专利摘要

本发明公开了一种6LoWPAN无线传感器网络移动切换的实现方法，所述无线传感器网络包括：接入节点、固定传感器节点、移动传感器节点及移动传感器节点的关联节点。所述接入节点为连接无线传感器网络与IPv6网络的节点，它与IPv6网络中的接入路由器相连。接入节点与固定传感器节点形成树状结构，接入节点为根节点，固定传感器节点为中间节点及叶子节点，所述移动传感器节点用于采集数据，移动传感器节点与关联节点直接通信并通过树状结构实现与IPv6节点的通信。本发明移动切换控制信息在链路层进行交互，因此传输数据量小，延迟时间短。移动切换的控制信息通过网络拓扑结构自动实现路由，节省了建立路由带来的功耗和延迟时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种移动切换的实现系统，尤其涉及的是一种下一代6LoWPAN无线传感器网络移动切换的实现方法。

背景技术

随着无线传感器网络的广泛应用及基于IPv6互联网络的成熟和发展，6LoWPAN无线传感器网络已成为未来发展的必然趋势。随着用户对移动业务需求的不断增长，6LoWPAN无线传感器网络只有提供良好的移动性支持，才能使其获得更大地应用空间。目前，IPv6中典型的移动协议(如HMIPv6，FMIPv6及MIPv6)应用到6LoWPAN无线传感器网络中还存在一些问题，主要原因为如下：

1)现有移动协议中，移动传感器节点需要发送和接收大量的控制信息来确保移动过程中的通信畅通，减少数据包的丢失，而传输控制信息会消耗大量的能量，这会大幅度缩减传感器节点的寿命；

2)现有移动协议都是基于网络层实现的，即每个控制信息数据包都需要包括IPv6包头，这对资源有限的传感器节点来说会造成不小的开销，同样会缩短传感器节点的寿命。

因此针对资源有限的6LoWPAN无线传感器网络需要建立一种低开销的移动切换方法。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种6LoWPAN无线传感器网络移动切换的实现方法。

技术方案：本发明公开了一种6LoWPAN无线传感器网络移动切换的实现方法，在所述6LoWPAN无线传感器网络中设置四类节点：接入节点、固定传感器节点、移动传感器节点及移动传感器节点的关联节点；

所述接入节点为连接无线传感器网络与IPv6网络的节点，它与IPv6网络中的接入路由器相连；接入节点与固定传感器节点形成树状结构，接入节点为根节点，固定传感器节点为中间节点及叶子节点，一个树状结构构建成一个个域网；6LoWPAN无线传感器网络中所有树状结构构成路由骨干网络；

所述移动传感器节点用于采集数据，通过由接入节点和固定传感器节点形成的树状结构进行路由，实现与IPv6网络节点的通信；移动传感器节点的关联节点为与移动传感器节点直接进行通信的树状结构中的节点，同一个时间，一个移动传感器节点只有一个关联节点；移动传感器节点的网络地址在移动过程中固定；

所述树状结构中的节点定期广播beacon帧以示自己的存在，并通过接收一跳范围内的相邻节点发送的beacon帧保存相邻节点的链路地址；

所述移动传感器节点通过测量收到的beacon帧的信号强度获取与关联节点之间的距离，当移动传感器节点检测到它与关联节点的距离大于阈值时，选择当前与它距离最近的固定传感器节点作为关联节点；

所述接入节点、移动传感器节点以及固定传感器节点的IPv6地址包括三个部分：全局路由前缀、接入节点ID与节点ID；

所述全局路由前缀唯一标识一个6LoWPAN无线传感器网络，网络内的所有节点的全局路由前缀都相同；接入节点ID唯一标识一个个域网，个域网中所有节点的IPv6地址的接入节点ID都相同，其值为接入节点的IPv6地址的接入节点ID；节点ID唯一标识一个6LoWPAN无线传感器网络中的传感器节点，接入节点的节点ID为0，IPv6地址为预先设置；

所述IPv6地址的接入节点ID由i比特组成；节点ID划分为多个层次，n比特为一个等级，接入节点的等级为0，接入节点的子节点的等级为1；固定传感器节点IPv6地址的节点ID的有效比特长度v等于固定传感器节点在树状结构中的深度与等级n比特的乘积。

