基于IPv6的物联网关键技术研究及智慧家居应用开发

摘要

随着信息通信技术的高速发展和人们生活质量的不断提升，传统的家居模式无法满足人们快速增长的需求，基于物联网技术的智慧家居概念应运而生。智慧家居系统能够实现用户对家居环境参数的实时获取，以及对家居设备的远程控制。目前，智慧家居的主流解决方案大多基于非IP技术或IPv4技术，无法实现海量设备的接入、寻址和统一管理。因此，本论文将IPv6协议引入物联网技术，通过对关键技术的研究，设计并实现了一种基于IPv6物联网的智慧家居应用系统，并对该系统的两个重要组成部分进行重点阐述，其一为基于IPv6的物联网网关；其二为基于IPv6的物联网业务平台。
　　本论文首先研究了基于IPv6的物联网关键技术，包括物联网的典型体系架构，以及IPv6协议与物联网的融合技术等基础理论，并针对智慧家居系统的应用需求，对基于IPv6物联网的智慧家居应用系统进行总体设计。
　　其次，设计了一种基于IPv6的物联网网关和物联网业务平台。物联网网关包括应用OpenWRT嵌入式系统的边缘路由器和物联网USB网卡。通过驱动开发和网络配置，边缘路由器成功挂载物联网USB网卡，并通过物联网网关的实验测试，实现了物联网IEEE802.15.4协议到互联网IEEE802.3、IEEE802.11协议的转换。物联网业务平台针对智慧家居应用系统进行需求分析，通过概要设计与详细设计，实现了对家居环境信息的实时获取和家居设备的远程控制功能。
　　最后，根据智慧家居应用系统的总体设计，应用本论文实现的基于IPv6的物联网网关和物联网业务平台，搭建智慧家居应用场景，并对智慧家居应用系统进行性能测试，结果表明系统能够满足智慧家居的应用需求。

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1 绪论

1.1 课题来源及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文研究内容

2 基于IPv6的物联网关键技术与总体设计

2.1 物联网体系架构

2.2 基于IPv6的物联网关键技术

2.3 基于IPv6物联网的智慧家居应用系统协议设计

2.4 本章小结

3 基于IPv6的边缘路由器设计与实现

3.1 边缘路由器系统选型

3.2 边缘路由器系统软件设计与开发

3.3 边缘路由器测试与结果分析

3.4 本章小结

4 基于IPv6的物联网业务平台设计与开发

4.1 平台的需求分析

4.2 平台的设计与实现

4.3 平台测试与结果分析

4.4 本章小结

5 智慧家居物联网应用开发

5.1 智慧家居物联网应用系统设计和搭建

5.2 智慧家居应用系统性能测试

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录