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協定、異質連網技術、資料異質等[2][3]。其中, 設備異質包括 Sensor、Smartphone、

PC 設備等。異質通訊協定,如 IEEE 802.15.4 (Zigbee)、IEEE 802.15.1 (Bluetooth)、

IEEE802.11(WiFi)、IEEE 802.3(Ethernet)等。異質連網技術,如 3G/4G、IPv4/IPv6 等,

資料異質包括 Json、XML、EXI 等。

本研究將物聯網中之 Zigbee 感測節點實作 6LoWPAN,並設計一能夠於 IPv4 及 IPv6 皆 能運作的 Gateway 來轉換與轉送 6LoWPAN 封包,以期能夠整合異質連網與通訊技術。

另外,以標準化的方式記錄感測節點的測寫檔(Profile),使使用者能夠輕易依照感測節 點所提供的 Profile 來使用其所能提供的感測服務,因此,物聯網感測節點的功能異質 性將可被整合。最後,本研究設計ㄧ M2M 的系統,當新的感測節點進入特定 Gateway 服務範圍時,能夠被自動察知,並自動註冊該感測節點的 Profile 至本系統遠端 Server,

全程 M2M 以不需人為介入的方式進行。

1.2 研究目標

本論文將致力於達成以下幾個目標,包括:

 整合物聯網通訊協定異質:由於傳統無線感測網路(WSN: Wireless Sensor Network) 與網際網路通訊協定不同,WSN 無法結合於網際網路中,因此,傳統 WSN 容易成 為一個通訊孤島。為了整合 WSN 與 Ethernet 通訊協定,IETF 所制定的 6LoWPAN[6]

即是將 IEEE 802.15.4 Zigbee 與 IPv6 整合的標準,使 Zigbee 設備能夠使用 IPv6,

並可與網際網路上的設備互相溝通。本研究於感測節點上實作 6LoWPAN,使 WSN 感測節點能夠真正整合入物聯網中。

 整合物聯網連網技術異質:由於 6LoWPAN 封包為壓縮過的 IPv6 封包,因此,無 法直接於網際網路上繞送,必須經過一個 6LoWPAN 邊界路由器(Border Router),

將 6LoWPAN 封包轉為 IPv6 封包才能於網際網路中繞送。因此,本研究於物聯網

閘道器(Gateway)實作了 6LoWPAN 邊界路由器的功能。然而,6LoWPAN 制定為

IPv6 Only,由於 IoT 環境中有許多設備,設備不一定使用 IPv6,可能造成雙方無法 溝通,因此,本研究亦於物聯網 Gateway 中實作 Tunnel 6to4[7]使 6LoWPAN 亦能 夠使用於 IPv4 環境中。

 整合物聯網感測節點功能異質:本研究於感測節點上實作 CoAP[8],並利用 CoAP 規範的服務察知功能,以標準化的方式記錄了感測節點之 Profile,因此能夠輕易的 取得各種感測節點所提供的功能,並能以 RESTful 的架構輕易操作節點。

 實現感測節點與網際網路設備端對端通訊:由於傳統 WSN 無法與網際網路溝通,

多由中介 Gateway 結合 Zigbee Coordinator 利用 UART (Universal Asynchronous

Receiver/Transmitter)傳送至 Gateway,Gateway 將資料集中整合後,轉發至網際網 路。本研究由於實作 6LoWPAN 於感測節點,並於 Gateway 中實現 6LoWPAN Border Router 功 能 , 使 得 感 測 節 點 與 網 際 網 路 上 的 設 備 能 夠 進 行 雙 向 的 End-to-End

Communication。

 設計ㄧ適用於物聯網的 M2M 平台:本研究致力開發ㄧ M2M 系統平台,用以整合 上述之成果。本研究除開發應用外,也提供平台供使用者開發相關物聯網應用。本 研究之 M2M 系統包含上述之 6LoWPAN Node、Gateway 以及遠端 Server 和資料中 心。本系統之 6LoWPAN 節點進入新的 Gateway 範圍後,會由 Gateway 自動察知,

節點與 Gateway 取得 IPv6 後即會對遠端 Server 進行註冊,Server 收到註冊訊息後,

會記錄 Node 對應的資料,例如記錄 Node Profile、開啟其所需的資料庫等。而這些

自動產生的資料即可讓開發者使用並開發相關應用。

1.3 論文架構

本論文架構如下:第一章為研究背景動機與目標。第二章相關研究將分別敘述物聯 網、M2M、傳統 WSN 與 6LoWPAN 的差異、如何使 6LoWPAN 能夠使用於 IPv4、介紹 現有的 Service Discovery 技術,最後介紹本研究選用的 Service Discovery 技術即 CoAP。

第三章將說明本研究之研究方法,分別為 M2M 系統架構與 6LoWPAN 系統架構以及實 作硬體。第四章將說明本研究之實驗結果。最後,第五章則為結論與未來展望。

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