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无线嵌入式物联网技术-6LoWPAN
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无线嵌入式物联网技术-6LoWPAN

  • 分类:新闻动态
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  • 来源:
  • 发布时间:2020-06-04 13:56
  • 访问量:

【概要描述】

无线嵌入式物联网技术-6LoWPAN

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什么是6LoWPAN?在6LoPAN研讨会的定义中,它被称为“是一种专为低功耗无线通信而设计的IPv6技术”。我们知道,将IP协议引入无线通信网络一直被认为是不现实的,而基于IEEE 802.15.4实现IPv6通信的IETF 6LoWPAN改变了这一局面。简而言之,6LoPAN是基IETF RFC 4944,完成IPv6包在IEEE 802.15.4网络上的传输,即IPv6 over IEEE 802.15.4。

 

 

如上图所示,6LoWPAN 是 IoT 协议堆栈的核心部分,6 LoWPAN 基于 IPv6 、邻居发现和ROLL路由协议(Routing Over Low Power and Lossy networks)。可以说"6LoWPAN 是 IP 和路由协议(网络层协议),802.15.4 侧更多用于 MAC / PHY 协议。

 

对于 ZigBee,它位于 802.15.4 MAC 层之上,但它基于其自己的 PHY 层,它与 802.15.4 PHY不同。ZigBee 最独特的功能是其网络层协议。它使用自己的网络层协议,但现在也引入了类似于6LoWPAN的ZigBee IP。

 

6LoWPAN 全堆栈架构

 

通过将最常见的 IoT 完整堆栈体系结构与普通网络的prtocol堆栈进行比较,认识到它们之间的区别,以及更清楚地了解到 6LoWPAN 和 802.15.4 之间的关系。如下图:

 

下图将更清楚地显示 802.15.4 和 6LoWPAN 之间的关系。在此图中,MAC/PHY 基于 802.15.4,上层基于 6LoWPAN。

 

6LoWPAN 数据包结构

 

与大多数其他网络层协议一样,研究6LoWPAN 最重要的部分就是了解其数据包结构。下面将通过如下图片说明6LoWPAN数据包结构和不同数据包之间的关系。

 

 

底部有物理层框架(这是 802.15.4 PHY 框架,此帧的详细信息也因实现而异

802.15.4 PHY 帧的有效负载部分为 802.15.4 MAC 帧。

MAC 帧的有效负载部分是 6LoWPAN 数据包。

6LoWPAN 数据包的类别由数据包的前2bit确定,如上图所示。

通过6LoWPAN的前2bit指定类别和接下来的6bit(Dispatch字段)详细说明不同信息的具体结构,如下图所示。

 

< Dispatch Type and Header >

< Mesh Addressing Type and Header >

 

< Fragmentation Type and Header >

 

 

ZigBee的对比

 

 

堆栈大小 / 封包负载:经过 6LoWPAN 链路的路由选址不需要额外的 6LoWPAN 头信息,削减了头信息,因此可以允许了更多的负载数据空间。ZigBee 典型的 full-feature 栈是 90KB,而 6LoWPAN 仅需要 30KB。

安全Security:ZigBee 和 6LoWPAN 都采用 AES128 技术加密,AES128 是 802.15.4 技术标准的一部分。

 

互操作性:ZigBee 定义在 802.15.4 的节点节点进行,对应的是IP二层技术,然后再定义上层应用通信技术。在应用同样profile的情况下,ZigBee 设备可以和其它 ZigBee 设备互通;而6LoWPAN则支持与其它 802.15.4 设备的互通,同时也支持和其它 IP 网络的互通,如以太网和 WIFI。

 

 

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