本发明中，固定传感器节点通过加入树状结构获取IPv6地址，固定传感器节点获取IPv6地址的步骤为：

步骤201：开始；

步骤202：固定传感器节点在一跳范围内广播请求地址控制帧；

步骤203：已获取IPv6地址的邻居接入节点或邻居固定传感器节点收到地址请求控制帧后，判断自己是否有剩余地址资源可供分配，如果有，则进行步骤205，否则进行步骤204；

步骤204：邻居接入节点或邻居固定传感器节点放弃处理控制帧，进行步骤209；

步骤205：邻居接入节点或邻居固定传感器节点向固定传感器节点返回一个地址响应控制帧，负载为将要分配的IPv6地址；

步骤206：在设定时间后，固定传感器节点根据地址响应控制帧返回的IPv6地址的节点ID的有效比特长度获取返回帧的邻居接入节点或邻居固定传感器节点所在树状结构的层次值，然后选择层次值最小的节点作为父节点并向该节点返回一个确认控制帧，同时将该节点分配的IPv6地址作为自己的IPv6地址；

步骤207：所述父节点收到固定传感器节点返回的确认控制帧后，将分配给固定传感器节点的IPv6地址标记为已分配状态；

步骤208：固定传感器节点获取IPv6地址；

步骤209：结束。

本发明所述方法中，接入路由器或树状结构中的节点保存一个移动传感器节点和关联节点对照表，对照表包括两个域：移动传感器节点域和关联节点域，移动传感器节点域记录移动传感器节点的链路地址，关联节点域记录移动传感器节点的关联节点的链路地址。

本发明中，移动传感器节点获取IPv6地址及关联节点的过程为：

步骤301：开始；

步骤302：移动传感器节点在一跳范围内广播请求地址控制帧；

步骤303：已获取IPv6地址的邻居接入节点、邻居固定传感器节点或者邻居移动传感器节点收到地址请求控制帧后，判断自己是否有剩余地址资源可供分配，如果是，进行步骤305，否则进行步骤304；

步骤304：邻居接入节点、邻居固定传感器节点或者邻居移动传感器节点放弃处理控制帧，进行步骤314；

步骤305：邻居接入节点、邻居固定传感器节点或邻居移动传感器节点向固定传感器节点返回一个地址响应控制帧，负载为将要分配的IPv6地址；

步骤306：在设定时间后，固定传感器节点查看地址响应控制帧中的IPv6地址的传感器节点ID，选择传感器节点ID有效比特长度最短的IPv6地址作为自己的IPv6地址，并向返回响应控制帧的节点返回一个确认控制帧，负载内容为分配的IPv6地址；

步骤307：移动传感器节点判断是否从邻居接入节点或邻居固定传感器节点获取IPv6地址，如果是，进行步骤308，否则进行步骤309；

步骤308：移动传感器节点将获取IPv6地址的邻居接入节点或邻居固定传感器节点作为自己的关联节点，进行步骤312；

步骤309：移动传感器节点选择返回的地址响应控制帧的信号最强的接入节点或固定传感器节点，发送一个关联请求帧；

步骤310：信号最强的接入节点或固定传感器节点收到关联请求帧后，向移动传感器节点返回一个关联响应响应帧；

步骤311：移动传感器节点收到关联响应帧后，将信号最强的接入节点或固定传感器节点设置为自己的关联节点；

步骤312：为移动传感器节点分配IPv6地址的节点收到确认控制帧后，将分配给移动传感器节点的IPv6地址标记为已分配状态；

步骤313：关联节点在移动传感器节点和关联节点记录表中增加一条表项，移动传感器节点域为移动传感器节点的链路地址，关联节点域为自己的链路地址；

步骤314：结束。

本发明中，当一个移动传感器节点M检测到与其关联节点S1的距离大于阈值时，选择当前与它距离最近的另一个固定传感器节点S2作为关联节点，并进行如下移动切换操作：

步骤401：开始；

步骤402：移动传感器节点M向固定传感器节点S2发送关联请求帧，负载内容为关联节点S1的链路地址；

步骤403：固定传感器节点S2收到关联请求帧后，在移动传感器节点和关联节点记录表中增加一条表项，移动传感器节点域为移动传感器节点M的链路地址，关联节点域为固定传感器节点S2的链路地址，然后向移动传感器节点M返回一个关联响应帧，同时向关联节点S1发送一个更新命令帧，负载内容为移动传感器节点M的链路地址；

