6LoWPAN：无线嵌入式物联网 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Zach Shelby，Carsten Bormann 著，韩松，魏逸鸿，陈德基，王泉 译

图书标签:

• 6LoWPAN
• 物联网
• 无线通信
• 嵌入式系统
• 低功耗
• IPv6
• 网络协议
• 传感器网络
• 无线网络
• 通信技术

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111484295

版次：1

商品编码：11654555

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国际信息工程先进技术译丛

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：196

内容简介

　　物联网被认为是下一个巨大的机遇，随着物联网的发展，现在支持IP的嵌入式设备的数量也正在迅速增加，而6LoWPAN（面向低功耗无线局域网的IPv6）正是其中非常关键的技术。本书详细和完整地介绍了6LoWPAN协议标准本身、应用、相关标准以及网络部署和协议实现上的各种设计。使读者能全面地领略到基于IPv6的、低功耗的和将来基于移动无线的网络的设计、配置和运行。

目录

译者序
推荐序
原书前言
第1章简介1
1.1无线嵌入式物联网2
1.1.1为什么使用6LoWPAN？4
1.1.26LoWPAN的历史和标准化5
1.1.36LoWPAN与其他技术趋势之间的关系7
1.1.46LoWPAN的应用8
1.1.5实例：设施管理10
1.2 6LoWPAN架构11
1.36LoWPAN简介14
1.3.1协议栈 14
1.3.26LoWPAN链路层 15
1.3.3编址 17
1.3.4报头格式 18
1.3.5启动 19
1.3.6网状拓扑结构 20
1.3.7互联网的整合 20
1.4网络实例 21
第2章6LoWPAN格式 23
2.1适配层的功能 23
2.2有关链路层的假设 25
2.2.1 IEEE 802.15.4以外的链路层技术 25
2.2.2链路层服务模型 25
2.2.3链路层编址 26
2.2.4链路层管理和操作 27
2.36LoWPAN基本格式 28
2.4编址 30
2.5转发和路由 32
2.5.1L2转发 (“Mesh-Under”) 33
2.5.2 L3路由(“Route-Over”) 35
2.6 报头压缩 36
2.6.1无状态报头压缩 37
2.6.2基于上下文的报头压缩 40
2.7分片和重组46
2.7.1分片格式49
2.7.2避免分段性能损失52
2.8多播 53
第3章自举和安全 55
3.1调试 56
3.2邻居发现 57
3.2.1地址构造 58
3.2.2注册 61
3.2.3注册冲突 65
3.2.4多跳注册 68
3.2.5节点操作 70
3.2.6路由器操作 71
3.2.7边缘路由器操作 72
3.3安全73
3.3.1安全目标和威胁模型 74
3.3.2第二层安全机制 75
3.3.3第三层安全机制 76
3.3.4密钥管理 78
第4章移动性和路由 80
