)具體特征或優(yōu)點(diǎn)的情況下實(shí)踐本發(fā)明。在其它的實(shí)例中，可以在某些實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)附加的特征和優(yōu)點(diǎn)，其不一定出現(xiàn)于本發(fā)明的所有實(shí)施例之中。為了實(shí)現(xiàn)共享物理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，本發(fā)明給出了一種基于虛擬化技術(shù)的解決方案。通過引入虛擬化的概念，將基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備邏輯地劃分給不同的虛擬專用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)VPSN，這多個(gè)虛擬專用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以屬于不同的服務(wù)提供商或者具有不同需求的相同的服務(wù)提供商，并為該VPSN分配不同的標(biāo)識(shí)符，從而屬于一個(gè)VPSN的所有傳感器設(shè)備能夠彼此互連并與其他VPSN完全分離。在本發(fā)明的實(shí)施例中，為了清楚起見，將以6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進(jìn)行說明。 6LoffPAN網(wǎng)絡(luò)采用IEEE 802. 15. 4協(xié)議規(guī)定的物理層和MAC層，在網(wǎng)絡(luò)層上使用IETF規(guī)定的IPv6，并在IPv6網(wǎng)絡(luò)層和MAC層之間的適配層上提供對IPv6的支持，為了簡要起見，涉及的相關(guān)內(nèi)容通過引用IEEE 802. 15. 4協(xié)議合并于此，在此不再贅述。圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的虛擬化方法的基于 IPv6的低功率個(gè)域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。如圖2所示，網(wǎng)絡(luò)200可以包括PAN ID為1的PAN 1， 其包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器21、普通協(xié)調(diào)器22、23、M、25和沈以及各自的部分功能設(shè)備(或者傳感器設(shè)備，例如 221、221、223、224 和 225)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以將設(shè)備22、23和M以及其各自的部分功能設(shè)備(即傳感器設(shè)備)設(shè)置為一個(gè)虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)(VPSN)。所謂的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)VPSN，是指在公共傳感器網(wǎng)絡(luò)中屬于同一邏輯分組的傳感器所組成的網(wǎng)絡(luò)，該虛擬組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)利用公共傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)專用的傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，就如同一個(gè)獨(dú)立的傳感器網(wǎng)絡(luò)一樣。 在本發(fā)明實(shí)施例中，該VPSN可為虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)VPSN UPVPSN ID =1，而將設(shè)備 24,25和沈以及其部分功能設(shè)備設(shè)置為另一虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)(在此可為VPSN 2，即 VPSN ID =幻。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上述僅僅例示了虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的一個(gè)實(shí)例，還可以將屬于不同PAN中的設(shè)備設(shè)置為一個(gè)虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)(相當(dāng)于一個(gè)組)，網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)備可以基于一定的服務(wù)需求和規(guī)則，例如但不限于任務(wù)、運(yùn)營商、傳輸介質(zhì)、 所處地理位置等進(jìn)行分組。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以使用8比特的VPSN ID來標(biāo)識(shí)虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)。其中，VPSN ID = 1用于標(biāo)識(shí)默認(rèn)的VPSN (默認(rèn)的VPSN有且僅有一個(gè))，其余VPSN ID可以但不限于采用隨機(jī)的方式分配給所有的VPSN。在本發(fā)明的實(shí)施例中，對于一個(gè)VPSN內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，可以采用16比特的短地址來標(biāo)識(shí)。分配16比特短地址的規(guī)則可以但不限于按加入該VPSN的時(shí)間先后順序依次分配給各個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；如果在同一時(shí)刻加入一批傳感器節(jié)點(diǎn)，則按照其全球IPv6單播地址轉(zhuǎn)化為10進(jìn)制數(shù)后的大小順序依次進(jìn)行分配。還可以基于某種現(xiàn)有的算法來進(jìn)行地址的分配，例如哈希算法，在此不再贅述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，VPSN ID還可以占用其他數(shù)目的比特，VPSN的短地址也可以基于系統(tǒng)的容量以及設(shè)備的能力而設(shè)置為其他數(shù)目的比特，甚至還可以使用短地址中的某幾位來標(biāo)識(shí)VPSN ID，當(dāng)然，這限制了 VPSN的規(guī)模。圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，傳感器設(shè)備30可以包括傳感器31、輸入輸出裝置32、控制裝置33以及存儲(chǔ)裝置34。傳感器 31用于采集數(shù)據(jù)。輸入輸出裝置32用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，也即發(fā)送/接收裝置。存儲(chǔ)裝置34用于存儲(chǔ)來自傳感器31的采集的數(shù)據(jù)，虛擬PSN分配給傳感器設(shè)備30的VPSN標(biāo)識(shí)符以及相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址?？