步骤404：移动传感器节点M收到固定传感器节点S2的关联响应帧后，将关联节点设置为固定传感器节点S2；

步骤405：更新命令帧根据树状结构进行路由，首先到达固定传感器节点S2的父节点；

步骤406：父节点收到更新命令帧后，判断它是否为固定传感器节点S2与关联节点S1的共同祖先节点，即是否为包含关联节点S1与固定传感器节S2的最小子树的树根节点，如果是，进行步骤410，否则进行步骤407；

步骤407：父节点查看移动传感器节点和关联节点记录表，判断是否存在移动传感器节点M的表项，如果是，进行步骤408，否则进行步骤409；

步骤408：父节点删除移动传感器节点M的表项；

步骤409：父节点将更新命令帧继续发送给其父节点，进行步骤406；

步骤410：共同祖先节点查看移动传感器节点和关联节点记录表，判断是否存在移动传感器节点M的表项，如果是，进行步骤412，否则进行步骤411；

步骤411：共同祖先节点在移动传感器节点和关联节点记录表中增加一个表项，移动传感器节点域为移动传感器节点M的链路地址，关联节点为固定传感器节点S2的链路地址，进行步骤413；

步骤412：共同祖先节点将表项中关联节点域更新为固定传感器节点S2的链路地址；

步骤413：共同祖先节点按照树状结构将更新命令帧发送给其子节点；

步骤414：子节点收到更新命令帧后，判断自己是否为关联节点S1，如果是，进行步骤416，否则进行步骤415；

步骤415：子节点按照树状结构将更新命令帧继续发送给其子节点，将进行步骤414；

步骤416：关联节点S1收到更新命令帧后，从移动传感器节点和关联节点对照表中删除节点M的对应表项，同时将目的地址为节点M的数据帧直接发送给固定传感器节点S2；

步骤417：固定传感器节点S2收到目的地址为节点M的数据帧后，将此数据帧转发给移动传感器节点M；

步骤418：结束。

本发明中，IPv6节点与移动传感器节点X的通信过程为：

步骤501：开始；

步骤502：IPv6节点发送一条获取移动传感器节点X所采集信息请求数据包，目的地址为节点X的IPv6地址，此数据包在IPv6网络中路由，到达与目的移动传感器节点所在6LoWPAN无线传感器网络连接的接入路由器R；

步骤503：接入路由器R收到数据包后用MAC头部(MAC结构可具体参见IEEE Computer Society.Part 15.4：Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer (PHY)Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks(WPANs)，IEEEStandard 802.15.4.August，2007.)和Mesh头部对数据包进行封装，然后将Mesh头部中的最终地址域设置为移动传感器节点X的链路地址；

步骤504：接入路由器R查看移动传感器节点和关联节点对照表是否有移动传感器节点X的表项，如果是，进行步骤505，否则进行步骤506；

步骤505：接入路由器R将Mesh头部中的目的地址域设置为表项中的关联节点域值，进行步骤507；

步骤506：接入路由器R将Mesh头部中的目的地址域设置为移动传感器节点X获取其IPv6地址的节点的链路地址；

步骤507：接入路由器R根据Mesh中目的地址域选取相应的树状结构，并将MAC头部中的目的链路地址设置为树根节点的链路地址，发送数据帧；

步骤508：下一跳节点收到数据帧后判断其移动传感器节点和关联节点对照表中是否存在移动传感器节点X的表项，如果是，进行步骤509，否则进行步骤510；

步骤509：下一跳节点用表项的关联节点域值更新数据帧中Mesh头部中的目的地址域值；

步骤510：下一跳节点判断自己的链路地址是否等于帧中Mesh头部的目的节点域值，如果是，进行步骤512，否则进行步骤511；

步骤511：下一跳节点将MAC头部的源链路地址更新为自己的链路地址，目的链路地址更新为到达Mesh头部中目的地址域值所在分支的下一跳节点的链路地址，然后将数据帧发送出去，进行步骤508；

