IPv6无线传感器网络的应用研究报告-2011

知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 IPv6 无线传感器网络的应用研究报告 （ v1.2） 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 1 项目概述 .1 2 IPV6 传感器网络简介 .1 2.1 IPV6 及其相关技术简介 . 1 2.2 无线传感器网络概述 . 3 2.3 IPV6 在无线传感器网络中的应用简介 . 4 2.3.1 环境监测 .4 2.3.2 建筑结构监测 .5 2.3.3 医疗卫生 .5 2.3.4 智能交通 .6 2.3.5 其它应用场景 .6 2.4 物联网基本概念 . 7 2.5 小结 . 9 3 PV6 无线传感器的国内外研究和发展现状 .9 3.1 IPV6 国内研究和发展现状 . 9 3.2 无线传感器网络国内外研究和发展现状 . 14 3.3 物联网研究热点分析及其应用现状 . 17 3.3.1 引言 . 17 3.3.2 物联网的概念 . 17 3.3.3 物联网研究热点 . 18 3.3.4 物联网应用现状 . 18 4 IPV6 无线传感器网络应用应突破的关键技术 . 20 4.1 基于 IPV6 的无线传感器网络通信协议族构建 . 20 4.1.1 系统体系结构 . 20 4.1.2 基于 IPv6 的无线传感器网络协议族设计思想 . 21 4.1.3 IEEE802.15.4 技术概述 . 22 4.1.4 6LoWPAN 适配层技术 . 23 4.1.5 6LoWPAN 技术的优势 . 27 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 4.2 网络管理 . 28 4.3 应用层支撑技术 . 28 4.4 传感器节点的拓扑部署 . 31 4.5 传感器网络路由算法 . 37 4.6 传感器网络地址管 理 . 42 4.7 传感器网络数据汇聚算法 . 44 4.7.1 数据汇聚的原理和方法 . 44 4.7.2 数据汇聚算法 . 45 5 IPV6 无线传感器应用场景分析 . 47 5.1 IPV6 无线传感器网络的应用 . 47 5.1.1 6LoWPAN 网络的基本结构 . 48 5.1.2 6LoWPAN 网络的基本应用举例 . 50 5.2 IPV6 无线传感器网络在水质监测中的应用 . 51 5.3 IPV6 传感器网络在交通流量控制上的应用 . 57 5.4 IPV6 传感器网络在家庭病人监护上的应用 . 60 5.5 小结 . 62 6 IPV6 无线传感器网络开发平台和仿真平台 . 63 6.1 开发平台 . 63 6.1.1 JENNIC 产品简介 . 63 6.1.2 JENNIC 的 6LoWPAN 网络协议栈 . 65 6.1.3 6LoWPAN 无线传感器网络体系 . 67 6.1.4 无线传感器网络拓扑结构 . 70 6.1.5 实验结果 . 72 6.1.6 6LoWPAN 协议的优化设计 . 73 6.2 仿真平台 . 75 6.2.1 6lowPAN 动态路由协议 . 75 6.2.2 TinyOS 简介 . 82 6.2.3 Tier-mesh 路由仿真 . 83 6.3 小结 . 88 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 7 中国移动在开展 IPV6 无线传感 器网络的策略分析 . 89 7.1 中国移动现有网络体系结构和业务现状 . 89 7.1.1 CMNET 现有网络体系结构 . 89 7.1.2 业务现状 . 90 7.1.3 M2M 业务 . 92 7.2 IPV6 无线传感器网络在中国移动网络的应用需求分析 . 94 7.3 IPV6 无线传感器网络的实施策略及建议 . 96 7.3.1 IPv6 无线传感器体系结构 . 96 7.3.2 IPv6 无线传感器网络与 Internet 的互联 . 98 7.4 IPV6 无线传感器网 络业务开展需要注意的问题 . 100 7.5 小结 . 101 8 项目总结 . 102 9 参考文献 . 104 1 1 项目概述 2009 年 11 月 3 日，温家宝总理发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话。温总理指出，抢占五大新兴战略性产业制高点，要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后 IP 时代相关技术研发。 IPv6 无线传感器网络是一种新兴的网络形态，它把 IPv6 技术融入无线传感器网络，不仅能解决无线传感器网络间、无线传感器网络与 Internet 间的互连互通问题，同时解决了无线传感器网络固有的缺点，如需要数量巨大的地址资源、需要实现有效地址管理机制、缺乏应有的安全机制等问题。 本项目通过对 IPv6、无线 传感器网络的广泛应用进行探讨，研究其在各个领域应用的典型实例，并总结当前制约无线传感器网络实际应用的因素及目前的研究热点。通过本项目，开展了（ 1）无线传感器网络应用的制约因素、（ 2） 基于 IPv6 无线传感器网络的网络通信协议族构建、（ 3） 传感器节点的拓扑部署、（ 4） IPv6 无线传感器网络的路由算法以及（ 5） IPv6 无线传感器网络和中国移动网络的结合以及应用场景等方面的研究，特别是大规模应用的关键技术，着重探讨 IPv6 无线传感器网络和中国移动的主营业务相结合的突破点。最终为中国移动今后开展无线传感器网络的 应用和业务完成相关技术的跟踪和储备。 2 IPv6 传感器网络简介 2.1 IPv6 及其相关技术 简介 下一代互联网的核心协议采用 IPv6，其重点在于解决网络的容量和网络的性能。与 IPv4 相比较， IPv6 在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进。 其突出优点具体表现在： (1) 地址容量巨大， IPv6 地址长度为 128 位，也就是说在采用 IPv6 的互联网络中 IP 地址数量理论上可有 2 的 128 次方。