第一章 緒論
1.1 研究背景與動機
近年來,物聯網(Internet of Thing,IoT)一直是備受注目的議題,且在 Gartner 預測 2015 年最重要的十大技術中[1]提及物聯網並認為物聯網將改變未來科技。Garner 的定 義中指物聯網為一個網路中包含大量的嵌入式技術實體,這些實體能夠使用無線通訊 溝通與進行感測服務,並擁有設備內部狀態溝通和外部環境互動的能力[2],這些實體 則為物聯網中的 Things,能無縫地與 Internet 串連。由於目前已被標準化的無線通訊技 術逐漸普及,包含 Bluetooth Low Energy(IEEE 802.15.6)、ZigBee(IEEE 802.15.4)等,以 及物聯網應用盛行(包括建築與家庭自動化、醫療與照護、智慧型運輸系統與環境監控 等)。物聯網備受重視,衍生許多研究議題,包括異質通訊協定、互通性、標準化、自 適應性、異質資料整合、延展性、智慧化與移動性支援等[3][4],而上述這些問題仍尚 待解決。
M2M(Machine to Machine)機器與機器間的通訊,是物聯網中相當重要的一部分,
由 ETSI 協會制定其標準[5][6],M2M 的定義是指機器與機器間不需人為介入,即可自 主地互相溝通,若時常需要人為介入,在物聯網中並不合用,且需耗費人力,因此如 何在物聯網中達到 M2M 也為本系統要達到的目標之一。
本系統佈署在 6LoWPAN 環境中以 BLE 通訊能力的感測節點,並設計智慧型 Gateway 處理存在於物聯網中的異質性,此外,架設 Server 控管節點與 Gateway,並連 接 Data Center 儲存相關資料。本系統亦考量到目前 IPv6 的使用率不高[7],Gateway 與 Server 可能佈署於 IPv6 或 IPv4 環境中,本系統設計之 Gateway 可察知目的地所在之環
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境,並自動地執行適當的封包轉換。
目前相較於 Zigbee 協定,多數智慧型裝置皆開始支援低功耗藍牙(BLE:Bluetooth
Low Energy)協定,因此,本系統佈署於環境中的節點採用 BLE 協定。此外,由於傳統 的 Web 中,並無考慮到 IoT 設備中的限制(如:供電限制、頻寬等,典型例子為 6LoWPAN 環境),而專為受限設備設計的 CoAP 協定利用網頁則可適用於 IoT 中,形成 Web of
Things(WoT)[8][9]。因此,本系統的節點將使用 BLE 通訊協定,並佈署於 6LoWPAN 環境中,透過 CoAP 協定以提供感測服務與控制室內設備的服務為研究目標。
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(3) 達成 End-to-End Communication:由於傳統 WSN 無法與網際網路互通,本系統所 佈署的節點,透過 Gateway 當作橋梁,令本系統所架設之 Node 能夠直接與遠端設 架構,Tunnel 6to4 技術、Service Discovery 方式等。第三章研究方法,包含使用情境、
系統架構、系統需求環境、系統流程、Gateway 封包轉換、Service Discovery 與使用者 應用。第四章實測結果,實測結果包含 BLE Node 傳送之 6LoWPAN 封包、BLE 6LoWPAN Module、Tunnel 6to4 與 Microsoft Azure 資料庫測試。第五章結論與未來展望。
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