步骤512：关联节点收到数据帧后，查看移动传感器节点和关联节点对照表中是否存在移动传感器节点X的对应表项，如果是，进行步骤513，否则进行步骤514；

步骤513：关联节点直接将数据发送给移动传感器节点X，进行步骤516；

步骤514：说明移动传感器节点X已经发生移动离开自己的通信区域，此时，关联节点将数据帧发送到移动传感器节点X的当前关联节点；

步骤515：移动传感器节点X的当前关联节点收到数据帧后，将数据发送给移动传感器节点X；

步骤516：移动传感器节点X收到数据帧后，处理此数据帧并将响应信息封装为响应数据帧，响应数据帧只包含MAC头部，不包含Mesh头部，其中，MAC头部中的源链路地址为移动传感器节点X的链路地址，目的地址为关联节点的链路地址，发送数据帧；

步骤517：关联节点收到数据帧后，将MAC头部中的源链路地址更新为自己的链路地址，MAC头部中的目的链路地址更新为其父节点的链路地址，然后将数据帧发送出去；

步骤518：父节点收到数据帧后，判断自己是否为接入路由器R，如果是，进行步骤520，否则进行步骤519；

步骤519：父节点继续讲数据帧发送给它的父节点，进行步骤518；

步骤520：接入路由器R将数据帧中的响应信息封装为IPv6数据包，将其发送到IPv6网络上，数据包按照IPv6路由方式到达源IPv6节点；

步骤521：结束。

本发明中，Mesh帧头部结构中，O位和F位为3比特，分别表示目的地址域和最终地址域的格式；其中，000表示地址由1字节组成，001表示地址由2个字节组成，Hop limit(最大跳)位为树状结构的深度值的2倍，数据帧每经过一跳，递减1。

有益效果：本发明提供了一种6LoWPAN无线传感器网络移动切换的实现方法，所述无线传感器网络中的移动传感器节点通过本发明所提供的移动切换实现方法，可保持移动过程中通信的连续性，由于本发明中的移动切换控制信息在链路层进行交互，因此传输数据量小，延迟时间短，此外，移动切换的控制信息通过网络拓扑结构自动实现路由，节省了建立路由带来的功耗和延迟时间。本发明中的移动传感器节点无须转交地址，并且无须参加移动切换的控制过程，从而节省了能量，延长了寿命。本发明可应用于农业设施现代化及医疗健康等诸多领域，具有广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本发明所述的接入节点、固定传感器节点、移动传感器节点及移动传感器节点的关联节点的结构示意图。

图2为本发明所述的接入节点、移动传感器节点以及固定传感器节点的IPv6地址的结构示意图。

图3为本发明所述的固定传感器节点获取IPv6地址的流程示意图。

图4为本发明所述的移动传感器节点和关联节点对照表结构示意图。

图5为本发明所述的移动传感器节点获取IPv6地址及关联节点的流程示意图。

图6a和图6b为本发明所述的移动传感器节点移动切换的流程示意图。

图7为本发明所述的移动传感器节点与IPv6节点交互的数据帧中Mesh头部的结构示意图。

图8a和图8b为本发明所述的移动传感器节点与IPv6节点通信流程示意图。

具体实施方式：

本发明提供了一种6LoWPAN无线传感器网络移动切换的实现方法，在所述方法中，无线传感器网络中的移动传感器节点通过本发明所提供的移动切换实现方法，可保持移动过程中通信的连续性。

图1为本发明所述的接入节点、固定传感器节点、移动传感器节点及移动传感器节点的关联节点的结构示意图。所述6LoWPAN无线传感器网络中设置四类节点：接入节点2、固定传感器节点3、移动传感器节点6及移动传感器节点的关联节点5。所述接入节点为连接无线传感器网络与IPv6网络的节点，它与IPv6网络中的接入路由器1相连；接入节点与固定传感器节点形成树状结构4，接入节点为根节点，固定传感器节点为中间节点及叶子节点，一个树状结构构建成一个个域网，6LoWPAN无线传感器网络中所有树状结构构成路由骨干网络。所述移动传感器节点用于采集数据，通过由接入节点和固定传感器节点形成的树状结构进行路由，实现与IPv6网络节点的通信，移动传感器节点的关联节点为与移动传感器节点直接进行通信的树状结构中的节点，同一个时间，一个移动传感器节点只有一个关联节点；移动传感器节点的网络地址在移动过程中固定。所述树状结构中的节点定期广播beacon帧以示自己的存在，并通过接收一跳范围内的相邻节点发送的beacon帧保存相邻节点的链路地址。所述移动传感器节点通过测量收到的beacon帧的信号强度获取与关联节点之间的距离，当移动传感器节点检测到它与关联节点的距离大于阈值时，选择当前与它距离最近的固定传感器节点作为关联节点，其中beacon帧的信号强度与距离的平方成反比。

