[发明专利]基于LoRaWAN与IPv6协议的无线传感网络通信方法

说明书

本发明涉及基于LoRaWAN与IPv6协议的无线传感网络通信方法，与现有技术相比解决了LoRaWAN网络中的终端设备不可精准管理、LoRaWAN协议与IPv6协议无法直接融合的问题。本发明包括以下步骤：无线传感采集终端IPv6地址的生成；对无线传感采集终端的数据进行打包；IPv6数据包分片；IPv6数据报头的压缩；无线传感数据的发送；无线传感网关的数据接收；接收端无线传感器的分片数据去冗余重组与解压处理。本发明将LoRa终端引入IPv6地址来拟补LoRaWAN设备不可精准管理的不足。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，具体来说是基于LoRaWAN与IPv6协议的无线传感网络通信方法。

背景技术

近年来，随着物联网和信息化的发展，低功耗无线传感网络已经成为应用大数据的重要基础之一。因此，传感数据在网络传输中的高效性、安全性和准确性成为低功耗无线传感网络通信的关键技术。在数据的传输过程中，传感数据通过异构网络的方式、结构和流程是影响整个通信网络优劣的关键因素。

低功耗广域网(LPWAN，Low Power Wide Area Network)是一种远距离低功耗的无线通信网络，由于其网络覆盖范围广、终端功耗低等特点适合于大规模的物联网应用部署。LoRa是LPWAN通信技术中的一种，它基于扩频技术的超远距离无线传输方案，改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，其优秀的远距离、低功耗、大容量的网络系统是其他LPWAN通信技术无法比拟的，但是它自身单一的星型网络架构也限制了其组网能力。

由于IPv4的网络地址资源有限，严重制约了物联网的应用和发展，因此，互联网工程任务组(IETF)设计了用于替代IPv4的IPv6协议，IPv6是英文“Internet ProtocolVersion 6”(互联网协议第6版)的缩写，其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。

在无线传感网中将具有远距离、低功耗和大容量等优点的LoRaWAN协议与拥有庞大地址池的IPv6协议进行融合，使之具有LoRa优点的同时，还能拥有IPv6网络的丰富灵活组网模式和高效精准的控制能力，能够解决无线传感网络发展的重大问题。

但是，将这两者异构网络进行融合还存在很多技术问题，如：在LoRaWAN网络中并不存在IP地址概念，无法在LoRaWAN的协议终端直接部署IPV6地址；IPv6协议规定数据链路层具有的最小的MTU(Maximum Transmission Unit，最大传输单元)为1280个字节，而对于LoRaWAN网络而言，数据链路层的MTU远远小于1280个字节；同时，LoRa技术是低功耗广域网通信技术之一，数据传输速率和有效负载较低，采用868MHZ频段时，传输速仅0.3kbps-5kbps，有效负载大小仅有51-242Byte，而IPv6数据报基本首部就多达40Byte，致使LoRaWAN网络传输效率十分低下。

因此，如何开发出一种网络通信方法能够将LoRaWAN与IPv6有效融合已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决LoRaWAN网络中的终端设备不可精准管理、LoRaWAN协议与IPv6协议无法直接融合的问题，提供一种基于LoRaWAN与IPv6协议的无线传感网络通信方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于LoRaWAN与IPv6协议的无线传感网络通信方法，包括以下步骤：

无线传感采集终端IPv6地址的生成：根据LoRa的设备地址生成无线传感器的IPv6地址；

对无线传感采集终端的数据进行打包：IPv6-LoRaWAN协议将需要传输的数据进行数据打包；