6LoWPAN：無綫嵌入式物聯網 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Zach Shelby，Carsten Bormann 著，韓鬆，魏逸鴻，陳德基，王泉 譯

圖書標籤:

• 6LoWPAN
• 物聯網
• 無綫通信
• 嵌入式係統
• 低功耗
• IPv6
• 網絡協議
• 傳感器網絡
• 無綫網絡
• 通信技術

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111484295

版次：1

商品編碼：11654555

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 國際信息工程先進技術譯叢

開本：16開

齣版時間：2015-02-01

用紙：膠版紙

頁數：196

內容簡介

　　物聯網被認為是下一個巨大的機遇，隨著物聯網的發展，現在支持IP的嵌入式設備的數量也正在迅速增加，而6LoWPAN（麵嚮低功耗無綫局域網的IPv6）正是其中非常關鍵的技術。本書詳細和完整地介紹瞭6LoWPAN協議標準本身、應用、相關標準以及網絡部署和協議實現上的各種設計。使讀者能全麵地領略到基於IPv6的、低功耗的和將來基於移動無綫的網絡的設計、配置和運行。

目錄

譯者序
推薦序
原書前言
第1章簡介1
1.1無綫嵌入式物聯網2
1.1.1為什麼使用6LoWPAN？4
1.1.26LoWPAN的曆史和標準化5
1.1.36LoWPAN與其他技術趨勢之間的關係7
1.1.46LoWPAN的應用8
1.1.5實例：設施管理10
1.2 6LoWPAN架構11
1.36LoWPAN簡介14
1.3.1協議棧 14
1.3.26LoWPAN鏈路層 15
1.3.3編址 17
1.3.4報頭格式 18
1.3.5啓動 19
1.3.6網狀拓撲結構 20
1.3.7互聯網的整閤 20
1.4網絡實例 21
第2章6LoWPAN格式 23
2.1適配層的功能 23
2.2有關鏈路層的假設 25
2.2.1 IEEE 802.15.4以外的鏈路層技術 25
2.2.2鏈路層服務模型 25
2.2.3鏈路層編址 26
2.2.4鏈路層管理和操作 27
2.36LoWPAN基本格式 28
2.4編址 30
2.5轉發和路由 32
2.5.1L2轉發 (“Mesh-Under”) 33
2.5.2 L3路由(“Route-Over”) 35
2.6 報頭壓縮 36
2.6.1無狀態報頭壓縮 37
2.6.2基於上下文的報頭壓縮 40
2.7分片和重組46
2.7.1分片格式49
2.7.2避免分段性能損失52
2.8多播 53
第3章自舉和安全 55
3.1調試 56
3.2鄰居發現 57
3.2.1地址構造 58
3.2.2注冊 61
3.2.3注冊衝突 65
3.2.4多跳注冊 68
3.2.5節點操作 70
3.2.6路由器操作 71
3.2.7邊緣路由器操作 72
3.3安全73
3.3.1安全目標和威脅模型 74
3.3.2第二層安全機製 75
3.3.3第三層安全機製 76
3.3.4密鑰管理 78
第4章移動性和路由 80
4.1 移動性 80
4.1.1移動類型 81
4.1.2 移動性解決方案 83
4.1.3 使用方法 85
4.1.4 移動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鄰居發現的角色 94
4.2.3路由要求 95
4.2.4路由指標 97
4.2.5MANET路由協議 98
4.2.6ROLL路由協議 100
4.2.7邊界路由 105
4.3IPv4互聯性 106
4.3.1IPv6過渡 107
4.3.2IPv6-in-IPv4隧道 108
第5章應用協議 110
5.1簡介 110
5.2 設計問題 112
5.2.1 鏈路層 114
5.2.2網絡 114
5.2.3熱點問題 115
5.2.4壓縮 115
5.2.5安全 116
5.3協議範式 116
5.3.1 端到端 116
5.3.2實時流和會話 117
5.3.3 發布/訂閱 117
5.3.4 Web服務範式 118
5.4通用協議 119
5.4.1Web服務協議 119
5.4.2用於傳感網絡的MQ遙測傳輸 121
5.4.3ZigBee緊湊應用協議 123
5.4.4服務發現 125
5.4.5簡單網絡管理協議126
5.4.6實時傳輸和會話 126
5.4.7特定於行業的協議 128
第6章6LoWPAN的應用 131
6.1芯片解決方案 131
6.1.1單芯片解決方案 132
6.1.2雙芯片方案 132
6.1.3網絡處理器解決方案133
6.2協議棧 133
6.2.1Contiki與uIPv6 134
6.2.2TinyOS與BLIP 135
6.2.3Sensinode公司的NanoStack協議棧 135
6.2.4Jennic公司的6LoWPAN的産品 136
6.2.5Nivis公司的ISA100 136
6.3應用程序開發 137
6.4邊緣路由器集成 140
第7章係統實例 143
7.1ISA100工業自動化 143
7.1.1工業無綫傳感器網絡的推動作用 144
7.1.2工業應用的復雜性 145
7.1.3ISA100.11a標準 146
7.1.4ISA100.11a數據鏈路層 148
7.2無綫RFID架構 149
7.2.1技術概述 151
7.2.26LoWPAN優越性 152
7.3樓宇節能與管理 152
7.3.1網絡架構 153
7.3.2技術概述 153
7.3.36LoWPAN的優越性154
7.4WirelessHART工業自動化154
7.4.1工業無綫傳感器網絡的采用155
7.4.2無綫傳感器的應用156
7.4.3WirelessHART標準158
7.4.4WirelessHART協議棧159
7.4.5WirelessHART中的IPv6161
第8章結論 163
附錄 166
附錄AIPv6 166
A.1錶示方法 166
A.2尋址 167
A.3IPv6鄰居發現 169
A.4IPv6無狀態地址自動配置 171
附錄BIEEE 802.15.4引言 173
B.1 介紹 173
B.2數據包格式總述 174
B.3 MAC層安全 175
縮略語 177
術語 184
參考文獻 188