图2为本发明所述的接入节点、移动传感器节点以及固定传感器节点的IPv6地址的结构示意图。所述接入节点、移动传感器节点以及固定传感器节点的IPv6地址包括三个部分：全局路由前缀、接入节点ID与节点ID，所述全局路由前缀唯一标识一个6LoWPAN无线传感器网络，网络内的所有节点的全局路由前缀都相同；接入节点ID唯一标识一个个域网，个域网中所有节点的IPv6地址的接入节点ID都相同，其值为接入节点的IPv6地址的接入节点ID；节点ID唯一标识一个6LoWPAN无线传感器网络中的传感器节点。接入节点的节点ID为0，IPv6地址为预先设置，其接入节点ID为最小可分配值，例如6LoWPAN无线传感器网络中的第一个接入节点的IPv6地址的接入节点ID为1，第二个接入节点的IPv6地址的接入节点ID为2，以此类推。所述IPv6地址的接入节点ID由i比特组成；节点ID划分为多个层次，n比特为一个等级，接入节点的等级为0，接入节点的子节点的等级为1；固定传感器节点IPv6地址的节点ID的有效比特长度v等于固定传感器节点在树状结构中的深度d与等级n比特的乘积，如公式所示：v＝d×n。

图3为本发明所述的固定传感器节点获取IPv6地址的流程示意图，固定传感器节点通过加入树状结构获取IPv6地址，固定传感器节点获取IPv6地址的步骤为：

步骤201：开始；

步骤202：固定传感器节点在一跳范围内广播请求地址控制帧；

步骤203：已获取IPv6地址的邻居接入节点或邻居固定传感器节点收到地址请求控制帧后，判断自己是否有剩余地址资源可供分配，如果有，则进行步骤205，否则进行步骤204；

步骤204：邻居接入节点或邻居固定传感器节点放弃处理控制帧，进行步骤209；

步骤205：邻居接入节点或邻居固定传感器节点向固定传感器节点返回一个地址响应控制帧，负载为将要分配的IPv6地址；

步骤206：在设定时间后(例如10S)，固定传感器节点根据地址响应控制帧返回的IPv6地址的节点ID的有效比特长度获取返回帧的邻居接入节点或邻居固定传感器节点所在树状结构的层次值，然后选择层次值最小的节点作为父节点并向该节点返回一个确认控制帧，同时将该节点分配的IPv6地址作为自己的IPv6地址；

步骤207：所述父节点收到固定传感器节点返回的确认控制帧后，将分配给固定传感器节点的IPv6地址标记为已分配状态；

步骤208：固定传感器节点获取IPv6地址；

步骤209：结束。

图4为本发明所述的移动传感器节点和关联节点对照表结构示意图。接入路由器或树状结构中的节点保存一个移动传感器节点和关联节点对照表，对照表包括两个域：移动传感器节点域和关联节点域，移动传感器节点域记录移动传感器节点的链路地址，关联节点域记录移动传感器节点的关联节点的链路地址。

图5为本发明所述的移动传感器节点获取IPv6地址及关联节点的流程示意图。移动传感器节点获取IPv6地址及关联节点的过程为：

步骤301：开始；

步骤302：移动传感器节点在一跳范围内广播请求地址控制帧；

步骤303：已获取IPv6地址的邻居接入节点、邻居固定传感器节点或者邻居移动传感器节点收到地址请求控制帧后，判断自己是否有剩余地址资源可供分配，如果是，进行步骤305，否则进行步骤304；

步骤304：邻居接入节点、邻居固定传感器节点或者邻居移动传感器节点放弃处理控制帧，进行步骤314；

步骤305：邻居接入节点、邻居固定传感器节点或邻居移动传感器节点向固定传感器节点返回一个地址响应控制帧，负载为将要分配的IPv6地址；

步骤306：在设定时间后(例如10S)，固定传感器节点查看地址响应控制帧中的IPv6地址的传感器节点ID，选择传感器节点ID有效比特长度最短的IPv6地址作为自己的IPv6地址，并向返回响应控制帧的节点返回一个确认控制帧，负载内容为分配的IPv6地址；

