基于IPv6的智能家居移动终端控制系统的设计与实现

摘要

人们越来越依赖于高新技术的发展，因此智能家居行业也随之逐渐成为具有很好前景的行业。虽然有很好的发展前景，但是智能家居并没有能够在现实中得到充分的使用，主要的原因就是IP地址的问题。IPv4的地址在2012年已经分配完毕，导致IP地址的匮乏。因此要从根本上解决IP问题就要应用到下一代互联网技术——IPv6技术。同时目前来看，在Lo-WPAN网络中应用最成熟最广泛的是ZigBee技术。因此如果能够使IPv6技术与ZigBee技术相融合应用到智能家居行业中，应该会取得不错的成果。
　　本系统采用类似C/S结构的系统模式，用户端主要是用户使用的Android手机应用程序，服务器端则主要包括感知设备、ZigBee网络及协议网关。
　　在本系统中，首先感知层感知信息，然后将数据上传到ZigBee网络，再经过ZigBee网络传输到协议网关，协议网关会为客户端提供访问数据的接口。感知层是由小型传感器组成，主要包括继电器和温湿度传感器等，而且可以根据需求添加其他传感器模块，以实现对家居环境的感知、家电控制等目的;ZigBee网络采用分层式树状网络拓扑结构;协议网关除了完成ZigBee网络和IPv6网络协议转换功能，还为客户端应用程序提供数据接口。
　　客户端是在安卓智能手机上实现的APP应用程序。Android应用程序主要用来监测无线传感器状态和控制智能终端设备。应用程序的功能实现采用的设计模式是“Activity”+“Service”。这样选择的主要目的是为了保证应用程序的稳定性、可靠性，最主要是为了保证功能性和用户的体验。
　　本文的最后，对本智能家居系统经过实际应用场景的测试，以展示系统的完整性。
　　本文研究得到了赛尔网络下一代互联网技术创新项目2016年度项目-基于IPv6的智能家居云管理软件研发(NGII20161206)的资助。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 智能家居的国内外研究现状

1．2．1 智能家居的国外研究现状

1．2．2 智能家居的国内发展现状

1．3 本文的主要内容与结构

2．1 ZigBee网络

2．1．1 ZigBee分层模型

2．1．2 原语

2．1．3 协议栈帧结构

2．2 IPv6网络

2．2．1 IPv6地址结构

2．2．2 IPv6头部

2．2．3 ICMPv6协议

2．3 6LoWPAN网络

2．3．1 适配层功能

2．3．2 6LoWPAN编址

2．3．3 报头压缩

2．3．4 分片和重组

2．4 本章小结

第三章 IPv6和ZigBee结合技术研究

3．1 IPv6与ZigBee结合

3．1．1 IPv6

3．1．2 结合分析

3．2 结合方法

3．2．1 基站代理方法

3．2．2 协议网关方法

3．2．3 ZigBee-IP方法

3．3 本章小结

第四章 智能家居移动终端控制系统的设计

4．1 系统的整体设计

4．2 感知层的设计

4．3 传感网络层的设计

4．4 协议网关层的设

4．5 移动终端层的设计

4．6 本章小结

第五章 智能家居移动终端控制系统的实现

5．1 传感网络层的实现

5．1．1 设备工作流程

5．1．2 创建网络

5．1．3 设备加入网络

5．2 协议网关层的实现

5．3 移动终端层的实现

5．4 本章小结

第六章 智能家居系统测试

6．1 应用场景测试

6．2 本章小结

参考文献

致谢

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