基于IPV6技術的物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應用研究

魏育華

摘要：如何解決數(shù)以億計的設備及相應智能傳感器的地址分配問題是全球能源互聯(lián)網(wǎng)推進過程中需要解決的首要問題，正在發(fā)展和不斷成熟的IPv6技術為全球能源互聯(lián)網(wǎng)提供了必要的手段和得力的工具。文章介紹了IPv6技術的發(fā)展趨勢，探討了基于IPv6技術的物聯(lián)網(wǎng)的關系。

關鍵詞：IPV6技術；物聯(lián)網(wǎng)；應用

隨著計算機技術和通信技術不斷發(fā)展，IPV4協(xié)議已經(jīng)不能滿足人們對現(xiàn)代網(wǎng)絡的需要。IPV4技術存在的主要問題是IP地址的缺乏，IP地址是計算機技術與網(wǎng)絡應用的關鍵。目前人們對家居的需求不再僅僅局限于以往的需求，對家居更傾向于智能化、多元化。在進行智能家居系統(tǒng)的設計中，首先要對家庭以及家庭成員的實際所需進行調(diào)查，利用已有的科技條件在能夠滿足客戶基本要求的前提下進行更加深入的拓展，所以提升智能家居技術是眾望所歸。

一、智能家居系統(tǒng)架構

IPv6是一種協(xié)議技術，但是，它將對下一代網(wǎng)絡中潛在的基礎設施、設備服務、電子商務等方面的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動力。到目前為止，IPv6依然是下一代網(wǎng)絡的核心協(xié)議。現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)主要足基于IPv4協(xié)議的，這一協(xié)議的成功促成了互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展。在IPv4互聯(lián)網(wǎng)上，美國等少數(shù)國家占得先機，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息產(chǎn)業(yè)給美國經(jīng)濟帶來了少有的持續(xù)繁榮。但在下一代互聯(lián)網(wǎng)研究與建設上，我國與發(fā)達國家在技術上的差距已經(jīng)不再明顯了，我們應該充分重視下一代互聯(lián)網(wǎng)給中國帶來的新的發(fā)展機遇。

基于IPV6技術的物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應用與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比較最大的優(yōu)勢在于智能家居利用IPV6協(xié)議利用了大量的數(shù)據(jù)空間對系統(tǒng)的每一個設備都進行連接，以此保證網(wǎng)絡結構的統(tǒng)一，同時已連接的家居能夠幫助用戶進行用戶終端的控制，降低了系統(tǒng)對家庭網(wǎng)關設備的依賴。

二、智能家居網(wǎng)關設備

智能家居網(wǎng)關設備是系統(tǒng)中重要的設備之一，智能家居網(wǎng)關設備作為用戶終端設備的代理之一，相關責任負責者需要對家居設備進行管理以及對用戶終端設備以及家用之間的數(shù)據(jù)進行信息交換。

1.關于操作系統(tǒng)的選定

目前嵌入式系統(tǒng)中主要被分為兩種，一種是VXWorks與嵌入式Linux，兩種系統(tǒng)中，VxWorks系統(tǒng)的內(nèi)核還不能夠支持IPV6協(xié)議，為了適應人們的需求，我們就必須對VxWorks系統(tǒng)進行升級改造，但是VxWorks系統(tǒng)的升級改造不僅技術難度系數(shù)高，同時需要購買的內(nèi)核費用也較為昂貴。

2. IPV6技術的實現(xiàn)

根據(jù)調(diào)查反饋，嵌入式Linux操作系統(tǒng)的NET/IPV6目錄和相關的IPV6中H開頭的文件中所存放的系統(tǒng)實現(xiàn)IPV6需要全部采用代碼。IPV6實際是在IPV4的基礎上進行改進實現(xiàn)的，所以在很大程度上兩者是具有一定的共性的。IPV6進行數(shù)據(jù)傳輸時主要通過三種方式進行，傳輸?shù)淖罱K方式主要根據(jù)實際的需求進行選擇。本地傳輸層所建立的數(shù)據(jù)包IP6-xmit接口傳輸，主要還是通過中間環(huán)節(jié)進行處理最后傳輸?shù)絀P6的終端，并進行接收處理。