这种地址设置可充分满足未来人类社会对互联网 IP 地址的需求。 (2) 移动性功能强， IPv6 采用层次化的地 址结构，类似于电话号码的分布结构。因此采用 IPv6 协议的互联网上可直接接入移动主机或移动终端设备。 2 (3) 强大的安全性功能 ，在 IPv6 协议中提供两个扩展报头 认证(authentication)和加密 (Encryption)，能保证在网络应用中确认数据包来源的正确性和数据传输的安全 (4) 高效的服务质量 (QoS)，在 IPv6 中，采用了类似电话网络的服务质量的方法，如用户可以用一组参数规定所需要的连接，如传输速率、时延、延时变化率等；网络可判断确定是否接受这个连接；用户能确定得到对应的服务等。 随着技 术和应用等多个方面的快速发展，人们对于移动互联网的要求变得越来越迫切。在技术层面，硬件技术的发展使得设备更加小型化，进而使得笔记本电脑、 PDA、移动电话等移动设备变得越来越普及；而互联网的飞速发展在改变人们的生产、生活方式的同时，也使得信息共享和及时通信成为日常生活不可缺少的一部分；移动通信技术的发展也使得基于移动网络的无线数据传输成为可能，这为移动互联网的发展提供了必要的技术基础。在应用层面，经济全球化的发展使得人的流动性大大增加，大量学者和商务人士每天奔波在世界各地，经常变更所处的位置，并且在相当长的时 间内处于移动状态中；与此同时，经济全球化和互联网的发展使得人们对通信和信息的依赖性越来越强，通信和信息实际上已经成为成功的必要因素之一。移动办公将成为互联网应用的热点，并且会有越来越多的企业和个人加入到移动办公的行列中。 为了实现移动互联网，需要解决“漫游（ Roaming）”和“移动（ Mobile）”这两大问题。在 IPv6 协议出现之前，人们对传统的 IPv4 体系结构进行了扩充和开发，提出了移动 IPv4 协议，部分的解决了移动计算机的漫游和移动问题。然而，由于 IPv4 本身的局限性，移动 IPv4 也存在着与之类似的问 题，主要包括 IP 地址空间不足、路由性能不高、安全性无法得到保障、以及网络配置复杂多变等等。作为 IPv4 协议的替代协议， IPv6 作出了重大改进，与之相对应的移动 IPv6 同样有了显著改进，实现了很多新特性。这些新特性表现为地址自动配置、邻居发现、内置安全机制、黑洞监测、移动透明性实现等。 以 IPv6 为核心技术的下一代互联网不但可以支持现有移动 IPv4 网络上所提供的所有业务，还能充分支持丰富多样、个性化、无处不在的各种创新业务。这些创新的业务包括：有大量共有地址需求的应用，如以传感器、网络摄像机、信息家电、智能汽 车、 RFID、移动终端等为主体的各种行业应用和个人应用。 3 2.2 无线传感器网络 概述 无线传感器网络是由部署在监测区域内部或附近的大量廉价的、具有通信、感测及计算能力的微型传感器节点通过自组织构成的“智能”测控网络。 无线传感器网络在军事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物监测、空间探索等领域有着广阔的应用前景和巨大的应用价值，被认为是未来改变世界的十大技术之一、全球未来四大高技术产业之一。目前，国内外众多研究机构都已开展了无线传感器网络技术及其应用的相关研究。 无线传感器网络体系结构如图 2.2-1 所 示，系统通常包括传感器节点、网关和服务器。 图 2.2-1、无线传感器网络体系结构图 传感器节点可以完成环境监测、目标发现、位置识别或控制其他设备的功能；此外还具有路由、转发、融合、存储其他节点信息等功能。 网关负责连接无线传感器网络和外部网络的通信，实现两种网络通信协议之间的转换，发送控制命令到传感器网络内部节点，以及传送节点的信息到服务器。 服务器用于接收监测区域的数据，用户可远程访问服务器，从而获得监测区域内监测目标的状态以及节点和设备的工作情况。 无线传感器网络具有如下主要特点： (1)自组织。传 感器网络系统的节点具有自动组网的功能，节点间能够相互通信协调工作。 (2)多跳路由。节点受通信距离、功率控制或节能的限制，当节点无法与网关直接通信时，需要由其他节点转发完成数据的传输，因此网络数据传输路由是多 4 跳的。 (3)动态网络拓扑。在某些特殊的应用中，无线传感器网络是移动的，传感器节点可能会因能量消耗完或其他故障而终止工作，这些因素都会使网络拓扑发生变化。 (4)节点资源有限。节点微型化要求和有限的能量导致了节点硬件资源的有限性。 2.3 IPv6 在无线传感器网络中的应用 简介 以 IPv6 为核心技术的下一代互联网 不但可以支持现有移动 IPv4 网络上所提供的 所有业务，还能充分支持丰富多样、个性化、无处不在的各种创新业务，特别是对于无线传感器网络这类对于 大量共有地址需求的应用 ，更是有其先天优势 。 如何实现 IPv6 与无线传感器网络的结合，已成为业界关注和研究的热点。为此， IETF 成立了 6LoWPAN 工作组，其 任务是定义在如何利用 IEEE 802.15.4 链路支持基于 IP 的通信的同时，遵守开放标准以及保证与其他 IP 设备的互操作性。 基于 IPv6 的无线 传感器网络的应用与具体的应用环境密切相关，因此针对不同的应用领域，存在性能 不同的 基于 IPv6 的 无线传感器网络系统 。 2.3.1 环境监测 6Lowpan 无线传感器网络应用于环境监测，能够完成传统系统无法完成的任务。环境监测应用领域包括：植物生长环境、动物的活动环境、生化监测、精准农业监测、森林火灾监测、洪水监测等。 如 加州大学伯克利分校利用传感器网络监控大鸭岛（ Great Duck Island）的生态环境，在岛上部署 30 个传感器节点，传感器节点采用 Berkeley 大学的 Mica mote节点，包括监测环境所需的温度、光强、湿度、大气压力等多种传感器。系统采用分簇的网络结构，传感器节点采集的 环境参数传输到簇首（网 关），然后通过传输网络、基站、 Internet 网络传输数据到数据库中。用户或管理员可以通过Internet 远程访问监测区域。 在印度西部多山区域监测泥石流部署的无线传感器网络系统，目的是在灾难 5 发生前预测泥石流的发生，采用大规模、低成本的节点构成网络，每隔预定的 时间发送一次山体状况的最新数据。 