前言/序言

《6LoWPAN：無綫嵌入式物聯網》 探索低功耗無綫通信的未來，構建互聯世界的基石 在這個日益互聯的時代，物聯網（IoT）正以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵，從智能傢居到工業自動化，從智慧城市到精準農業，萬物互聯的願景正在逐步變為現實。而支撐起這一宏大圖景的，正是那些身形微小、功耗極低的嵌入式設備。然而，當這些設備需要通過無綫方式進行通信，並且連接到互聯網時，傳統的無綫技術常常麵臨著功耗、成本和互聯性的挑戰。 《6LoWPAN：無綫嵌入式物聯網》 正是為瞭應對這些挑戰而應運而生。本書深入剖析瞭6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks）技術，這是目前最被看好、最具潛力的無綫嵌入式物聯網通信標準之一。它巧妙地將IPv6強大的地址分配能力與低功耗、低速率的無綫網絡特性相結閤，為構建海量、異構的物聯網設備網絡提供瞭堅實的基礎。 本書並非簡單地介紹6LoWPAN的技術細節，而是緻力於為讀者提供一個全麵、深入且實用的理解框架。我們將從物聯網發展的宏觀背景齣發，探討傳統無綫技術在物聯網應用中的局限性，並逐步引齣6LoWPAN的齣現及其核心價值。 第一部分：物聯網的演進與挑戰 在深入6LoWPAN之前，我們首先需要理解物聯網的起源、發展曆程以及當前麵臨的關鍵挑戰。本部分將： 迴顧物聯網的發展脈絡： 從早期的M2M（Machine-to-Machine）通信概念，到如今泛在的物聯網生態係統，我們將梳理其演進的關鍵節點和重要技術突破。 剖析物聯網應用場景的廣闊性： 詳細介紹智能傢居、智慧醫療、工業物聯網、智慧城市、農業物聯網等不同領域的物聯網應用，揭示其獨特的需求和痛點。 深入分析傳統無綫技術的瓶頸： 探討Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等現有無綫技術在低功耗、長距離、大規模組網、IP互聯等方麵的不足之處，為引入6LoWPAN奠定基礎。 闡述IPv6在物聯網中的必要性： 隨著物聯網設備的指數級增長，IPv4地址空間枯竭的問題日益突齣。本書將深入解讀IPv6的優勢，特彆是其龐大的地址空間，以及它如何為實現真正的“萬物互聯”提供可能。 第二部分：6LoWPAN核心技術解析 本部分是本書的重中之重，我們將對6LoWPAN的核心技術進行詳細而係統的講解。這不僅僅是技術術語的堆砌，而是力求讓讀者理解每一項技術如何協同工作，共同實現低功耗、高效率的無綫通信。 IP與低功耗無綫網絡的融閤： 詳細介紹6LoWPAN如何將IP協議棧適配到資源受限的低功耗無綫網絡中。我們將深入研究6LoWPAN的適配層（Adaptation Layer），這是實現IPv6數據包在802.15.4等低功耗無綫鏈路上傳輸的關鍵。 IEEE 802.15.4標準詳解： 作為6LoWPAN的底層支撐，IEEE 802.15.4標準是理解6LoWPAN不可或缺的一部分。我們將詳細解讀其物理層（PHY）和媒體訪問控製層（MAC）的規範，包括其信道、幀格式、尋址方式、功耗管理機製等，重點關注其低功耗特性如何為物聯網設備的設計提供便利。 IPv6報文的壓縮與分片： IPv6報文頭相對較大，對於資源受限的802.15.4網絡來說是一個挑戰。本書將深入剖析6LoWPAN的報文頭壓縮機製（Header Compression），解釋它如何有效地減小報文開銷，以及分片（Fragmentation）和重組（Reassembly）機製如何在必要時處理過長的IP數據包，確保數據傳輸的可靠性。 6LoWPAN的網絡拓撲與路由： 探討6LoWPAN網絡中常見的拓撲結構，如星型、樹型和網狀型，以及不同拓撲結構在功耗、覆蓋範圍和可靠性方麵的權衡。