4.1 移动性 80
4.1.1移动类型 81
4.1.2 移动性解决方案 83
4.1.3 使用方法 85
4.1.4 移动IPv6 85
4.1.5代理本地代理 88
4.1.6代理MIPv6 88
4.1.7NEMO 90
4.2路由 91
4.2.1概述 92
4.2.2邻居发现的角色 94
4.2.3路由要求 95
4.2.4路由指标 97
4.2.5MANET路由协议 98
4.2.6ROLL路由协议 100
4.2.7边界路由 105
4.3IPv4互联性 106
4.3.1IPv6过渡 107
4.3.2IPv6-in-IPv4隧道 108
第5章应用协议 110
5.1简介 110
5.2 设计问题 112
5.2.1 链路层 114
5.2.2网络 114
5.2.3热点问题 115
5.2.4压缩 115
5.2.5安全 116
5.3协议范式 116
5.3.1 端到端 116
5.3.2实时流和会话 117
5.3.3 发布/订阅 117
5.3.4 Web服务范式 118
5.4通用协议 119
5.4.1Web服务协议 119
5.4.2用于传感网络的MQ遥测传输 121
5.4.3ZigBee紧凑应用协议 123
5.4.4服务发现 125
5.4.5简单网络管理协议126
5.4.6实时传输和会话 126
5.4.7特定于行业的协议 128
第6章6LoWPAN的应用 131
6.1芯片解决方案 131
6.1.1单芯片解决方案 132
6.1.2双芯片方案 132
6.1.3网络处理器解决方案133
6.2协议栈 133
6.2.1Contiki与uIPv6 134
6.2.2TinyOS与BLIP 135
6.2.3Sensinode公司的NanoStack协议栈 135
6.2.4Jennic公司的6LoWPAN的产品 136
6.2.5Nivis公司的ISA100 136
6.3应用程序开发 137
6.4边缘路由器集成 140
第7章系统实例 143
7.1ISA100工业自动化 143
7.1.1工业无线传感器网络的推动作用 144
7.1.2工业应用的复杂性 145
7.1.3ISA100.11a标准 146
7.1.4ISA100.11a数据链路层 148
7.2无线RFID架构 149
7.2.1技术概述 151
7.2.26LoWPAN优越性 152
7.3楼宇节能与管理 152
7.3.1网络架构 153
7.3.2技术概述 153
7.3.36LoWPAN的优越性154
7.4WirelessHART工业自动化154
7.4.1工业无线传感器网络的采用155
7.4.2无线传感器的应用156
7.4.3WirelessHART标准158
7.4.4WirelessHART协议栈159
7.4.5WirelessHART中的IPv6161
第8章结论 163
附录 166
附录AIPv6 166
A.1表示方法 166
A.2寻址 167
A.3IPv6邻居发现 169
A.4IPv6无状态地址自动配置 171
附录BIEEE 802.15.4引言 173
B.1 介绍 173
B.2数据包格式总述 174
B.3 MAC层安全 175
缩略语 177
术语 184
参考文献 188