Intel 公司利用 Crossbow 公司的 Mote 系列节点在美国俄勒冈州的一个葡萄园中部署了监测其环境微小变化的无 线传感器网络。 2.3.2 建筑结构监测 无线传感器网络用于监测建筑物的健康状况，不仅成本 低廉，而且能解决传统监测布线复杂、线路老化、易受损坏等问题。斯坦福大学提出了基于无线传感器网络的建筑物监测系统，采用基于分簇结构的两层网络系统。传感器节点由EVK915 模块和 ADXL210 加速度传感器构成，簇首节点由 Proxim RangelLAN2无线调制器和 EVK915 连接而成。南加州大学的一种监测建筑物的无线传感器网络系统 NETSHM，该系统除了监测建筑物的健康状况外，并且能够定位出建筑物受损伤的位置。系统部 署于 Los Angeles 的 The Four Seasons 大楼内。系统采用分簇结构，采用 Mica-Z 系列节点。 2.3.3 医疗卫生 6Lowpan同样也经常用在医疗卫生领域中。它可以用于人体的各种生理数据，跟踪和监控医院内医生和患者的行动，医院的药物管理等。无线传感器结点相对于传统医疗器械来说，去掉了笨重的连接线，更适用于医院和家庭对病人的照看工作。在医疗环境下，数据延时和信息丢失可能会引起医疗事故，因此对数据的实时性和传输的可靠性有较高的要求。 加利福尼亚大学提出了基于无线传感器网络的人体健 康监测平台 CustMed，采用可佩戴的传感器节点，传感器类型包括压力、皮肤反应、伸缩、压电薄膜传感器、温度传感器 等。节点采用加州大学伯克 利分校研制、 Crossbow 公司生产的 dot-mote 节点，通过放在口袋里的 PC 机可以方便直观地查看人体当前的情况。纽约 Stony Brook 大学针对当前社会老龄化的问题提出了监测老年人生理状况的无线传感器网络系统（ Health Tracker 2000），除了监测用户的生理信息外，还可以在生命发生危险的情况下及时通报其身体情况和位置信息。节点采用Crossbow 公司的 MICA2 和 MICA2DOT 系列节点，采用温度、脉搏、呼吸、血氧水 6 平等类型传感器。 2.3.4 智能交通 6Lowpan 在智 能交通领域有很好的应用，它能够集成道路、车辆、交通信号等信息，极大的提高运输系统的安全性。对交通流量和空气质量进行监测，通过对交通流量进行优化，能够减少道路拥塞。 下 图所示为上海市重点科技研发计划中的智能交通监测系统，采用声音、图像、视频、温度、湿度等传感器，节点部署于十字路口周围，部署于车辆上的节点还包括 GPS 全球定位设备。重点强调了系统的安全性问题，包括耗能、网络动态安全、网络规模、数据管理融合、数据传输模式等。 图 2.3.4-1、上海市重点科技研发计划中的智能交通监测系统 2.3.5 其它应用场景 工业监控 6Lowpan 应用在工业监控中可以提高生产率 /降低能耗 /以及增加工厂操作的安全系数，现在很多工 厂仍然使用耗时昂贵的人工检测方式去排查错误、安排维护以避免停工， 能够以一种廉价的方式提供更多、更可靠的的数据。 其 部署能减少因故障造成的停工时间，同时能减少执行人工检测所带来的巨大开销。另外，数据分析功能能够放在网络中进行，取消了人工数据传输和分析的过程。 7 军事领域 传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，因此非常适合军事上的应用。 无线传感器网络非常适合应用于恶劣的战场 环境 中， 通过飞机或炮弹直 接将传感器节点散播到敌方阵地内部，或者在公共隔离带部署传感网络，就能隐蔽而且近距离的准确收集战场信息， 包括侦察敌情、 监控 兵力、装备和物资等 。 智能家居 6LowPan 技术 也可以 广泛应用于智能家居领域 中 。例如：在智能家居中，可将 6LowPan 节点嵌入到家具和家电中，通过无线网络与因特网互联，实现智能家居环境的管理。 以家庭为单位介绍此系统的设计和安装。每个家庭安装一个家庭网关、若干个无线通信 6LowPan 子节点模块，在家庭网关和每个子节点上都接一个无线网络收发模块 (符合 6LowPan 技术标准的产品 )，通过这 些无线网络收发模块，数据在网关和子节点之间进行传送。 可实现以下功能： 安防报警功能，在家庭门窗上安装 6LoWPAN 结点，一旦有以外发生可以通过 6LoWPAN 网络第一时间报警； 采集水、电、气 各 表数据发给物业管理中心 ，在水电气等表中安装 6LoWPAN结点，自动统计每月用量数据发送到物业中心。 2.4 物联网基本概念 物联网的概念是在 1999 年提出的。物联网的英文名称叫“ The Internet of things”，顾名思义，简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网 ，是在互联网基础上的延伸和 扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。严格而言，物联网的定义是：通过射频识别（ RFID）、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的 一种网络。 中国移动总裁王建宙反复提及，物联网将会成为中国移动未来的发展重点。 8 他表示将会邀请台湾生产 RFID、传感器和条形码的 厂商和中国移动合作。据他介绍，运用物联网技术，上海移动已为多个行 业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方 案。最新数据显示，上海移动目前已将超过万个芯片装载在出租车、公交车上，形式多样的物联网应用在各行各业大显神通，确保城市的有序运作。在上海世博会期间，“车务通”将全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅；面向物流企业运输管理的“物流”，将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务，大大提升物流企业综合竞争能力。 物联网中非常重要的技术是 RFID 电子标签 技术。