步骤307：移动传感器节点判断是否从邻居接入节点或邻居固定传感器节点获取IPv6地址，如果是，进行步骤308，否则进行步骤309；

步骤308：移动传感器节点将获取IPv6地址的邻居接入节点或邻居固定传感器节点作为自己的关联节点，进行步骤312；

步骤309：移动传感器节点选择返回的地址响应控制帧的信号最强的接入节点或固定传感器节点，发送一个关联请求帧；

步骤310：信号最强的接入节点或固定传感器节点收到关联请求帧后，向移动传感器节点返回一个关联响应响应帧；

步骤311：移动传感器节点收到关联响应帧后，将信号最强的接入节点或固定传感器节点设置为自己的关联节点；

步骤312：为移动传感器节点分配IPv6地址的节点收到确认控制帧后，将分配给移动传感器节点的IPv6地址标记为已分配状态；

步骤313：关联节点在移动传感器节点和关联节点记录表中增加一条表项，移动传感器节点域为移动传感器节点的链路地址，关联节点域为自己的链路地址；

步骤314：结束。

图6a和图6b为本发明所述的移动传感器节点移动切换的流程示意图。当一个移动传感器节点M检测到与其关联节点S1的距离大于阈值时，选择当前与它距离最近的另一个固定传感器节点S2作为关联节点，并进行如下移动切换操作：

步骤401：开始；

步骤402：移动传感器节点M向固定传感器节点S2发送关联请求帧，负载内容为关联节点S1的链路地址；

步骤403：固定传感器节点S2收到关联请求帧后，在移动传感器节点和关联节点记录表中增加一条表项，移动传感器节点域为移动传感器节点M的链路地址，关联节点域为固定传感器节点S2的链路地址，然后向移动传感器节点M返回一个关联响应帧，同时向关联节点S1发送一个更新命令帧，负载内容为移动传感器节点M的链路地址；

步骤404：移动传感器节点M收到固定传感器节点S2的关联响应帧后，将关联节点设置为固定传感器节点S2；

步骤405：更新命令帧根据树状结构进行路由，首先到达固定传感器节点S2的父节点；

步骤406：父节点收到更新命令帧后，判断它是否为固定传感器节点S2与关联节点S1的共同祖先节点，即是否为包含关联节点S1与固定传感器节S2的最小子树的树根节点，如果是，进行步骤410，否则进行步骤407；

步骤407：父节点查看移动传感器节点和关联节点记录表，判断是否存在移动传感器节点M的表项，如果是，进行步骤408，否则进行步骤409；

步骤408：父节点删除移动传感器节点M的表项，进行步骤409；

步骤409：父节点将更新命令帧继续发送给其父节点，进行步骤406；

步骤410：共同祖先节点查看移动传感器节点和关联节点记录表，判断是否存在移动传感器节点M的表项，如果是，进行步骤412，否则进行步骤411；

步骤411：共同祖先节点在移动传感器节点和关联节点记录表中增加一个表项，移动传感器节点域为移动传感器节点M的链路地址，关联节点为固定传感器节点S2的链路地址，进行步骤413；

步骤412：共同祖先节点将表项中关联节点域更新为固定传感器节点S2的链路地址；

步骤413：共同祖先节点按照树状结构将更新命令帧发送给其子节点；

步骤414：子节点收到更新命令帧后，判断自己是否为关联节点S1，如果是，进行步骤416，否则进行步骤415；

步骤415：子节点按照树状结构将更新命令帧继续发送给其子节点，将进行步骤414；

步骤416：关联节点S1收到更新命令帧后，从移动传感器节点和关联节点对照表中删除节点M的对应表项，同时将目的地址为节点M的数据帧直接发送给固定传感器节点S2；

步骤417：固定传感器节点S2收到目的地址为节点M的数据帧后，将此数据帧转发给移动传感器节点M；

步骤418：结束。

图7为本发明所述的移动传感器节点与IPv6节点交互的数据帧中Mesh头部的结构示意图。Mesh帧头部结构中，前2比特值为10，O位和F位为3比特，分别表示目的地址域和最终地址域的格式；其中，000表示地址由1字节组成，001表示地址由2个字节组成，Hop limit(最大跳)位为树状结构的深度值的2倍，数据帧每经过一跳，递减1，Hop limit为数据帧所经过的最大跳数。