我們將重點介紹6LoWPAN的路由協議，如RPL（Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks），分析其在構建大規模、低功耗、容錯網絡中的作用和優勢。 6LoWPAN的尋址機製： 深入理解6LoWPAN如何利用IPv6的地址分配機製，實現對海量設備的唯一標識和互聯。我們將探討其在無狀態地址自動配置（Stateless Address Autoconfiguration, SLAAC）和有狀態地址配置（Stateful Address Configuration）方麵的應用，以及如何與DHCPv6等協議協同工作。 多播與廣播在6LoWPAN中的應用： 分析多播和廣播在物聯網設備發現、控製和數據同步中的重要性，並探討6LoWPAN如何有效地支持這些通信模式。 第三部分：6LoWPAN在物聯網中的應用與實踐 理論的深入學習最終是為瞭指導實踐。本部分將聚焦於6LoWPAN的實際應用，為讀者提供可行的參考和指導。 6LoWPAN的典型應用場景剖析： 智能傢居： 如何利用6LoWPAN連接傢中的各種傳感器、控製器和執行器，實現遠程監控、自動化控製和節能管理。 工業自動化： 在工廠環境中，如何利用6LoWPAN實現設備狀態監測、過程控製和資産追蹤，提高生産效率和安全性。 智慧城市： 探討6LoWPAN在智能照明、環境監測、垃圾管理、交通流量控製等方麵的應用，構建更加高效、宜居的城市環境。 農業物聯網： 如何通過6LoWPAN部署傳感器網絡，實時監測土壤濕度、溫度、光照等環境參數，實現精準灌溉和施肥，提高作物産量和質量。 智慧醫療： 討論6LoWPAN在遠程健康監測、可穿戴健康設備、病人定位等方麵的應用，提升醫療服務的便捷性和效率。 6LoWPAN與其他物聯網協議的協同： 探討6LoWPAN如何與MQTT、CoAP（Constrained Application Protocol）等物聯網應用層協議結閤，構建端到端的物聯網解決方案。分析CoAP作為輕量級應用層協議，與6LoWPAN的低功耗特性如何完美契閤。 6LoWPAN的安全性考量： 討論在資源受限的物聯網環境中實現安全通信的挑戰，以及6LoWPAN在加密、認證、訪問控製等方麵的解決方案和最佳實踐。 6LoWPAN網絡的設計與部署考量： 提供實際的網絡設計指南，包括節點選型、網絡規模規劃、路由策略選擇、功率預算等，幫助讀者成功部署6LoWPAN網絡。 6LoWPAN的發展趨勢與未來展望： 展望6LoWPAN在未來物聯網發展中的地位，以及與其他新興技術的融閤，如LPWAN（Low-Power Wide-Area Networks）技術、邊緣計算等，共同塑造下一代物聯網的格局。 本書的目標讀者： 嵌入式係統工程師： 想要在物聯網項目中設計和實現低功耗無綫通信的工程師。 網絡工程師： 關注物聯網互聯和協議棧適配的專業人士。 物聯網開發者： 希望深入理解6LoWPAN技術，並將其應用於實際開發中的開發者。 高校學生與研究人員： 在通信、計算機科學、自動化等相關領域進行學習和研究的學生及學者。 對物聯網技術感興趣的愛好者： 希望係統瞭解物聯網核心技術之一的讀者。 《6LoWPAN：無綫嵌入式物聯網》 將帶領您穿越低功耗無綫通信的迷人世界，為您揭示構建未來智能世界的關鍵技術。無論您是希望優化現有物聯網解決方案，還是渴望探索全新的應用可能，本書都將是您不可或缺的參考指南。通過深入淺齣的講解和詳實的案例分析，您將能夠自信地駕馭6LoWPAN技術，為物聯網的蓬勃發展貢獻力量。 準備好迎接一個更加互聯、智能和高效的未來瞭嗎？翻開本書，讓我們一起探索6LoWPAN的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

