TANET 2011 無線感測網路中整合 ZigBee與6LoWPAN 之透通性平台設計

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1 TANET 2011 無線感測網路中整合 ZigBee與6LoWPAN 之透通性平台設計
報告者:呂佳紋 國立暨南國際大學資訊工程學系 日期:2011/10/26

2 大綱 物聯網 智慧電網 ZigBee/6LoWPAN 問題 網路管理-SIP 系統架構 結論與未來工作 智慧電網-ZigBee

3 物聯網 Internet of Things(IoT)
Fringe Internet 未來趨勢: 真實世界中的任何物體透過網際網路可以彼此交換訊息 達到管理與通訊的目的 簡單來說就是物物相連的網路，稱為物聯網 Smart metering 00000 Home Automation Core Internet Industrial automation Personal Sensors Transportation 上圖出自:

4 物聯網(cont.) 未來物聯網更大規模的發展，將結合感測器和智慧型管理機制；因此無線感測網路技術的研究，對於物聯網的發展，佔有相當重要的地位 無線感測網路可以應用到許多領域，此論文研究的領域為智慧電網的部分

5 智慧電網 aggregation point (translator) Internet meter utility system
00000 meter utility system Internet ZigBee 上圖出自: Li-Wen Chen, “ZigBee/TCPIP Translators in Smart Grid”, ICET2011

6 智慧電網-ZigBee IEEE 802.15.4是針對無線感測網路應用所設計出來的無線通訊標準 定義網路架構中實體層與資料鏈結層
具有短距離傳輸、低耗電、低成本等特性 基於IEEE 發展的ZigBee協定，是目前智慧電網中被廣泛使用的一個通訊協定，而ZigBee處理較高層級的網路層與應用層通訊協定

7 智慧電網-ZigBee (cont.) 區網內的ZigBee 節點可以互相溝通傳遞資料，但是無法直接跟外面的網際網路溝通
想要透過網際網路控制ZigBee設備，或將ZigBee設備所收集到的資料傳給位於網際網路上的管理主機，需要額外的輔助機制 閘道器機制(通訊協定的轉換)

8 智慧電網-6LoWPAN 6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks） 基於IEEE 發展的協定 網路層-IPv6 相容於現有的網際網路協定 不需要通訊協定的轉換

9 ZigBee/6LoWPAN

10 問題 目前沒有標準開放的網路管理協定，管理ZigBee和6LoWPAN設備
本論文提出以SIP(Session Initiation Protocol )應用層的協定，來管理 ZigBee和6LoWPAN無線感測器網路

11 網路管理-SIP SIP是用於建立、維持、結束點對點或多點連線之間通訊的控制協定 常見的SIP應用 SIP也可以應用到網路管理上
語音和視訊通訊方面的信令控制，例:撥打電話、啟動視訊會議等，也可傳送即時文字訊息 SIP也可以應用到網路管理上

12 系統架構 將IPv6和SIP引進到智慧電網的管理機制當中 智慧電網系統架構分為: SIP 網管模組系統架構 ZigBee智慧電網
6LoWPAN智慧電網 混合型智慧電網 SIP 網管模組系統架構

13 以ZigBee為基礎的 智慧電網系統架構

14 以6LoWPAN為基礎的 智慧電網系統架構

15 混合型智慧電網系統架構 6LoWPAN ZigBee

16 SIP 網管模組系統架構 訂閱/通知模組 及時訊息模組

17 訂閱/通知模組 伺服器可以向終端設備訂閱它想要的資訊 如用電量、電表溫度等
可設定一特定條件，例如當用電量超過某一門檻時，終端設備會自動通知伺服器

18 即時訊息模組 伺服器可以傳送命令給設備 關閉或啟動設備 更改設備的相關設定等

19 結論與未來工作 本論文研究伺服器端與用電設備端彼此溝通的通訊協定，和搭載在此通訊協定上的網路管理應用服務
網管相關的應用服務，目前主要有SNMP(Simple Network Management Protocol)和SIP，未來將比較SNMP和SIP，探索何者比較適合應用在智慧電網上