前言/序言

《6LoWPAN：无线嵌入式物联网》 探索低功耗无线通信的未来，构建互联世界的基石 在这个日益互联的时代，物联网（IoT）正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面，从智能家居到工业自动化，从智慧城市到精准农业，万物互联的愿景正在逐步变为现实。而支撑起这一宏大图景的，正是那些身形微小、功耗极低的嵌入式设备。然而，当这些设备需要通过无线方式进行通信，并且连接到互联网时，传统的无线技术常常面临着功耗、成本和互联性的挑战。 《6LoWPAN：无线嵌入式物联网》 正是为了应对这些挑战而应运而生。本书深入剖析了6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks）技术，这是目前最被看好、最具潜力的无线嵌入式物联网通信标准之一。它巧妙地将IPv6强大的地址分配能力与低功耗、低速率的无线网络特性相结合，为构建海量、异构的物联网设备网络提供了坚实的基础。 本书并非简单地介绍6LoWPAN的技术细节，而是致力于为读者提供一个全面、深入且实用的理解框架。我们将从物联网发展的宏观背景出发，探讨传统无线技术在物联网应用中的局限性，并逐步引出6LoWPAN的出现及其核心价值。 第一部分：物联网的演进与挑战 在深入6LoWPAN之前，我们首先需要理解物联网的起源、发展历程以及当前面临的关键挑战。本部分将： 回顾物联网的发展脉络： 从早期的M2M（Machine-to-Machine）通信概念，到如今泛在的物联网生态系统，我们将梳理其演进的关键节点和重要技术突破。 剖析物联网应用场景的广阔性： 详细介绍智能家居、智慧医疗、工业物联网、智慧城市、农业物联网等不同领域的物联网应用，揭示其独特的需求和痛点。 深入分析传统无线技术的瓶颈： 探讨Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等现有无线技术在低功耗、长距离、大规模组网、IP互联等方面的不足之处，为引入6LoWPAN奠定基础。 阐述IPv6在物联网中的必要性： 随着物联网设备的指数级增长，IPv4地址空间枯竭的问题日益突出。本书将深入解读IPv6的优势，特别是其庞大的地址空间，以及它如何为实现真正的“万物互联”提供可能。 第二部分：6LoWPAN核心技术解析 本部分是本书的重中之重，我们将对6LoWPAN的核心技术进行详细而系统的讲解。这不仅仅是技术术语的堆砌，而是力求让读者理解每一项技术如何协同工作，共同实现低功耗、高效率的无线通信。 IP与低功耗无线网络的融合： 详细介绍6LoWPAN如何将IP协议栈适配到资源受限的低功耗无线网络中。我们将深入研究6LoWPAN的适配层（Adaptation Layer），这是实现IPv6数据包在802.15.4等低功耗无线链路上传输的关键。 IEEE 802.15.4标准详解： 作为6LoWPAN的底层支撑，IEEE 802.15.4标准是理解6LoWPAN不可或缺的一部分。我们将详细解读其物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）的规范，包括其信道、帧格式、寻址方式、功耗管理机制等，重点关注其低功耗特性如何为物联网设备的设计提供便利。 IPv6报文的压缩与分片： IPv6报文头相对较大，对于资源受限的802.15.4网络来说是一个挑战。本书将深入剖析6LoWPAN的报文头压缩机制（Header Compression），解释它如何有效地减小报文开销，以及分片（Fragmentation）和重组（Reassembly）机制如何在必要时处理过长的IP数据包，确保数据传输的可靠性。 6LoWPAN的网络拓扑与路由： 探讨6LoWPAN网络中常见的拓扑结构，如星型、树型和网状型，以及不同拓扑结构在功耗、覆盖范围和可靠性方面的权衡。我们将重点介绍6LoWPAN的路由协议，如RPL（Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks），分析其在构建大规模、低功耗、容错网络中的作用和优势。 6LoWPAN的寻址机制： 深入理解6LoWPAN如何利用IPv6的地址分配机制，实现对海量设备的唯一标识和互联。我们将探讨其在无状态地址自动配置（Stateless Address Autoconfiguration, SLAAC）和有状态地址配置（Stateful Address Configuration）方面的应用，以及如何与DHCPv6等协议协同工作。 多播与广播在6LoWPAN中的应用： 分析多播和广播在物联网设备发现、控制和数据同步中的重要性，并探讨6LoWPAN如何有效地支持这些通信模式。 第三部分：6LoWPAN在物联网中的应用与实践 理论的深入学习最终是为了指导实践。本部分将聚焦于6LoWPAN的实际应用，为读者提供可行的参考和指导。 