一种基于6LoWPAN的室内电子仪器温度监测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于6LoWPAN的室内电子仪器温度监测方法，在电子仪器内部放置CC2538节点组建6LoWPAN网络，实时采集和监控周边电子仪器温度，能够通过Web访问节点信息，传输层采用边界路由器，具有网络拓扑构建和地址分配、组播技术支持、MAC层的路由、链路层IPv6数据报分片和重组和IPv6数据报头压缩功能，可以实现无线传感器节点的自动组网；通过设计边界路由来完成感知层和网络层的融合，将传感器模块发出的6LoWPAN数据转换为IPv6数据格式并将数据通过网线传送至与之在同一局域网的服务器，完成数据的传输。

【技术实现步骤摘要】
一种基于6LoWPAN的室内电子仪器温度监测方法
本专利技术提供一种室内电子仪器温度监测方法。
技术介绍
智能物体是嵌入到温度计、汽车发动机、电灯开关以及工业机器等实体中的、带有传感器或控制器以及通信设备的小型计算机设备。智能物体在很多领域实现了一系列的应用，如家庭自动化、楼宇自动化、工厂监控、智能城市、健康监控管理、智能电网和能源管理以及智能交通等。智能物体具有双向无线通信能力，带有传感器并能提供温度、压力、震动以及能源管理等实时数据。其可以采用电池供电，但也可以采用其它方式供电，一般具有三个典型组件:一个8/16/32位的微控制器，几十KB的内存空间以及可以提供几十到上百kbps速率的低功耗无线通信模块。它们一般体积很小，比如几平方毫米，功耗低，同时价格低廉。正是这些智能物体构建成了当今的研究热点物联网。近年来，物联网飞速发展，物联网感知层可接入互联网的智能设备也逐渐增多，甚至呈现出爆炸是的增长，从传统接入设备如电学类传感器不断推陈出新，越来越智能化，再到新型接入设备如光纤类传感器也开始应用到物联网之中。而IPV6下一代互联网主角，必将应用到生活中的方方面面，其与物联网的结合势在必行。对物联网而言接入设备多样化，结束设备数量爆炸式增长带来了新的问题，设备如何接入，如何对其进行寻址，如何统一管理等问题。IPV6无论是接入地址亦或是寻址等问题都能凭借其技术优势顺利解决，尤其在IPV6成为国家战略后，在国家全力支撑的背景下，将物联网与IPV6相结合必然是大势所趋，而且符合未来技术发展趋势，但是无线传感网络的物理层和数据链路层采用IEEE802.15.4标准，完整的IPv6协议不能直接移植运行在其上面，于是6LoWPAN适配层技术就应用而生，6LoWPAN是一种基于IPv6的低速无线个域网标准，即IPv6overIEEE802.15.4，6LoWPAN采用编址模式和地址映射来实现无状态地址分配，使IPv6协议在物联网感知层架构中的实现成为可能。为使长数据报文能够在IEEE802.15.4网络中进行传输，6LoWPAN采用了报头压缩、数据包拆分和重组、邻居发现适配等技术，在整个协议栈的网络层(IPv6层)和数据链路层(IEEE802.15.4MAC层)之间，形成承上启下的作用。近年来，随着电子信息产业的快速发展，电子计算机、电子元器件、通信导航设备等电子仪器数量呈持续增长态势。针对当前高校实验室众多、电子仪器数量巨大的现状，如何智能地管理室内仪器、控制设备温度，对保护高校财产和师生安全具有重要的意义。传统室内电子仪器温度监测方案通常使用温度计采集信息，此方案成本较低，但由于所采集的温度信息无法传输，只能通过定期人工观察和管理进行信息汇总。不仅大大浪费了人力物力，还造成信息处理不及时，对于温度升高的电子器件,由于不能在第一时间进行处理，而导致事故发生。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于6LoWPAN的室内电子仪器温度监测方法，通过在室内各个电子器件上部署监测终端，进行统一监测管理，从而解决浪费人力物力和信息处理不及时的问题，同时提升室内的安全。技术方案如下：一种基于6LoWPAN的室内电子仪器温度监测方法，在电子仪器内部放置CC2538节点组建6LoWPAN网络，实时采集和监控周边电子仪器温度，能够通过Web访问节点信息，传输层采用边界路由器，具有网络拓扑构建和地址分配、组播技术支持、MAC层的路由、链路层IPv6数据报分片和重组和IPv6数据报头压缩功能，可以实现无线传感器节点的自动组网；通过设计边界路由来完成感知层和网络层的融合，将传感器模块发出的6LoWPAN数据转换为IPv6数据格式并将数据通过网线传送至与之在同一局域网的服务器，完成数据的传输；将传感器采集到的数据进行封装，通过6LoWPAN协议封装成6LoWPAN数据帧格式，之后将该数据看作是一个整体进行射频封装，将封装的射频数据帧通过天线发送到边界路由器中；边界路由器首先通过射频天线将传感器模块发出的数据接收，通过RF协议将数据进行解封装，得到6LoWPAN数据帧，之后通过6LoWPAN协议栈将该数据帧同样进行解封装，得到传感器采集的实际数据，再通过IPv6协议栈将得到的数据进行封装，得到IPv6数据帧，后采用UDP协议将该数据帧封装为可以在以太网中传输的UDP数据并通过以太网模块将数据发送到对应的目标服务器中。