以简单 RFID 系统为基础，结合已有的网络技 术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比 Internet 更为庞大的物联网成为 RFID 技术发展的趋势。物 联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。预计物联网是继计算机、互联 网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。有专家预测年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。 国际电信联盟 2005 年一份报告曾描绘 “物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。 物联网把新一代 IT 技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时 的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细 和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。 物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息 产业浪潮，是一个全新的技术领域。早在 1999 年，在美国召开的移动计算和网络国际会议就提出，“传感网是下一个世纪人类面临的 9 又一个发展机 遇”； 2003 年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首； 2005 年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（ WSIS）上， 国际电信联盟（ ITU）发布了 ITU 互联网 报告 2005：物联网，正式提出了“物联网”的概念。 2.5 小结 以 IPv6 为核心技术的下一代互联网不但可以支持现有移动 IPv4 网络上所提供的所有业务，还能充分支持丰富多样、个性化、无处不在的各种创新业务。这些创新的业务包括：有大量共有地址需求的应用，如以传感器、网络摄像机、信息家电、智能汽车、 RFID、移动终端等为主体的各种行业应用和个人应用。 6LoWPAN 是 IPv6 与无线传感器网络相结合的核心技术，是 利用 IEEE 802.15.4 链路支持基于 IP 的通信 ，其 遵守开放标准以及保证与其他 IP 设备的互操作性。 其可以 广泛应用 在军事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物监测、空间探索等领域 。 无线传感器网络的应用形式 “物联网”将是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域，将会成为中国移动未来的发展重点。 3 Pv6 无线传感器的国内外研究和发展现状 3.1 IPv6 国内 研究和发展现状 随着 IPv4 地址空间耗尽的迫近，人们加紧了对下一代互联网协议 -即 IPv6的研究， IPv6 协议已经在越来越广泛的范围内得到实践。由于 IPv6 和 IPv4 在协议头格式上不兼容， IETF 成立了专门的工作组 ngtrans 研究从现有的 IPv4 网络向IPv6 网络的过渡策略和必要的技术。作为向下一代互联网络协议过渡的重要步骤，国际的 IPv6 试验网 6bone 在 1996 年成立了。现在， 6bone 已经扩展到全球50 多个国家和地区，成为 IPv6 研究者、开发者和实践者的主要平台。 10 图 3.1-1 6bone IPv6 的出现引起了世界重要研究机构和公司的重视。目前 IETF 正在制定大量的 IPv6 相关标准，包括地址结构、域名解析、安全、自动配置、邻居发现、路由协议等方面，同时为了对 IPv6 协议特性进行研究并积累 IPv6 组网经验， IETF于 1996 年建立了全球范围的试验床 (Testbed)，称作 6Bone。 6Bone 是一个虚拟的网络，以隧道 (tunnel)的方式通过基于 IPv4 的互联网实现互联。 1998 年底，面向实用的全球性 IPv6 研究和教育网 (6REN)开始启动，建立了物理的以 ATM 为中心的 IPv6 洲际网络。 由于支持移动节点以及自动配置特性， IPv6 成为实现移动通信和互联网融合的一个机遇。目前，制订下一代移动通信系统 “IMT-2000”标准的 3GPP 已经决定在下一代移动技术的基本协议中采用 IPv6。与此同时， Nokia 等公司还宣布， 将在其 2.5G 和 3G 网络中全面采用 IPv6，并已成功进行了相关试验。而且，为了推 11 广 IPv6 在世界的普及，由 Cisco、 Nortel、 Microsoft、 Lucent、 Nokia、 3Com 等公司联合发起成立了 IPv6 论坛，并从 1999 年开始，每年举行 2 3 届 IPv6 全球峰会。 1998 年 6 月我国国家教育科研网 CERNET 也加入了 6Bone，并于同年 12 月成为其骨干成员。 CERNET 建立了 IPv6 试验床并在 IPv6 领域在中国开展了许多开拓性的研究。从 1999 年底， CERNET 与 Nokia 合作，启动了 Internet6 计划，准备首先在中国的若干高校搭建 IPv6 网络，形成一个大规模的 IPv6 研究和试验网络。 图 3.1-2 CERNET 主干网拓扑图 试验床从 6bone 获得 p-TLA(pseudo-Top Level Aggregation,伪顶级聚类 )3FFE:3200:/24 的地址空间；并且建立了 5 条以 tunnel为基础的国际 IPv6 虚拟链路，直接通达美国、英国和德国的 IPv6 网络，间接地与几乎所有现有的 6bone成员互连。试验床按地区分配 NLA1 ID(Next Level Aggregation, level 1 Identifier，次级聚类 )。目前，试验床正式使用部分已经发展了 2 个地区级的试验网络；学生试验部分已经建立了 4 个地区 IPv6 网络。 