WSN与NGN异构互联方法的研究与实现

论文摘要

随着物联网应用的快速普及,物联网正成为人类感知世界的重要手段。物联网感知世界的最末梢是各式各样的传感器网络,无线传感器网络(WSN)就是其中非常重要的一种。然而WSN如何与现有网络实现异构互联,以及如何提供更多增值服务却是物联网应用中亟待解决的问题。本文针对上述问题,对现有异构互联方案进行了分析,针对现有方案的不足,提出“SIPoWPAN”方法,以实现WSN与下一代网络(NGN)异构互联。通过对WSN与NGN异构互联的网络体系架构进行深入研究后,对SIPoWPAN方法进行了详细阐述。SIPoWPAN方法将WSN节点抽象成NGN中的SIP终端实现异构互联,并在异构互联的基础上,借助SIP协议实现跨网、跨地域的WSN节点间通信,为WSN节点提供更多的增值服务。为了保证该方法确切可行,又分别从WSN与NGN异构互联网络体系架构的高层、网络层和链路层,对WSN节点的具体抽象过程、“最小代价”路由机制、WSN与NGN通信的模式进行了研究。最后,对WSN与NGN异构互联方法中的必要设备——SIPoWPAN网关进行了详细设计,并加以实现。本文的最后利用Asterisk和WSN试验平台,对SIPoWPAN方法进行了测试。测试结果表明SIPoWPAN方法能够顺利实现WSN与NGN异构互联,并且能够满足SIP增值业务的Qos要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的现状及存在的问题
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 存在的问题
• 1.3 研究内容和意义
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 研究内容
• 1.4 本文的主要结构和工作安排
• 第2章 课题相关技术基础
• 2.1 软交换基础
• 2.2 NGN 基础
• 2.3 异构网络基础
• 2.4 NGN 系列协议之SIP 协议
• 2.4.1 SIP 协议的背景和功能
• 2.4.2 SIP 功能实体
• 2.4.3 SIP 消息
• 2.5 无线传感器网络
• 2.5.1 无线传感器网络特点
• 2.5.2 无线传感器网络协议标准
• 2.6 本章小结
• 第3章 WSN 与NGN 异构互联方法的研究
• 3.1 WSN 与NGN 异构互联需求分析
• 3.1.1 现有互联方案分析
• 3.1.2 WSN 与NGN 异构互联的具体需求
• 3.2 WSN 与NGN 异构互联网络的体系架构研究
• 3.3 SIPoWPAN 方法具体研究
• 3.4 SIPoWPAN 方法的有效性研究
• 3.4.1 WSN 与NGN 之间信令转换规则研究
• 3.4.2 WSN 节点抽象过程研究
• 3.4.3“最小代价”路由机制研究
• 3.4.4 通信模式研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 SIPoWPAN 网关的设计及实现
• 4.1 SIPoWPAN 网关的功能描述
• 4.2 SIPoWPAN 网关系统架构设计
• 4.3 SIPoWPAN 网关硬件架构设计
• 4.4 SIPoWPAN 网关软件架构设计
• 4.5 硬件层数据收发设计及实现
• 4.5.1 CC2430 数据发送设计及实现
• 4.5.2 CC2430 数据接收设计及实现
• 4.6 系统层接口的设计及实现
• 4.7 转换层设计及实现
• 4.7.1 转换层系统架构设计
• 4.7.2 信令控制模块设计及实现
• 4.7.3 数据处理模块设计及实现
• 4.7.4 信令控制模块和数据处理模块接口的实现
• 4.8 本章小结
• 第5章 WSN 与NGN 异构互联测试
• 5.1 SIPoWPAN 方法的功能测试
• 5.1.1 测试方案及测试要求
• 5.1.2 测试环境
• 5.1.3 具体测试
• 5.2 SIPoWPAN 网关的性能测试
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 下一步工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 大摘要