《基於IPv6的家居物聯網開發與套用技術》是2020年人民郵電出版社出版的圖書，本書擬從搭建家庭物聯網的關鍵技術理論分析入手，以套用實踐為目的，給出相關理論知識和套用開發案例（如電路原理圖和程式代碼），淺顯易懂，讀者通過本書可自行設計和開發一個家庭物聯網系統，是一本套用性較強的技術參考書。
基本介紹
- 書名：基於IPv6的家居物聯網開發與套用技術
- 作者：程衛軍
- 出版社：人民郵電出版社
- ISBN：9787115550330
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書主要針對家居物聯網的開發和套用技術進行了介紹，目的是構建一個基於6LoWPAN的嵌入式物聯網技術知識架構和開發案例。本書內容分為3個部分。第 一部分包括第1章~第4章，圍繞6LoWPAN及其相關技術（IPv6和IEEE802.15.4）進行了詳細介紹；第 二部分包括第5章~第7章，主要對Contiki作業系統、協定棧和RPL路由技術的工作原理與過程進行了分析和闡述；第三部分為第8章，給出了一個低功耗的智慧型家居物聯網套用開發案例。本書可供從事物聯網研究與開發套用的工程技術人員參考學習和使用，也可作為高等院校電子、通信、物聯網、自動化等高年級本科生或研究生的教材。
圖書目錄
第 1章 家居物聯網概述1
1．1 物聯網發展概述 1
1．1．1 物聯網的出現及其概念 1
1．1．2 物聯網的體系結構 2
1．1．3 物聯網的發展趨勢與前景 4
1．2 家居物聯網的發展現狀 6
1．3 家居物聯網的相關技術 9
1．3．1 嵌入式技術 9
1．3．2 無線通信技術 12
1．3．3 計算機網路技術 17
1．3．4 信息感知與處理技術 18
1．4 家居物聯網的未來 19
參考文獻 21
第 2章 IPv4與IPv6 22
2．1 IPv4 22
2．1．1 IPv4的地址空間 22
2．1．2 IPv4數據報的格式 24
2．1．3 TCP 25
2．1．4 UDP 27
2．2 IPv6 29
2．2．1 IPv6的特徵 29
2．2．2 IPv6報頭 30
2．2．3 IPv6地址結構 32
2．2．4 IPv6鄰居發現 33
2．2．5 IPv6地址無狀態自動配置 34
2．3 IPv4的不足與向IPv6過渡的方案 36
2．3．1 IPv4的不足 36
2．3．2 IPv6 over IPv4 37
2．3．3 IPv6 to IPv4 37
2．3．4 IPv4 over IPv6 38
2．3．5 IPv4 to IPv6 39
參考文獻 40
第3章 IEEE 802．15．4 41
3．1 IEEE 802．15．4概述 41
3．2 IEEE 802．15．4設備與工作原理 42
3．3 IEEE 802．15．4拓撲結構 43
3．4 IEEE 802．15．4地址 44
3．5 IEEE 802．15．4協定棧 45
3．5．1 物理層 45
3．5．2 MAC層 47
3．6 IEEE 802．15．4幀結構 49
3．6．1 物理層幀結構 49
3．6．2 MAC層幀結構 49
3．7 IEEE 802．15．4的安全服務 51
3．7．1 幀安全 51
3．7．2 安全模式 52
3．8 基於IEEE 802．15．4的ZigBee技術 52
3．8．1 ZigBee發展概述 53
3．8．2 ZigBee協定棧 53
3．8．3 ZigBee數據幀結構 55
3．8．4 ZigBee的套用 56
參考文獻 56
第4章 6LoWPAN技術 57
4．1 6LoWPAN概述 57
4．2 6LoWPAN的發展歷程 57
4．3 6LoWPAN的結構 59
4．4 6LoWPAN協定棧 60
4．5 6LoWPAN數據幀結構 63
4．6 6LoWPAN頭部壓縮 64
4．6．1 無狀態頭部壓縮技術 65
4．6．2 基於上下文的頭部壓縮技術 67
4．7 6LoWPAN分片與重組 71
4．8 6LoWPAN地址自動配置 71
4．9 6LoWPAN路由與轉發 72
4．9．1 Mesh Under路由轉發 73
4．9．2 Route Over路由轉發 75