在亚洲，由于缺少地址等原因，对待 IPv6 的态度比欧美积极，其中最积极的是日本 。日本政府和众多日本企业决心在新世纪把宝押在 3G 和 IPv6 上，以这两个宝为契机，使日本重新成为全球最先进的 IT 国家之一。日本政府把 IPv6 技术的确立、普及与国际贡献作为政府的基本政策，将现有网络推进过渡到 IPv6 网络 12 作为 “超高速网络建设和竞争政策 ”的具体目标，明确设定在 2005 年完成互联网 向IPv6 的过渡。 由于政府重视、企业积极，日本自 1992 年就起步着手研发和标准化工作，目前在 IPv6 的研发与应用方面走在世界的前列。日本于 1999 年 12 月开始提供试验服务， 2001 年 4 月开始提供商用服务，到目前为止， NTT Com、 Japan Telecom和 KDDI 等日本的主要运营商和 ISP 几乎都已经提供 IPv6 商业化接入服务，日本全国利用 IPv6 的环境正日益完善。 目前，全球范围内的知名运营商大都已经宣布 IPv6 商用计划，中国电信也于今年年初全面启动下一代互联网部署试点工作。美国最大的有线电视运营商Comcast 今年年初正式宣布其 IPv6 商用计划，其用户可以从今年第二季度起自愿选择使用 IPv6 服务。 从日本方面来看，其繁荣的智能手机普及，催生了 IPv6 的加速应用。因此，在推动 IPv6 的应用方面，日本可谓不遗余力。 NTT Plala 是 NTT 旗下的一家日本互联网服务供应商，其推出的 Hikari TVV 项目便是运行于 NTT 下一代 IPv6 网络之上。该网络已经向日本 1000 万用户提供互联网服务， Hikari TV 服务目前正逐步向成千上万户家庭渗透，日本消费者可以购买 Hikari支持 IPv6 的机顶盒。 并且，早在 2 年前，东京大学研究室大楼进行了 IP 化智能楼宇改造，耗资4000 万日元 (约合 290 万人民币 )；大楼一年的电费是 1 亿日元 (730 万人民币 )，节能效率达到 30%，一年多即收回成本。而东京大学的全年电费是 290 亿日元，全面引入 IPv6 的效益颇为可观。 韩国也比较重视 IPv6，在战略、政策、立法、项目资助、国际合作等方面都有相应措施。韩国制订了 IPv6 的演进进程，共分四个阶段。第一阶段（ 2001 年以前）建立 IPv6 试验网，开展验证、运行和宣传工作；第二阶段（ 2002 年 2005年）建立 IPv6 岛，与现有 IPv4 大网互 通，在 IMT2000 上提供 IPv6 服务；第三阶段（ 2006 年 2010 年）建立 IPv6 大网，原 IPv4 大网退化为 IPv4 岛，与 IPv6大网互通，提供有线和无线的 IPv6 商用服务；第四阶段（ 2011 年以后）演变成一个单一的 IPv6 网。 欧洲在互联网方面落后于美国，但在移动通信方面领先于美国，所以欧洲发展 IPv6 的基本战略是 “先移动，后固定 ”，希望在 IPv6 方面掌握先机，通过 3G标准的部署来实现在未来互联网领域与美国并驾齐驱的目标。欧盟认为： IPv6 是发 13 展 3G 移动通信的必要工具，如果想大规模发展 3G，就不得不升 级到 IPv6。制定3G 标准的 3GPP 组织已经决定以 IPv6 为基础构筑下一代移动网，使 IPv6 成为 3G必须遵循的标准。欧洲的主要目标是： 2003 年底开始推出 IPv6 服务， 2005 年底运营商完成向 IPv6 的转换，在所有新的家电装置中引入 IPv6 连接，将基于互联网的系统集成到运输工具及相关的移动商务基础设施中，实现人与人之间、物与物（从电话到汽车）之间的通信。欧洲目前已经建立了 Euro6IX 和 6NET 等 IPv6试验网络进行有关推广，部署 IPv6 的准备，欧洲各大厂商也都加快了 IPv6 开发和产品化进程，各种试验项目正 逐步成熟。 美国由于是 IPv4 的发源地，因此无论在地址资源和商业应用方面都占据了先天的优势，在 IPv4 主导的传统互联网领域的领先地位和 IP 地址资源优势，因此目前既没有地址短缺的忧虑，又很不愿意改动花费大量资本构建的 IPv4 商业网络体系，所以目前主要是以世界 IPv6 研究、协调中心的面目出现的，研究和开发IPv6 的主要组织如 IETF、 6BONE 等都在美国。但美国在 IPv6 的商业化推广方面的力度没有欧洲和日本大。 最近，由于美国新经济发展受阻，需要寻找新的商机，同时北美对宽带 IP服务有大量的潜在需求，对 IPv6 的 需求逐渐明显。同时美国也不希望失去在互联网领域的主导地位和市场优势。美国在发生 911 事件以后非常担心恐怖分子对其网络进行致命性的攻击，所以对待 IPv6 的态度现在已经有所变化。各主要厂商出于商业利益考虑开始支持 IPv6，已经或者准备推出支持 IPv6 的试验性产品。 截止到 2008 年 12 月，全球 IPv6 地址分配数量前十名如表 3.1-1 所示。可以看出，目前 IPv6 的分配主要集中在发达国家手中。从地域上，亚太地区的日本和韩国在 IPv6 的发展上走的比较靠前。目前中国大陆的 IPv6 地址拥有量排名世界第十五（ 80）。 国家 美国 德国 法国 日本 澳大利亚 欧洲 韩国 意大 利 中国台湾 波兰 IPv6地址分配数量 14746 9689 8311 8309 8222 6160 5196 4145 2309 2093 表 3.1-1 全球 IPv6 地址分配数量（统计单位为 /32） 14 3.2 无线传感器网络国内外研究和发展现状 早在上世纪 70 年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形， 可以把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的 不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与 传感控制器的相联，组成 了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。 从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。 