图8a和图8b为本发明所述的移动传感器节点与IPv6节点通信流程示意图。IPv6节点与移动传感器节点X的通信过程为：

步骤501：开始；

步骤502：IPv6节点发送一条获取移动传感器节点X所采集信息请求数据包，目的地址为节点X的IPv6地址，此数据包在IPv6网络中路由，到达与目的移动传感器节点所在6LoWPAN无线传感器网络连接的接入路由器R；

步骤503：接入路由器R收到数据包后用MAC头部和Mesh头部对数据包进行封装，然后将Mesh头部中的最终地址域设置为移动传感器节点X的链路地址，其中MAC头部包含MAC源链路地址域和MAC目的链路地址域，Mesh头部参见图7所示；

步骤504：接入路由器R查看移动传感器节点和关联节点对照表是否有移动传感器节点X的表项，如果是，进行步骤505，否则进行步骤506；

步骤505：接入路由器R将Mesh头部中的目的地址域设置为表项中的关联节点域值，进行步骤507；

步骤506：接入路由器R将Mesh头部中的目的地址域设置为移动传感器节点X获取其IPv6地址的节点的链路地址；

步骤507：接入路由器R根据Mesh中目的地址域选取相应的树状结构，并将MAC头部中的目的链路地址设置为树根节点的链路地址，发送数据帧；

步骤508：下一跳节点收到数据帧后判断其移动传感器节点和关联节点对照表中是否存在移动传感器节点X的表项，如果是，进行步骤509，否则进行步骤510；

步骤509：下一跳节点用表项的关联节点域值更新数据帧中Mesh头部中的目的地址域值；

步骤510：下一跳节点判断自己的链路地址是否等于帧中Mesh头部的目的节点域值，如果是，进行步骤512，否则进行步骤511；

步骤511：下一跳节点将MAC头部的源链路地址更新为自己的链路地址，目的链路地址更新为到达Mesh头部中目的地址域值所在分支的下一跳节点的链路地址，然后将数据帧发送出去，进行步骤508；

步骤512：关联节点收到数据帧后，查看移动传感器节点和关联节点对照表中是否存在移动传感器节点X的对应表项，如果是，进行步骤513，否则进行步骤514；

步骤513：关联节点直接将数据发送给移动传感器节点X，进行步骤516；

步骤514：说明移动传感器节点X已经发生移动离开自己的通信区域，此时，关联节点将数据帧发送到移动传感器节点X的当前关联节点；

步骤515：移动传感器节点X的当前关联节点收到数据帧后，将数据发送给移动传感器节点X；

步骤516：移动传感器节点X收到数据帧后，处理此数据帧并将响应信息封装为响应数据帧，响应数据帧只包含MAC头部，不包含Mesh头部，其中，MAC头部中的源链路地址为移动传感器节点X的链路地址，目的地址为关联节点的链路地址，发送数据帧；

步骤517：关联节点收到数据帧后，将MAC头部中的源链路地址更新为自己的链路地址，MAC头部中的目的链路地址更新为其父节点的链路地址，然后将数据帧发送出去；

步骤518：父节点收到数据帧后，判断自己是否为接入路由器R，如果是，进行步骤520，否则进行步骤519；

步骤519：父节点继续讲数据帧发送给它的父节点，进行步骤518；

步骤520：接入路由器R将数据帧中的响应信息封装为IPv6数据包，将其发送到IPv6网络上，数据包按照IPv6路由方式到达源IPv6节点；

步骤521：结束。

综上所述，本发明提供了6LoWPAN无线传感器网络地址移动切换的实现方法，此项技术可以应用于医疗健康、军事国防等诸多领域，例如，在医疗健康领域中，可在患者身体上安装多个传感器节点监测患者的身体健康参数。在患者移动过程中，医生仍然可以通过访问传感器节点实时了解患者身体的健康参数以进行及时治疗。由于传感器节点具有体积小、价格低廉、易于布置、易于维护等特点，而互联网具有地理位置覆盖广泛，使用方便，界面友好、费用低廉等特点，因此，本技术具有很高的推广价值。

本发明提供了6LoWPAN无线传感器网络地址移动切换的实现方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

6LoWPAN无线传感器网络移动切换的实现方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。