6LoWPAN的典型应用场景剖析： 智能家居： 如何利用6LoWPAN连接家中的各种传感器、控制器和执行器，实现远程监控、自动化控制和节能管理。 工业自动化： 在工厂环境中，如何利用6LoWPAN实现设备状态监测、过程控制和资产追踪，提高生产效率和安全性。 智慧城市： 探讨6LoWPAN在智能照明、环境监测、垃圾管理、交通流量控制等方面的应用，构建更加高效、宜居的城市环境。 农业物联网： 如何通过6LoWPAN部署传感器网络，实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数，实现精准灌溉和施肥，提高作物产量和质量。 智慧医疗： 讨论6LoWPAN在远程健康监测、可穿戴健康设备、病人定位等方面的应用，提升医疗服务的便捷性和效率。 6LoWPAN与其他物联网协议的协同： 探讨6LoWPAN如何与MQTT、CoAP（Constrained Application Protocol）等物联网应用层协议结合，构建端到端的物联网解决方案。分析CoAP作为轻量级应用层协议，与6LoWPAN的低功耗特性如何完美契合。 6LoWPAN的安全性考量： 讨论在资源受限的物联网环境中实现安全通信的挑战，以及6LoWPAN在加密、认证、访问控制等方面的解决方案和最佳实践。 6LoWPAN网络的设计与部署考量： 提供实际的网络设计指南，包括节点选型、网络规模规划、路由策略选择、功率预算等，帮助读者成功部署6LoWPAN网络。 6LoWPAN的发展趋势与未来展望： 展望6LoWPAN在未来物联网发展中的地位，以及与其他新兴技术的融合，如LPWAN（Low-Power Wide-Area Networks）技术、边缘计算等，共同塑造下一代物联网的格局。 本书的目标读者： 嵌入式系统工程师： 想要在物联网项目中设计和实现低功耗无线通信的工程师。 网络工程师： 关注物联网互联和协议栈适配的专业人士。 物联网开发者： 希望深入理解6LoWPAN技术，并将其应用于实际开发中的开发者。 高校学生与研究人员： 在通信、计算机科学、自动化等相关领域进行学习和研究的学生及学者。 对物联网技术感兴趣的爱好者： 希望系统了解物联网核心技术之一的读者。 《6LoWPAN：无线嵌入式物联网》 将带领您穿越低功耗无线通信的迷人世界，为您揭示构建未来智能世界的关键技术。无论您是希望优化现有物联网解决方案，还是渴望探索全新的应用可能，本书都将是您不可或缺的参考指南。通过深入浅出的讲解和详实的案例分析，您将能够自信地驾驭6LoWPAN技术，为物联网的蓬勃发展贡献力量。 准备好迎接一个更加互联、智能和高效的未来了吗？翻开本书，让我们一起探索6LoWPAN的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的技术爱好者，我对于能够推动技术革新的底层协议总是充满了浓厚的兴趣。《6LoWPAN：无线嵌入式物联网》这个书名，立刻就激起了我的好奇心。6LoWPAN，这个概念本身就暗示着一种突破性的解决方案，它能够让原本受限于带宽、功耗和协议复杂性的嵌入式设备，摇身一变，成为互联网大家庭的一员。我非常想知道，这本书是如何解释6LoWPAN的“前世今生”，它解决了哪些困扰已久的难题，又为物联网的发展带来了哪些全新的可能性。我期待书中能够详细介绍6LoWPAN的核心机制，比如它是如何巧妙地将IPv6的64位地址映射到更小的MAC层地址上，如何通过高效的封装和分片机制，最大限度地减少传输开销。更重要的是，我希望这本书能够提供一些关于6LoWPAN实际部署的案例，以及它在安全性和可靠性方面的考量。在物联网安全日益受到重视的今天，一本能兼顾性能与安全的6LoWPAN指南，无疑具有极高的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常吸引人，整体色调偏向科技感，深蓝与浅灰的搭配，加上“6LoWPAN”几个大字，瞬间就勾起了我对无线通信和物联网的兴趣。拿到手里，纸张的触感也相当不错，不是那种廉价的印刷纸，翻页时的沙沙声也很有质感。我一直对低功耗广域网技术在物联网中的应用非常好奇，尤其是在如今万物互联的时代，如何实现设备之间的高效、可靠通信，同时又能最大限度地降低能耗，这绝对是一个值得深入研究的课题。这本书的标题直接点出了核心技术——6LoWPAN，我预感它会深入探讨这个技术的方方面面，从其诞生的背景、技术原理，到实际的应用场景和未来的发展趋势。我特别期待书中能够包含一些具体的案例分析，比如在智能家居、工业自动化、环境监测等领域，6LoWPAN是如何发挥作用的，以及它与Wi-Fi、蓝牙等其他通信技术相比的优势和劣势。同时，我也希望这本书能够提供一些关于6LoWPAN的实践指导，比如如何选择合适的硬件平台，如何进行网络配置和管理，以及如何进行性能优化等，这样对于我这样想要亲手实践的读者来说，会非常有帮助。总而言之，这本书给我一种专业、前沿、实用的感觉，让我迫不及待地想翻开它，一探究竟。