无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国，非常重视无线传感器网络的发展， IEEE 正在努力推进无线传感器网络的应用和发展，波士顿大学 (Boston University)创办了传感器网络协会 (Sensor Network Consortium)，期望能促进传感器联网技术开发。除了波士顿大学，该协会还包括BP、霍尼韦尔 (Honeywell)、 Inetco Systems、 Invensys、 L-3 Communications、Millennial Net、 Radianse、 Sensicast Systems 及 Textron Systems。美国的技术评论杂志在论述未来新兴十大技术时，更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术，商业周刊预测的未来四大新技术中，无线传感器网络也列入其中。可以 预计，无线传感器网络的广泛是一种必然趋势，它的出现将会给人类社会带来极大的变革。 无线传感器网络一般是由在空间分布的和独立的网络节点组成的，如图 3.2-1所示。节点包含有传感器来监控节点的物理或环境条件，如温度、声音、震动、压力、运动或污染物等。每个节点通常带有无线电收发器或其他无线设备通信设备以通过网络把传感数据传输给数据库和其他用户。这样，无线传感器网络可以用于数据收集（ Data Collection）、目标跟踪（ Object tracking）以及报警监控（ Alarm monitoring）等。 15 图 3.2-1 无线传感器网络 虽然无线传感器网络的大规模商业应用，由于技术等方面的制约还有待时日，但是最近几年，随着计算成本的下降以及微处理器体积越来越小，已经为数不少的无线传感器网络开始投入使用。 无线传感器网络的相关研究最早起源于军事领域。由于其具有可快速部署、自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，因此能够实现对敌军地形和兵力布防及装备的侦察、战场的实时监视、定位攻击目标、战场评估、核攻击和生物化学攻击的监测以及搜索等功能。 最著名的就是美国国防部支持的“智能尘埃”项目。 哈伯研究公司总裁阿尔门丁格预测：智能 尘埃式传感器及有关的技术销售将从 2004年的 1000 万美元增加到 2010 年的几十亿美元。 无线传感器网络的应用十分广泛，表 2.3-1 例举了一些 WSN 应用的相关实例。 应用领域 相关实例 环境监测 美国的 ALERT 计划中，研究人员开发了数种传感器来分别监测降雨量、河水水位和土壤水分，并依此预测暴发山洪的可能性 2002 年，美国加州大学伯克利分校 Intel 实验室和大西洋学院联合，在大鸭岛上部署了用来监测岛上海鸟生活习性的无线传感器网络 哈佛大学 Mate Wel 的研究小组用 WSN 对活火山 Volcano Tungurahua 进行观测 2005 年，澳洲的科学家利用传感器网络探测北澳大利亚的蟾蜍分布情况 挪威科学家利用 WSN 监测冰河的变化情况，目的在于通过分析冰河环境的变化来推断地球气候的变化 Intel 在俄勒冈州的一个葡萄园内，利用无线传感器测量葡萄园气候的细微变化 医疗护理 罗彻斯特大学的科学家使用无线传感器创建了一个智能医疗房 16 间，使用微尘来测量居住者的重要征兆（血压、脉搏和 呼吸）、睡觉姿势以及每天 24小时的活动状况 英特尔公司推出了无线传感器网络的家庭护理技术。该技术是作为探讨应对老龄化 社会的技术项目 Center for Aging Services Technologies（ CAST）的一个环节开发的。该系统通过在鞋、家具以家用电器等家中道具和设备中嵌入半导体传感器，帮助老龄人士、阿尔茨海默 氏病患者以及残障人士的家庭生活 机械故障诊断 Intel 公司曾在芯片制造设备上安装过 200 个传感器节点，用来监控设备的振动情况，并在测量结果超出规定时提供监测报告 美国贝克特营建集团公司已在伦敦地铁系统中采用了无线传感器网络进行检测。采用无线传感器网络，可以让大楼、桥梁及其他建筑物感知并汇报自 身的状态信息 太空探索 WSN 可以实现对星球表面长期的监测。美国国家航空与航天局(NASA)的 JPL 实验室的 Sensor Webs 计划，就是为将来的火星探测进行技术准备的 表 3.2-1 无线传感器网络应用实例 美国专利局的数据显示，在无线传感网技术方面，美国拥有最多的已授权的专利，日本其次，加拿大、韩国和法国随后。同时，美国也拥有最多的已公开的专利申请，韩国其次，日本、瑞典和台湾随后。美国颁布的专利总数依然逐年增加， 2009 年颁布的专利是 2005 年的两倍以上，这表明无线传感器网络技术的研发活动在近几年 十分强劲。 如将美国专利分布状况按照公司来分析，在无线传感器网络技术上领先的 15个顶级公司分别是：思科（ Cisco）、爱立信（ Ericsson）、费希尔罗斯蒙特（ Fisher-Rosemount）、通用电气（ GE）、霍尼韦尔（ Honeywell）、 IBM 公司、英特尔公司（ Intel）、微软公司（ Microsoft）、摩托罗拉（ Motorola）、 NEC 公司、诺基亚公司（ Nokia）、飞利浦公司（ Philips）、三星公司（ Samsung）、西门子公司（ Siemens）和索尼公司（ Sony）。其中，诺基亚公司 拥有的已授权的美国专利数量最多，摩托罗拉、英特尔和微软紧随其后；三星公司拥有的已公开的美国专利申请数量最多，随后是霍尼韦尔、微软、摩托罗拉和 NEC 公司。另外，值得注意的是， IBM 公司是目前在物联网方面全面领先的公司之一。 17 3.3 物联网研究热点分析及其应用现状 3.3.1 引言 物联网自 1999 年美国麻省理工学院的 Auto-ID 中心提出以来，发展迅速，被称为继计算机、互联网，世界信息产业的第三次浪潮。近来，随着物联网中的 RFID、传感技术、全球标准等核心技术的不断完善及广泛应用，物联网被越来越多的人关注。 在美国， IBM 在物联 网概念的基础上，提出了“智慧地球”的概念。