蛇x地，存儲(chǔ)裝置34還可以存儲(chǔ)關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由信息?？刂蒲b置33用于基于期望的數(shù)據(jù)傳輸格式以及路由信息控制傳感器設(shè)備30的數(shù)據(jù)傳輸。這將在下面結(jié)合圖5-9詳細(xì)描述。 圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的中間設(shè)備的結(jié)果框圖。如圖4所示，中間設(shè)備40包括輸入輸出裝置41，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；以及控制裝置42，用于對來自傳感器設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分組封裝并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。該操作將在下面結(jié)合圖5-9詳細(xì)描述。中間設(shè)備40還可以包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)分配的VPSN ID、VPSN短地址和/或全局路由表以及其歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由表。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，中間設(shè)備40還可以作為路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)分組的路由。在本發(fā)明的實(shí)施例中，中間設(shè)備40的控制裝置可以包括解封裝裝置，用于基于接收到的數(shù)據(jù)分組中的所述虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符和虛擬局域網(wǎng)短地址形式的目的地址來恢復(fù)目的IP地址；判決裝置，用于確定所述目的地址是否匹配所述設(shè)備的地址；以及處理裝置，用于基于確定的結(jié)果進(jìn)行操作。其操作將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源有限并且功耗較低，為了滿足其要求，基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也需要在低速率和低功率條件下實(shí)施，所以在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的虛擬化技術(shù)需要縮減開銷以及存儲(chǔ)器需求以滿足這些資源限制和多跳特性。在本發(fā)明的實(shí)施例中，提出了一種新的報(bào)頭壓縮編碼方案(虛擬編碼)，稱為PSN_ VNC0在本方案中，可以與VPSN ID、源、目的地址一起來壓縮IP分組報(bào)頭。該方案的構(gòu)思如下在IP報(bào)頭之前插入PSN_VNC頭，該P(yáng)SN_VNC頭中第一字段指示編碼方式為PSN_ VNC類型，并將該第一字段的最右邊比特設(shè)置為VID位以指示有無擴(kuò)展字段，例如1表示有擴(kuò)展字段，而0為無擴(kuò)展字段；第二字段為編碼字段，指示對IP報(bào)頭的編碼壓縮規(guī)則。在第一字段的最右比特指示有擴(kuò)展字段時(shí)(該比特值為1)，第三字段為VPSN ID字段，來指示所屬的VPSN的標(biāo)識(shí)符。下面以6LoWPAN為例來詳細(xì)描述該編碼方案的思想。盡管以6LoWPAN為例來具體描述該編碼方案的實(shí)現(xiàn)，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以理解，該P(yáng)SN_VNC編碼方案還可以進(jìn)行細(xì)節(jié)(例如比特?cái)?shù)量)和功能上的改變。表1為IPv6基本報(bào)頭的格式，如表1所示，IP報(bào)頭中存在可以在接收時(shí)從鏈路級(jí) 802. 15. 4報(bào)頭的相關(guān)域中得到的網(wǎng)絡(luò)級(jí)信息，這些信息為冗余的或不必要的網(wǎng)絡(luò)級(jí)信息。 為了有效縮減開銷，需要在編碼過程中去除IP報(bào)頭中的冗余或不必要的網(wǎng)絡(luò)級(jí)信息。
權(quán)利要求
1.一種在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)發(fā)送的方法，包括在傳感器設(shè)備處確定所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)；通過插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝所述設(shè)備要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組；以及發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基于IPv6的低功率無線個(gè)域網(wǎng)，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符為虛擬個(gè)域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符，所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址為虛擬個(gè)域網(wǎng)短地址。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基于IPv4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
4.一種在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包括接收來自設(shè)備的數(shù)據(jù)，并確定所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)；通過在接收的數(shù)據(jù)中插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝數(shù)據(jù)分組；以及轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)分組。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基于IPv6的低功率無線個(gè)域網(wǎng)，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符為虛擬個(gè)域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符，所述虛擬局域網(wǎng)短地址為虛擬個(gè)域網(wǎng)短地址。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基于IPv4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
