背景

　　將IP協(xié)議引入無線通信網(wǎng)絡一直被認為是不現(xiàn)實的（不是完全不可能）。迄今為止，無線網(wǎng)只采用專用協(xié)議，因為IP協(xié)議對內(nèi)存和帶寬要求較高，要降低它的運行環(huán)境要求以適應微控制器及低功率無線連接很困難。

　　基于IEEE 802.15.4實現(xiàn)IPv6通信的IETF 6LoWPAN［1］草案標準的發(fā)布有望改變這一局面。6LoWPAN所具有的低功率運行的潛力使它很適合應用在從手持機到儀器的設備中，而其對AES-128加密的內(nèi)置支持為強健的認證和安全性打下了基礎。

　　IEEE 802.15.4標準設計用于開發(fā)可以靠電池運行1到5年的緊湊型低功率廉價嵌入式設備（如傳感器）。該標準使用工作在2.4GHz頻段的無線電收發(fā)器傳送信息，使用的頻帶與Wi-Fi相同，但其射頻發(fā)射功率大約只有Wi-Fi的1%。這限制了IEEE 802.15.4設備的傳輸距離，因此，多臺設備必須一起工作才能在更長的距離上逐跳傳送信息和繞過障礙物。

　　IETF 6LoWPAN工作組的任務是定義在如何利用IEEE 802.15.4鏈路支持基于IP的通信的同時，遵守開放標準以及保證與其他IP設備的互操作性。

　　近年來集成了網(wǎng)絡技術、嵌入式技術和傳感器技術的低速率無線個域網(wǎng)（LR-WPAN）技術成為了研究熱點。LR-WPAN是為短距離、低速率、低功耗無線通信而設計的網(wǎng)絡，可廣泛用于智能家電和工業(yè)控制等領域。

　　IETF組織于2004年11月正式成立了IPv6 overLR-WPAN（簡稱6LowPan）工作組，著手制定基于IPv6的低速無線個域網(wǎng)標準，即IPv6over IEEE 802.15.4，旨在將IPv6引入以IEEE 802.15.4為底層標準的無線個域網(wǎng)。其出現(xiàn)推動了短距離、低速率、低功耗的無線個人區(qū)域網(wǎng)絡的發(fā)展。IEEE 802.15.4是LR-WPAN的典型代表，其應用前景非常廣闊，以其為基礎的研究方興未艾。

　　但是，IEEE802 15.4只規(guī)定了物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）層標準，沒有涉及到網(wǎng)絡層以上規(guī)范，而IEEE 802 15.4設備密度很大，迫切需要實現(xiàn)網(wǎng)絡化。同時為了滿足不同設備制造商的設備間的互聯(lián)和互操作性，需要制定統(tǒng)一的網(wǎng)絡層標準。IPv6以其規(guī)?？涨暗牡刂房臻g及開放性，對LR-WPAN產(chǎn)生7極大的吸引力。

　　IEEE 882.15.4技術概述

　　IEEE 802.15.4定義的是PHY和MAC層。

　　IEEE802.15.4標準的主要特征：①低速率，對于2.4GHz、828MHz、915MHz 3個頻段分別對應250Kb/s、20Kb/s和40Kb/s3種速率；②低功耗，在待機模式下可使用2節(jié)5號干電池驅動6個月以上；③低成本，一般采用硬件資源非常有限的底端嵌入式設備或更小的特殊設備；④短距離，節(jié)點信號覆蓋范圍有限，一般為10－100m；⑤低復雜度，比現(xiàn)有的標準低；⑥短幀長，最大幀長度為127字節(jié)；⑦多拓撲，網(wǎng)絡拓撲結構豐富，支持星型拓撲和點對點拓撲2種基本拓撲結構及其混合組網(wǎng)。

　　6LowPan在智能家居無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中的應用

　　隨著LR-WPAN的飛速發(fā)展及下一代互聯(lián)網(wǎng)技術的日益普及，6LowPan技術將廣泛應用于智能家居、環(huán)境監(jiān)測等多個領域。使人們通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡的控制、應用成為可能。例如：在智能家居中，可將6LowPan節(jié)點嵌入到家具和家電中。通過無線網(wǎng)絡與因特網(wǎng)互聯(lián)，實現(xiàn)智能家居環(huán)境的管理。

　　以家庭為單位介紹此系統(tǒng)的設計和安裝。每個家庭安裝一個家庭網(wǎng)關、若干個無線通信6LowPan子節(jié)點模塊。在家庭網(wǎng)關和每個子節(jié)點上都接一個無線網(wǎng)絡收發(fā)模塊（符合6LowPan技術標準的產(chǎn)品），通過這些無線網(wǎng)絡收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)在網(wǎng)關和子節(jié)點之間進行傳送。各部分結構及功能如下：

　?。?）家庭網(wǎng)關的結構及功能：采用ARM構架的32位嵌入式RISC處理器和uClinux操作系統(tǒng)；通過門鎖進行自動設防/解防；遇搶劫或疾病，按緊急按鈕，自動向管理中心報警；每家每戶配有自己的網(wǎng)頁，通過網(wǎng)頁顯示小區(qū)通知、系統(tǒng)各部分工作狀況及數(shù)據(jù)：水、電、氣各表數(shù)據(jù)發(fā)給物業(yè)管理中心；通過以太網(wǎng)與小區(qū)管理中心通訊；通過網(wǎng)關上的無線6LowPan（IEEE802.15.4）模塊與網(wǎng)絡中各子節(jié)點進行通訊。

　?。?）6LowPan無線通信子節(jié)點功能：2路脈沖量數(shù)據(jù)采集，可采集水、電、氣3表數(shù)據(jù)；2路安防傳感器開關量數(shù)據(jù)采集，可進行設防/撤防報警、安防報警（紅外幕簾、門磁、窗磁、玻璃破碎等）；1路模擬量數(shù)據(jù)采集；1路模擬量數(shù)據(jù)輸出；1路繼電器觸點輸出；通過無線通信IEEE802.15.4協(xié)議及家庭網(wǎng)關通信。

　　結語

　　作為短距離、低速率、低功耗的無線個域網(wǎng)領域的新興技術．6LowPan以其廉價、便捷、實用等特點，向人們展示了廣闊的市場前景。凡是要求設備具有價格低、體積小、省電、可密集分布特征，而不要求設備具有很高傳輸率的應用，都可以應用6LowPan技術來實現(xiàn)。比如：建筑物狀態(tài)監(jiān)控、空間探索等方面。因此，6LowPan技術的普及，必將給人們的工作、生活帶來極大的便利。