在浩如煙海的IT技術書籍中，找到一本能夠真正觸及我內心深處的技術難題的書，實屬不易。而《6LoWPAN：無綫嵌入式物聯網》這個書名，就像一顆璀璨的明珠，瞬間抓住瞭我的眼球。我一直認為，物聯網的未來，很大程度上取決於其底層通信技術的效率和普適性。6LoWPAN，這個名字雖然聽起來有點技術門檻，但它所代錶的“低功耗、無綫、嵌入式、物聯網”的核心理念，卻精準地切中瞭當前物聯網發展的關鍵痛點。我期待這本書能夠深入淺齣地剖析6LoWPAN的精髓，它如何剋服傳統IP網絡在資源受限設備上的應用障礙，如何通過精簡的協議棧和智能的報文處理，實現海量設備的互聯互通，同時又不至於讓設備“耗盡電量”。我更希望書中能夠探討6LoWPAN在不同應用場景下的實際部署策略，比如在智慧城市中，它如何支撐起遍布城鄉的傳感器網絡；在工業物聯網中，它又如何實現生産設備的實時監控和遠程控製。一本好的技術書籍，不應該僅僅是理論的堆砌，更應該包含作者對技術深刻的理解和對未來趨勢的洞察，我期待這本書能在這方麵給我帶來驚喜。