7.一種在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包括接收?shù)據(jù)分組，其中所述數(shù)據(jù)分組包括設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符以及虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的目的地址；基于接收到的數(shù)據(jù)分組中的所述虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符和虛擬局域網(wǎng)短地址形式的目的地址來恢復(fù)目的IP地址；確定所述目的地址是否匹配當(dāng)前地址；以及基于確定的結(jié)果進(jìn)行操作。
8.—種傳感器設(shè)備，包括傳感器，用于采集數(shù)據(jù)；輸入輸出裝置，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；控制裝置，用于將所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置，并通過在要發(fā)送的數(shù)據(jù)中插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝所述設(shè)備要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組；以及存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)分配的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符、虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址以及關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由信息。
9.一種設(shè)備，包括輸入輸出裝置，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；控制裝置，用于確定傳感器設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址，并通過在接收的來自所述傳感器設(shè)備的數(shù)據(jù)中插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝數(shù)據(jù)分組以發(fā)送，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述傳感器設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)。
10.一種設(shè)備，包括輸入輸出裝置，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；控制裝置，用于對接收到的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行路由與轉(zhuǎn)發(fā)，其中所述控制裝置進(jìn)一步包括解封裝裝置，用于基于接收到的數(shù)據(jù)分組中的所述虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符和虛擬局域網(wǎng)短地址形式的目的地址來恢復(fù)目的IP地址；判決裝置，用于確定所述目的地址是否匹配所述設(shè)備的地址；以及處理裝置，用于基于確定的結(jié)果進(jìn)行操作。
11.一種用于在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)發(fā)送的裝置，包括用于在傳感器設(shè)備處確定所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址的裝置，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)；用于通過插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝所述設(shè)備要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的裝置；以及用于發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置。
12.一種用于在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置，包括用于接收來自設(shè)備的數(shù)據(jù)，并確定所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址的裝置，其中所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符用于識(shí)別所述設(shè)備歸屬的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)；用于通過插入所述虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和相應(yīng)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的源地址和目的地址來封裝接收的數(shù)據(jù)分組的裝置；以及用于轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)分組的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備在邏輯上劃分為不同的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)并使用虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符來標(biāo)識(shí)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化。在本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種在基于IP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包括接收?shù)據(jù)分組，其中所述數(shù)據(jù)分組包括設(shè)備關(guān)聯(lián)的虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符以及虛擬專用傳感器網(wǎng)絡(luò)短地址形式的目的地址；基于接收到的數(shù)據(jù)分組中的所述虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)符和虛擬局域網(wǎng)短地址形式的目的地址來恢復(fù)目的IP地址；確定所述目的地址是否匹配當(dāng)前地址；以及基于確定的結(jié)果進(jìn)行操作。從而能夠以較低的通信開銷共享物理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，減少了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商雙方的設(shè)置和運(yùn)營成本。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102404716SQ201010278719
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者劉剛, 姚春燕, 賓梵翔, 梁錚, 溫海波, 鄭軍 申請人:上海貝爾股份有限公司