本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术提出一种基于6LoWPAN的室内电子仪器温度监测方法，通过在各个易发生事故的电子仪器上布置温度传感器模块进行温度采集，大大减少了人工检查的次数，节约了人力物力。2.采集的温度信息通过边界路由实时传送到服务器中，进行处理分析，当超过阈值时进行报警，提前将事故处理在萌芽阶段，大大提升了实验室的安全性。附图说明图1系统设计结构图具体实施方式为了避免室内电子仪器过热所引起的设备损坏和安全问题，本专利技术设计了一套基于6LoWPAN网络的室内电子仪器温度监测系统设计方案。该系统利用无线传感节点易于部署的优势，在电子仪器内部放置CC2538节点组建6LoWPAN网络，并实时采集和监控周边电子仪器温度。用户能够通过Web访问节点信息，及时排查仪器安全隐患，达到简单高效的监测效果。本专利技术为三层结构，由感知层、传输层和应用层组成，但其中的传输层采用的是边界路由器。相比于普通路由多了网络拓扑构建和地址分配、组播技术支持、MAC层的路由、链路层IPv6数据报分片和重组和IPv6数据报头压缩功能。可以实现传感器节点的自动组网。感知层完成数据的监控和采集工作，由传感器与通信节点共同构成传感器模块。由于传感器模块布置位置的特殊性，不能保证在每一个传感器模块周围都有供电插座，因此，每一个传感器模块需要自身的供电电源进行供电，传感器与通信节点使用物理线材进行连接。传输层硬件主要包括边界路由器，这是本专利技术的创新点，普通路由只能实现数据的存储和转发，不能应用于该系统中，因为IPv6不适用于无线传感网络物理层和数据链路层采用的IEEE802.15.4标准。因此通过设计边界路由来完成感知层和网络层的融合，将传感器模块发出的6LoWPAN数据转换为IPv6数据格式并将数据通过网线传送至与之在同一局域网的服务器，完成数据的传输。应用层实现对采集到数据的处理分析并在Web界面进行展示，数据存储在服务器中，服务器提供对外交互接口，外部的设备如移动设备、便携电脑等接入互联网通过登录指定网址来访问所需要的数据。方案整体设计如图1，具体设计如下：1传感器节点的数据采集通过在室内的各个电子仪器、电线堆积和产生大量热量容易失火处布置传感器模块，完成温度的采集。2传感器节点的数据发送将传感器采集到的数据进行封装，通过6LoWPAN协议封装成6LoWPAN数据帧格式，之后将该数据看作是一个整体进行射频封装，将封装的RF数据帧通过天线发送到边界路由器中。3边界路由器的数据接收和发送该模块首先通过射频天线将传感器模块发出的数据接收，通过RF协议将数据进行解封装，得到6LoWPAN数据帧，之后通过6LoWPAN协议栈将该数据帧同样进行解封装，得到传感器采集的实际数据，再通过IPv6协议栈将得到的数据进行封装，得到IPv6数据帧，后采用UDP协议将该数据帧封装为可以在以太网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于6LoWPAN的室内电子仪器温度监测方法，在电子仪器内部放置CC2538节点组建6LoWPAN网络，实时采集和监控周边电子仪器温度，能够通过Web访问节点信息，传输层采用边界路由器，具有网络拓扑构建和地址分配、组播技术支持、MAC层的路由、链路层IPv6数据报分片和重组和IPv6数据报头压缩功能，可以实现无线传感器节点的自动组网；通过设计边界路由来完成感知层和网络层的融合，将传感器模块发出的6LoWPAN数据转换为IPv6数据格式并将数据通过网线传送至与之在同一局域网的服务器，完成数据的传输；将传感器采集到的数据进行封装，通过6LoWPAN协议封装成6LoWPAN数据帧格式，之后将该数据看作是一个整体进行射频封装，将封装的射频数据帧通过天线发送到边界路由器中；边界路由器首先通过射频天线将传感器模块发出的数据接收，通过RF协议将数据进行解封装，得到6LoWPAN数据帧，之后通过6LoWPAN协议栈将该数据帧同样进行解封装，得到传感器采集的实际数据，再通过IPv6协议栈将得到的数据进行封装，得到IPv6数据帧，后采用UDP协议将该数据帧封装为可以在以太网中传输的UDP数据并通过以太网模块将数据发送到对应的目标服务器中。...

【技术特征摘要】
1.一种基于6LoWPAN的室内电子仪器温度监测方法，在电子仪器内部放置CC2538节点组建6LoWPAN网络，实时采集和监控周边电子仪器温度，能够通过Web访问节点信息，传输层采用边界路由器，具有网络拓扑构建和地址分配、组播技术支持、MAC层的路由、链路层IPv6数据报分片和重组和IPv6数据报头压缩功能，可以实现无线传感器节点的自动组网；通过设计边界路由来完成感知层和网络层的融合，将传感器模块发出的6LoWPAN数据转换为IPv6数据格式并将数据通过网线传送至与之在同一局域网的服务器，完成数据的传输；将传感器采...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝亮，苏晓，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12