評分☆☆☆☆☆

看到《6LoWPAN：無綫嵌入式物聯網》這個書名，我的腦海中立刻浮現齣無數個關於未來智能生活的場景。我一直對物聯網的發展充滿期待，尤其是那些能夠真正實現“萬物互聯”，但又不會給用戶帶來額外負擔的技術。6LoWPAN，這個名字聽起來就非常契閤“低功耗”和“無綫”這兩個關鍵特質，這正是構建大規模、可持續物聯網應用的基礎。我非常好奇這本書會如何解釋6LoWPAN的技術細節，它是否能夠深入淺齣地講解如何讓那些小巧、低功耗的嵌入式設備，能夠像普通的電腦和手機一樣，擁有獨立的IP地址，並直接接入互聯網。我特彆期待書中能夠提供一些關於6LoWPAN在不同領域應用的實例，比如在智能農業中，它如何幫助監測土壤濕度和作物生長；在智能醫療中，它又如何實現對病人生命體徵的實時追蹤。一本真正優秀的物聯網技術書籍，應該能夠啓發讀者對未來科技的想象，同時也能提供切實可行的技術解決方案，我期待這本書能做到這一點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，恰逢其時，簡直就是為我量身定做的。我是一名初入物聯網領域的開發者，一直在為項目選擇閤適的通信協議而糾結。市麵上關於物聯網通信的書籍不少，但很多都過於泛泛，缺乏對某一特定技術的深度挖掘。而“6LoWPAN：無綫嵌入式物聯網”這個書名，直接指嚮瞭我正在尋找的核心技術。6LoWPAN，這個名字本身就透露著一種精巧和高效，它巧妙地將IPv6的強大尋址能力與低功耗、低速率的無綫通信技術結閤起來，這對於資源受限的嵌入式設備構建龐大的物聯網網絡來說，無疑是一個巨大的福音。我非常希望這本書能夠係統地介紹6LoWPAN的整個技術棧，從它底層的工作原理，比如適配層（Adaptation Layer）如何處理IPv6報文的封裝和分片，到它的網絡層和應用層協議的選擇，再到它在實際部署中可能遇到的挑戰，比如安全性、互操作性以及與其他網絡的融閤問題。我尤其看重的是書中是否能提供一些關於6LoWPAN協議棧實現的細節，以及相關的開發工具和資源。如果書中還能涵蓋一些最新的研究進展和標準化動態，那就更完美瞭，畢竟物聯網技術迭代的速度非常快，瞭解最新的發展趨勢至關重要。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的技術愛好者，我對於能夠推動技術革新的底層協議總是充滿瞭濃厚的興趣。《6LoWPAN：無綫嵌入式物聯網》這個書名，立刻就激起瞭我的好奇心。6LoWPAN，這個概念本身就暗示著一種突破性的解決方案，它能夠讓原本受限於帶寬、功耗和協議復雜性的嵌入式設備，搖身一變，成為互聯網大傢庭的一員。我非常想知道，這本書是如何解釋6LoWPAN的“前世今生”，它解決瞭哪些睏擾已久的難題，又為物聯網的發展帶來瞭哪些全新的可能性。我期待書中能夠詳細介紹6LoWPAN的核心機製，比如它是如何巧妙地將IPv6的64位地址映射到更小的MAC層地址上，如何通過高效的封裝和分片機製，最大限度地減少傳輸開銷。更重要的是，我希望這本書能夠提供一些關於6LoWPAN實際部署的案例，以及它在安全性和可靠性方麵的考量。在物聯網安全日益受到重視的今天，一本能兼顧性能與安全的6LoWPAN指南，無疑具有極高的價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常吸引人，整體色調偏嚮科技感，深藍與淺灰的搭配，加上“6LoWPAN”幾個大字，瞬間就勾起瞭我對無綫通信和物聯網的興趣。拿到手裏，紙張的觸感也相當不錯，不是那種廉價的印刷紙，翻頁時的沙沙聲也很有質感。我一直對低功耗廣域網技術在物聯網中的應用非常好奇，尤其是在如今萬物互聯的時代，如何實現設備之間的高效、可靠通信，同時又能最大限度地降低能耗，這絕對是一個值得深入研究的課題。這本書的標題直接點齣瞭核心技術——6LoWPAN，我預感它會深入探討這個技術的方方麵麵，從其誕生的背景、技術原理，到實際的應用場景和未來的發展趨勢。我特彆期待書中能夠包含一些具體的案例分析，比如在智能傢居、工業自動化、環境監測等領域，6LoWPAN是如何發揮作用的，以及它與Wi-Fi、藍牙等其他通信技術相比的優勢和劣勢。同時，我也希望這本書能夠提供一些關於6LoWPAN的實踐指導，比如如何選擇閤適的硬件平颱，如何進行網絡配置和管理，以及如何進行性能優化等，這樣對於我這樣想要親手實踐的讀者來說，會非常有幫助。總而言之，這本書給我一種專業、前沿、實用的感覺，讓我迫不及待地想翻開它，一探究竟。

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