美国将智慧地球当作经济振兴计划的一个核心环节，奥巴马提出这是“美国在 21 世纪保持和夺回竞争优势的方式”之一。在国内，物联网已成为社会各界关注的焦点，引起了国务院和各部委的高度重视。温家宝总理在 2009 年 8 月无锡考察是针对传感网提出：“要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”。 2009 年 9 月，国家发展和改革委员会和工业和信息化部发布关于进一步做好电子信息产业振兴和技术改造项目组织工作的通知， RFID、物联网等作为计算机产业及下一代互联网关键技术，被列为重点支持领域。 3.3.2 物联网的概念 物联网的英文名称为 The Internet of Things” ,简称： IOT。物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。 由“物联网”名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二， 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别 (RFID)装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种 18 网络。 3.3.3 物联网研究热点 物联网的应用领域覆盖到各个角落、各个领域，可以用“无所不包、无所不在”来形容。但从产业发展的角度看，还应关注重点，不能胡子眉毛一把抓。中国工程院院士刘韵洁指出以下五个重点领域值得特别关注： 1. 智能电网 所谓智能电网，是 指在发电、输电、配电、用电等环节应用以物联网为主的新技术，实现用电的优化配置、节能减排。能源事关国家的命脉，所以发展物联网要首先关注智能电网。 2. 智能汽车（智能交通） 在汽车的部件上装上传感器，通过网络与智能的指挥后台联系起来，这样人们在驾驶汽车的时候，就可以提前知道哪个地方出了故障、哪个路段特别拥挤，以减少汽车追尾事故、等待时间和尾气排放等等。这是智能城市必不可少的一部分。 3. 智能医疗 比如，把嵌入式芯片装到患者身上，就可以随时感知到患者的血糖、血压和脏器的情况，并通过网络与后台的医疗、保健系统联系在一起，随 时给出警示和应对建议。 4. 智能家居 除了通常所说的电表、气表、水表的智能化处理，将来家里的空调、冰箱等电器设备，都可以接入物联网，以监控其运行、减少故障，等等。 5. RFID（射频识别）产业 物流、金融、零售、物品防伪、环境保护、身份识别等很多方面，都离不开RFID，今后随着物联网的大规模应用，其应用范围会更加广阔。 3.3.4 物联网应用现状 中国移动在物联网应用方面的研究和探索起步较早，在 物联网应用的诸多领域里挑选出一些具有一定市场基础的行业，通过试点运行，探索出了若干具有推 19 广价值的典型解决方案。 1、 一卡通业务 手机钱 包业务 。这是 指中国移动开发的基于无线射频识别技术（ RFID）的小额电子钱包业务。用户办理手机钱包业务后，即可利用手机在中国移动合作的商场、超市、便利店、餐馆、公交车等场所进行手机刷卡消费。 该业务采用的终端技术方案是 2.4Ghz全卡方案。该方案利用 2.4Ghz频段的 RFSIM 卡，以手机钱包应用服务为基础，提供相应的基于移动通信网络的增值服务。支持手机现场消费的场所需要安装有支持中国移动手机钱包业务的 POS 机。 一卡通的应用 还 包括身份认证、现场消费、公交刷卡、公用事业缴费和手机票务等几大场景。其中身份认证课提 供门禁刷卡、身份识别、图书借阅等功能；现场消费可用于手机在商场、超市、餐厅、要点、娱乐场所进行小额支付；公交刷卡时指用手机刷卡乘坐各种交通工具；一卡通也支持水、电、煤气、有线电视等公用事业的费用交纳；手机票务是用手机预定机票、火车票等。 2、 太湖水文监控系统 太湖水文监控系统是为了检测太湖整体水环境，防止蓝藻再次爆发而设计的水资源监控系统，是物联网在环境保护上的典型应用方案。 该方案是通过在太湖水域布防水文监测的传感器，对水温、水位、水体氧浓度、 PH 值、电导率、氮磷营养盐度等参数进行采集，通过无线网络即时传 递太湖水域的水质变化和各污染的排污情况，是环保部门可以对太湖水进行动态和实时观测，并主动分析、预测水污染情况。 太湖水文监控系统采用三层架构，分为感知层、网络层和应用层。其中底层感知层由近岸传统传感器群与水面微纳传感器群组成，使得整个系统的信息资源更为完善；网络层采用中国移动的 TD-SCDMA 网络，具有覆盖广、可靠性高等优点；应用层有监控中心和查询系统组成，监控中心负责村春各信息采集的参数，对参数进行分析和比较，并根据系统设置对异常水质作出预警。环保监控人员可通过查询系统了解每个检测点的详细信息，也可以结合 水体指标对预警水域的情况进行分析和处理。 3、 智能公交车系统 智 能公交车系统由公交调度指挥中心、电子站牌、车内 LED、一卡通几个方面组成。该方案实现了公交系统的信息共享、车辆调度、资源分配，并提供了诸 20 如天气、新闻、广告等增值服务，提高了公交系统的自动化程度、运营效率、服务便捷性和客户感知度。 智能公交车系统的应用场景分为 6 个方面：公交调度指挥中心通过公交车载移动终端和首末站数据采集终端对公车进行定位及监控；公交车载移动终端、电子站牌摄像头通过 GPRS/TD-SCDMA 网络将公交车况、站台候车人数等信息传送到 公交调度指挥中心；经过汇总处理后，公交调度指挥中心将集成综合公交公告信息发布到电子站牌和车内 LED；乘客通过电子站牌 /车内 LED 获取实时路况、公交路线、车辆到站情况、换乘信息、天气、新闻等信息；乘客通过一卡通刷卡实现实时电子收费；公交调度指挥中心对采集到的车辆位置、车况信息进行分析，根据结果对各公交线路的待发车辆进行优化调度。 4 IPv6 无线传感器网络应用应突破的关键技术 4.1 基于 IPv6 的 无线传感器 网络通信协议族构建 基于 IPv6 的无线传感器网络通信协议族构建的关键技术有 2 部分，一是IEEE802.15.4 技 术，二是 6LoWPAN 适应层技术。 IEEE802.15.4 目前已经比较完善，我们在这里只做简单的介绍。 