Transcript 無線感測網路中整合ZigBee與6LoWPAN 之透通性平台設計

TANET 2011
無線感測網路中整合
ZigBee與6LoWPAN
之透通性平台設計
報告者:呂佳紋
國立暨南國際大學資訊工程學系
日期:2011/10/26
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大綱
 物聯網
 智慧電網
 智慧電網-ZigBee
 智慧電網-6LoWPAN
 ZigBee/6LoWPAN
 問題
 網路管理-SIP
 系統架構
 結論與未來工作
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物聯網
Internet of Things(IoT)
IoT
Fringe Internet
Home
Automation
Core
Internet
Smart
metering
01245012
Industrial
automation
Personal
Sensors
上圖出自:
http://6lowpan.net/
00000
Transportation
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物聯網(cont.)
未來物聯網更大規模的發展，將結合感測器
和智慧型管理機制；因此無線感測網路技術的
研究，對於物聯網的發展，佔有相當重要的地
位
無線感測網路可以應用到許多領域，此論文
研究的領域為智慧電網的部分
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智慧電網
aggregation point
(translator)
Internet
00000
01245012
utility system
meter
Internet
ZigBee
上圖出自: Li-Wen Chen, “ZigBee/TCPIP Translators in Smart
Grid”, ICET2011
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智慧電網-ZigBee
 IEEE 802.15.4是針對無線感測網路應用所設
計出來的無線通訊標準
 定義網路架構中實體層與資料鏈結層
 具有短距離傳輸、低耗電、低成本等特性
 基於IEEE802.15.4發展的ZigBee協定，是目
前智慧電網中被廣泛使用的一個通訊協定，
而ZigBee處理較高層級的網路層與應用層通
訊協定
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智慧電網-ZigBee (cont.)
 區網內的ZigBee 節點可以互相溝通傳遞資料，
但是無法直接跟外面的網際網路溝通
 想要透過網際網路控制ZigBee設備，或將
ZigBee設備所收集到的資料傳給位於網際網
路上的管理主機，需要額外的輔助機制
 閘道器機制(通訊協定的轉換)
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智慧電網-6LoWPAN
 6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless
Personal Area Networks）
 基於IEEE802.15.4發展的協定
 網路層-IPv6
 相容於現有的網際網路協定
 不需要通訊協定的轉換
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ZigBee/6LoWPAN
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問題
 目前沒有標準開放的網路管理協定，管
理ZigBee和6LoWPAN設備
 本論文提出以SIP(Session Initiation
Protocol )應用層的協定，來管理
ZigBee和6LoWPAN無線感測器網路
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網路管理-SIP
 SIP是用於建立、維持、結束點對點或
多點連線之間通訊的控制協定
 常見的SIP應用
 語音和視訊通訊方面的信令控制，例:撥打
電話、啟動視訊會議等，也可傳送即時文
字訊息
 SIP也可以應用到網路管理上
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系統架構
 將IPv6和SIP引進到智慧電網的管理機
制當中
 智慧電網系統架構分為:
 ZigBee智慧電網
 6LoWPAN智慧電網
 混合型智慧電網
 SIP 網管模組系統架構
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以ZigBee為基礎的
智慧電網系統架構
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以6LoWPAN為基礎的
智慧電網系統架構
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混合型智慧電網系統架構
6LoWPAN
ZigBee
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SIP 網管模組系統架構
訂閱/通知模組
及時訊息模組
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訂閱/通知模組
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 伺服器可以向終端設
備訂閱它想要的資訊
 如用電量、電表溫
度等
 可設定一特定條件，
例如當用電量超過
某一門檻時，終端
設備會自動通知伺
服器
即時訊息模組
 伺服器可以傳送命令
給設備
 關閉或啟動設備
 更改設備的相關設
定等
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結論與未來工作
 本論文研究伺服器端與用電設備端彼此
溝通的通訊協定，和搭載在此通訊協定
上的網路管理應用服務
 網管相關的應用服務，目前主要有
SNMP(Simple Network Management
Protocol)和SIP，未來將比較SNMP和
SIP，探索何者比較適合應用在智慧電
網上
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