物联网寻址关键技术研究

从资源名称、资源地址、寻址方式几个方面研究物联网寻址特性，并分析物联网寻址与互联网寻址的差异性与共通性；结合不同的应用需求，拟将物联网寻址方式分为两类并列的过程，将寻址过程分为若干互不耦合的迭代层次，构成一个通用、完整的物联网寻址模型。考虑到物品编码的多样性、不确定性，在物联网寻址模型的最顶层研究物联网编码适配技术，以满足物联网实际寻址需求；由于物联网终端数量庞大，物品资源定位的过程中将面临海量的数据访问请求，研究基于P2P拓扑结构的物品信息发现机制，提高物品发现效率及网络可扩展性；针对物联网终端的特殊性，研究一种轻量级物联网网络层寻址技术，降低终端的实际性能消耗。本项目的研究对实现全面高效的物联网寻址具有重要的理论意义和参考价值。

物联网寻址技术作为物联网核心技术之一，本项目在物品与设备以特定方式接入互联网的基础上，研究如何实现物联网中任意终端的准确、高效、安全的寻址。.（1）针对物联网终端的多样性及编码异构问题，对互联网寻址机制进行研究，定义物联网寻址特性，将物联网终端节点定义为主动节点与被动节点；将物联网寻址机制定义为直接寻址与间接寻址；利用现有互联网成熟寻址机制，构建统一的物联网终端资源迭代寻址模型；同时设计了基于IPv6的轻量级编码寻址机制，通过定义虚拟域的方式实现了物联网终端基于IPv6编码的统一寻址。.（2）针对物联网终端地址配置适配性问题，提出了一套灵活的物联网终端IPv6地址配置策略。该策略将物联网典型应用网络架构与终端通信需求和IPv6的地址类型相结合，在现有成熟IPv6地址配置基础上，给出相应基础网络架构与混合式网络架构的物联网终端地址配置策略。.（3）针对物联网终端IPv6寻址过程中，首部压缩机制中存在的上下文管理问题，提出一种基于6LoWPAN-IPHC的动态上下文管理机制。该机制包含了地址前缀自适应配置方法及上下文动态分发与多源同步方法，其中地址前缀自适应配置机制免除了人工配置的麻烦，适合在低功耗的有损网络中运行，提高了整个网络的压缩率。上下文动态分发与多源同步方法详细设计了上下文消息在全网节点中的更新与同步机制，并将这一机制应用到扩展LoWPAN域中，对6LoWPAN¬_IPHC进行补充与完善。.（4）针对网络编码问题，基于无线传感器节点读取数据的时间与空间相关性，提出了一种压缩感知机制以及协同编码机制，通过在不同数据区执行兼容传输机制实现压缩感知机制与协同编码融合。该协同编码机制可以显著的降低冗余信息的传输，通过网络编码错误控制解码机制能够对擦除与错误进行纠正。尽管网络编码中存在错误解码，但该错误能够通过后续压缩感知的再建过程而减小。因此，能够降低汇聚节点的错误发生影响。.（5）针对异构网络之间的寻址问题，提出一种基于虚拟网络驱动的边界网关设计方法，实现了物联网轻量级IP寻址系统。通过一台PC机与6LoWPAN适配器相连接的方式，将6LoWPAN适配层功能封装在PC机上的虚拟网络适配驱动中，降低了修改PC机内核的复杂度，同时避免了网关处的协议转换，保证了异构网络之间的通信质量，实现了物联网轻量级IP寻址系统。