4.1.1 系统体系结构 分层的体系结构能使系统的功能实现透明化各层不需了解其他层的具体工作，只须根据层间接口所提供的服务，独立完成自己的功能。这种设计能使系统具有很强的灵活性和扩展性。因此，我们采用类似 TCP IP 的体系结构设计，自下而上分为： IEEE802.15.4 物理层、 IEEE802.15.4 介质访问控制层、 6LoWPAN适配层、 IPv6 层、传输层与 应用层。体系结构框架如图 5.1.1-1 所 示 。 21 IEEE 802.15.4 物理层IEE E 80 2.15.4 介质访问控制层6l owpan 适配层IPv 6 层（压缩包头）应用层（数据采集、数据融合）传输层图 4.1.1-1 6LoWPAN 协议栈体系结构 4.1.2 基于 IPv6 的无线传感器 网络协议族设计思想 由于无线传感器网络节点一般都是嵌入式设备 ， 所以嵌入式 IPv6 协议栈的设计主要应突出 “ 微型化 ” 的思想 ，在嵌入式系统中实现 TCP/IP 协议与在 PC 机操作系统中实现有很大的不同，这是设计的核心环节。嵌入式系统的 IPv6 微型协议栈，直接面对硬件，一般是顺序执行和硬件中断相配合的方式，与高级操作系统中多线程并发执行的方式不同。由于系统各种资源有限，所以如何使协议栈做到精细、通 信可靠、功能相对完善，成为协议栈设计的关键问题。 从微型化思想出发，我们在无线传感器网络上实现 IPv6 协议栈核心协议的最基本功能，包括 IPv6 基本描述协议、 ND（邻居发现）协议、 ICMPv6（因特网控制报文）协议和 IPv6 地址的自动配置协议等。 IPv6 基本描述协议： IPv6 数据包的发送、接收、处理等基本功能； ND（邻居发现）协议：邻居发现的地址解析功能，实现邻居请求和邻居通告； ICMPv6 协议：主要实现控制报文的消息处理，以及对网络诊断功能的回应请求和回应答复； IPv6 地址自动配置协议：根据 IPv6 地址格式的要求，主要是想 IPv6 链路本地地址的配置和请求节点多播地址的配置。 22 4.1.3 IEEE802.15.4 技术概述 IEEE802.15.4 定义的是 PHY 和 MAC 层，其体系结构如图所示。 图 4.1.3-1 IEEE802.15.4 体系结构 IEEE 802 15 4 定义了两个物理层标准，分别是 2 4GHz物理层和 868/915 MHz物理层。两个物理层都基于直接序列扩频 (DSSS)，使用相同的物理层数据包格式，区别在于工作频率、调制技术、扩频码片长度和传输速率。 IEEE802.15.4 标准的主要特 征： 低速率 ,对于 2.4GHz、 828MHz、 915MHz 3个频段分别对应 150Kb/s、 20Kb/s和 40Kb/s 3 种速率； 低功耗，在待机模式下可使用 2 节 5 号干电池驱动 6 个月以上； 低成本，一般采用硬件资源非常有限的低端嵌入式设备或更小的特殊设备； 短距离，节点信号覆盖范围有限，一般为 10-100m； 低复杂度，比现有的标准低； 短帧长，最大帧长度为 127 字节； 多拓扑，网络拓扑结构丰富，支持星型 和点对点 两 种拓扑结构及其混合组网。 23 4.1.4 6LoWPAN 适配层技术 6LoWPAN 协议栈底层采用 IEEE 802.15.4 规定的 PHY 层和 MAC 层，网络层采用 IPv6 协议。 在 IEEE 802.15.4 网络中运行 IPv6 协议的主要挑战来自于两个方面，一方面 IEEE802.15.4 的物理层 MTU 值为 127 字节，数据帧控制开销最多要消耗 25 字节，因此数据链路层只有 102 字节可用；数据链路层安全算法要消耗21 字节（ AES-CCM-128 占用 21 字节， AES-CCM-64 占用 13 字节， AES-CCM-32占用 9 字节），对于网络层负载只有 81 字节可用；再考虑 40 字节 IPv6 包头和 8字节 UDP 包头，剩余 33 字节给应用层使用； 相对 于 33 字节的应用层数据，需要 94 字节的管理开销，有效数据的传输率不到 30%， 因此简化 IPv6 包头势在必行。 另一方面， IPv6 协议（ RFC2460）中规定的 MTU 值最小是 1280 字节，表明IP 层最小只会把数据包分片到 1280 字节。如果链路层支持的 MTU 小于此值，则链路层需要自己负责分片和重组。所以， 6LowPan 工作组为 IEEE 802.15.4 设计了一个适配层，把 IPv6 数据包适配到 IEEE 802.15.4 规定的物理层和链路层之上，支持报文分片和重组，同时 6LowPan 规定了 IPv6 报头的无状态压缩方法， 减小IPv6 协议带来的负荷。 报头压缩的主要原理是通过压缩编码省略掉报头中冗余的信息。不包含扩展头的 IPv6 报头一共有 40 个字节，但是在网络适配层， IPv6 报头中的很多信息可以省略或者压缩， IPv6 报头中的各个信息域的压缩方法如下： （ 1）版本号 Version（ 4 位）：取值为 6，在运行 IPv6 协议的网络中，此项可以省略。 （ 2）流类型 Traffic Class（ 8 位）：可以通过压缩编码压缩。 （ 3）流标识 Flow label（ 20 位）：可以通过压缩编码压缩。 （ 4）载荷长度 Payload Length（ 16 位）：可以省略，因为 IP 头长度可以通过 MAC 头中的载荷长度字段计算出来。 （ 5）下一个头 Next Header（ 8 位）：可以通过压缩编码压缩，假设下一个头是 UDP， ICMP， TCP 或者扩展头的一种。 （ 6）跳极限 Hop Limit（ 8 位）：惟一不能进行压缩的信息。 （ 7）源地址 Source Address（ 128 位）：可以进行压缩，省略掉前缀或者 IID。 （ 8）目标地址 Destination Address（ 128 位）：可以进行压缩，省略掉前缀 24 或者 IID。 图 4.1.4-1 6Lowpan 对 IPv6 包头的压缩示意图 6LoWPAN 适配层用 2 个字节的 适配层包头 标识后续哪些字段使用何种方式进行了 压缩和 简化。在最佳情况下， 40 字节的 IPv6 地址可以压缩为 2 个字节的适配层包头 和 1 字节的