三、IPV6技術的優(yōu)勢

（1）IPv6具有更大的地址空間，IPv4中規(guī)定IP地址長度為32，最大地址個數(shù)為2^32；而IPv6中IP地址的長度為128。與32位地址空間相比，其地址空間增加了2^128-2^32個。

（2）IPv6使用更小的路由表，IPv6的地址分配一開始就遵循聚類的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。

（3）IPv6增加了增強的組播支持以及對流的支持，這使得網(wǎng)絡上的多媒體應用有了長足發(fā)展的機會，為服務質(zhì)量控制提供了良好的網(wǎng)絡平臺。

（4）IPv6加入了對自動配置的支持。這是對DHCP協(xié)議的改進和擴展，使得網(wǎng)絡的管理更加方便和快捷。

（5）更好的頭部格式。IPV6使用新的頭部格式，其選項與基本頭部分開，如果需要，可將選項插入到基本頭部與上層數(shù)據(jù)之間。這就簡化和加速了路由選擇過程，因為大多數(shù)的選項不需要由路由選擇。

（6）新的選項。IPV6有一些新的選項來實現(xiàn)附加的功能。

四、IPv6終端發(fā)展關鍵問題分析

1.移動終端的瓶頸

移動終端受制于操作系統(tǒng)和芯片，IPv6支持能力較弱，目前，國內(nèi)三種制式的移動終端對IPv6的支持能力與國際基本同步。在操作系統(tǒng)方面，國內(nèi)自主研發(fā)的沃phone和Andriod2.x系統(tǒng)均不支持IPv6。在芯片方面，威睿電通以及海思量產(chǎn)的芯片其基帶處理器都不支持IPv6。LTE制式的終端芯片IPv6支持情況相對較好，有至少12家LTE芯片廠家在LTE芯片中開發(fā)或正在開發(fā)IPv6功能。為繞開芯片的制約，中國電信實現(xiàn)了不依賴于芯片的IPv6改造，基于Relay模式在多款手機終端上成功支持IPv6，并已在CDMA現(xiàn)網(wǎng)試驗成功。

2.基于IPv6的殺手級應用將推動IPv6終端發(fā)展

對于IPv6來說，業(yè)務是成功的關鍵。IPv6的優(yōu)勢在于能更好地支持各種端到端及多媒體業(yè)務，如視頻會議、VoIP、文件共享、信息家電、即時通信以及上面提到的移動數(shù)據(jù)業(yè)務。明確用戶在下一代互聯(lián)網(wǎng)中的實際業(yè)務需求，充分利用IPv6的優(yōu)勢，設計和開發(fā)出具有完整的體系結構和良好的可擴展性以及配套的支撐管理系統(tǒng)的終端應用產(chǎn)品，將推動IPv6終端的發(fā)展

3. IPv6終端定制將推動IPv6終端發(fā)展

終端定制就是運營商在充分考慮客戶需求的基礎上，為提高終端的易用性和數(shù)據(jù)業(yè)務使用的便捷性，從外觀、菜單呈現(xiàn)、開關機界面及性能等方面對終端提出定制要求，同時將優(yōu)選出的數(shù)據(jù)業(yè)務及客戶服務內(nèi)容內(nèi)置于終端中。根據(jù)運營商參與終端開發(fā)工作的程度，運營商終端定制有6種模式：運營商推薦、初級定制、一般定制、深度定制（合作研發(fā)推廣）、完全定制、消費者定制。完全定制是目前國內(nèi)外運營商的主流終端定制模式，考慮不同客戶需求規(guī)劃定制策略。對于IPv6終端，定制將推動其發(fā)展。

五、結束語

IPv6技術發(fā)展正在趨于成熟，用戶的迅速增長勢必帶來產(chǎn)業(yè)鏈的良性發(fā)展。終端一直是IPv6發(fā)展的最大瓶頸，在智能手機高度普及的今天，用戶對終端要求也會越來越高，只有當終端問題得以解決之后IPv6才會真正的跨入高速增長期。IPv6將進一步推動終端智能化的趨勢，未來幾年IPv6終端將會大量增加，而IPv6智能終端將會出現(xiàn)大規(guī)模商用。

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