评分☆☆☆☆☆

在浩如烟海的IT技术书籍中，找到一本能够真正触及我内心深处的技术难题的书，实属不易。而《6LoWPAN：无线嵌入式物联网》这个书名，就像一颗璀璨的明珠，瞬间抓住了我的眼球。我一直认为，物联网的未来，很大程度上取决于其底层通信技术的效率和普适性。6LoWPAN，这个名字虽然听起来有点技术门槛，但它所代表的“低功耗、无线、嵌入式、物联网”的核心理念，却精准地切中了当前物联网发展的关键痛点。我期待这本书能够深入浅出地剖析6LoWPAN的精髓，它如何克服传统IP网络在资源受限设备上的应用障碍，如何通过精简的协议栈和智能的报文处理，实现海量设备的互联互通，同时又不至于让设备“耗尽电量”。我更希望书中能够探讨6LoWPAN在不同应用场景下的实际部署策略，比如在智慧城市中，它如何支撑起遍布城乡的传感器网络；在工业物联网中，它又如何实现生产设备的实时监控和远程控制。一本好的技术书籍，不应该仅仅是理论的堆砌，更应该包含作者对技术深刻的理解和对未来趋势的洞察，我期待这本书能在这方面给我带来惊喜。

评分☆☆☆☆☆

看到《6LoWPAN：无线嵌入式物联网》这个书名，我的脑海中立刻浮现出无数个关于未来智能生活的场景。我一直对物联网的发展充满期待，尤其是那些能够真正实现“万物互联”，但又不会给用户带来额外负担的技术。6LoWPAN，这个名字听起来就非常契合“低功耗”和“无线”这两个关键特质，这正是构建大规模、可持续物联网应用的基础。我非常好奇这本书会如何解释6LoWPAN的技术细节，它是否能够深入浅出地讲解如何让那些小巧、低功耗的嵌入式设备，能够像普通的电脑和手机一样，拥有独立的IP地址，并直接接入互联网。我特别期待书中能够提供一些关于6LoWPAN在不同领域应用的实例，比如在智能农业中，它如何帮助监测土壤湿度和作物生长；在智能医疗中，它又如何实现对病人生命体征的实时追踪。一本真正优秀的物联网技术书籍，应该能够启发读者对未来科技的想象，同时也能提供切实可行的技术解决方案，我期待这本书能做到这一点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，恰逢其时，简直就是为我量身定做的。我是一名初入物联网领域的开发者，一直在为项目选择合适的通信协议而纠结。市面上关于物联网通信的书籍不少，但很多都过于泛泛，缺乏对某一特定技术的深度挖掘。而“6LoWPAN：无线嵌入式物联网”这个书名，直接指向了我正在寻找的核心技术。6LoWPAN，这个名字本身就透露着一种精巧和高效，它巧妙地将IPv6的强大寻址能力与低功耗、低速率的无线通信技术结合起来，这对于资源受限的嵌入式设备构建庞大的物联网网络来说，无疑是一个巨大的福音。我非常希望这本书能够系统地介绍6LoWPAN的整个技术栈，从它底层的工作原理，比如适配层（Adaptation Layer）如何处理IPv6报文的封装和分片，到它的网络层和应用层协议的选择，再到它在实际部署中可能遇到的挑战，比如安全性、互操作性以及与其他网络的融合问题。我尤其看重的是书中是否能提供一些关于6LoWPAN协议栈实现的细节，以及相关的开发工具和资源。如果书中还能涵盖一些最新的研究进展和标准化动态，那就更完美了，毕竟物联网技术迭代的速度非常快，了解最新的发展趋势至关重要。

评分☆☆☆☆☆

好书，品质保证，物美价廉

评分☆☆☆☆☆

老公买的，专业书，很快就送到了

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质量一般

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薄薄的一本，价格略显贵，还没看所以不知道翻译的怎么样。

评分☆☆☆☆☆

本书提纲契领，非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

不是说每一粒沙子都可以有一个IP地址吗？通过这个6LoWPAN就可以实现啦！当然，这只是实现的途径之一。

评分☆☆☆☆☆

很好的一本书