4．10 6LoWPAN鄰居發現協定 76
4．10．1 IPv6鄰居發現協定的不足 76
4．10．2 鄰居發現協定的最佳化 77
4．10．3 新的鄰居發現選項 78
4．10．4 流程示例 80
4．11 6LoWPAN實例 80
4．12 6LoWPAN與ZigBee 82
參考文獻 82
第5章 Contiki作業系統基礎 84
5．1 Contiki系統簡介 84
5．2 Contiki作業系統的數據結構 86
5．2．1 進程的數據結構 86
5．2．2 事件的數據結構 90
5．2．3 timer的數據結構 92
5．3 最簡套用實例 96
5．3．1 進程開發規範 96
5．3．2 進程框架分析 98
5．3．3 進程的啟動、調用和退出過程 101
5．4 系統的調度 113
5．4．1 進程和事件的調度 113
5．4．2 etimer的分析 116
5．5 進程間通信 122
5．5．1 基於用戶事件的進程間通信 122
5．5．2 進程間通信與中斷的關係 125
參考文獻 127
第6章 Contiki協定棧 128
6．1 Contiki的網路協定棧 128
6．1．1 Contiki網路協定棧的系統結構 128
6．1．2 基本數據結構 133
6．2 Rime的結構與實現 141
6．2．1 Rime的結構 141
6．2．2 匿名廣播abc的實現 147
6．2．3 polite廣播的實現 149
6．3 uIP的結構與實現 150
6．3．1 uIP的結構和接口 150
6．3．2 uIP的分析 153
6．3．3 raw API套用實例和回響函式模板 156
6．3．4 Protosocket模型的uIP實現 159
參考文獻 170
第7章 RPL路由協定及Cooja仿真 171
7．1 RPL路由協定概述 171
7．2 RPL路由協定的發展背景 171
7．3 RPL路由協定的基本概念 172
7．3．1 RPL路由協定的基本術語 172
7．3．2 RPL控制訊息的功能模組 175
7．4 RPL路由協定的工作原理 179
7．5 RPL路由協定的建立過程 180
7．5．1 上行路由的建立 180
7．5．2 下行路由的建立 183
7．6 RPL路由協定的功能機制 183
7．6．1 Trickle機制 183
7．6．2 修復機制 184
7．6．3 安全機制 184
7．6．4 RPL通信模式 185
7．7 RPL路由協定的目標函式與度量 185
7．7．1 目標函式 185
7．7．2 路由度量 186
7．8 Cooja仿真器 188
7．8．1 Cooja的啟動及使用 189
7．8．2 運行一個仿真實例 193
7．9 RPL在Contiki中的實例及仿真 199
7．9．1 RPL的主要函式 199
7．9．2 RPL-UDP Server檔案 204
7．9．3 RPL-UDP Client 205
7．9．4 仿真及分析 207
參考文獻 209
第8章 基於6LoWPAN的低功耗家居物聯網套用 211
8．1 概述 211
8．1．1 智慧型家居物聯網套用系統結構 211
8．1．2 智慧型家居系統的功能要求 213
8．2 低功耗節點的實現 215
8．2．1 低功耗照明感知節點的實現 215
8．2．2 全功能照明開關節點的實現 228
8．2．3 溫度採集節點的實現 231
8．2．4 體重採集節點的實現 237
8．3 邊緣節點的實現 243
8．3．1 中心控制器和邊緣節點的軟硬體結構 243
8．3．2 WSN節點地址 244
8．3．3 SLIP簡介 245
8．3．4 SLIP程式分析 245
8．3．5 邊緣網關節點程式實現 251
8．4 網路通信測試 257
8．4．1 SLIP測試 257
8．4．2 伺服器監控程式測試 258
8．4．3 運行測試 260
參考文獻 260
作者簡介
程衛軍
2004年畢業於北京郵電大學獲工學博士學位，2005年—2006年在北京大學信息科學技術學院從事博士後研究工作，自2007年任現職於中 央民族大學信息工程學院，從事電子與通信技術方面的教學和科學研究工作，專業方向為無線通信與嵌入式技術。
