随着物联网技术、嵌入式技术和计算机技术的快速发展,城市路灯照明系统已由最初的人工区域性控制逐渐发展为现在的智能化和网络化远程控制。这种新型智能路灯系统比传统路灯在管理上更高效安全、运行上更稳定、环保上更节能,但就目前智能路灯领域中常用的几种通信技术而言,其实际应用时仍然都存在着自身的一些缺陷。论文针对现有路灯系统实际应用时出现的这些问题,提出了一种更适合于物联网未来发展趋势和路灯系统本身功能需求的技术解决方案。论文设计了一个基于 6LoWPAN(IPv6 Low Power Wireless Personal Area Networks)协议的带有安全机制的路灯通信系统。论文对常用几种路灯通信协议的技术特点做了详细的对比分析,确定了 6LoWPAN协议更适合作为未来路灯系统的通信技术。针对基于6LoWPAN协议建立的路灯通信网络,进行了相关的安全性分析,并对网络中涉及到的安全加解密算法做了理论的研究和分析比较。结果表明,aes算法是一种安全性高、软硬件都兼容和应用广泛的加解密算法,基于该算法的aes-CCM和aes-ECB算法能很好的融入到6LoWPAN通信网络的安全机制中,并且适合在路灯系统的通信设备上运行。论文完成了对路灯通信系统开发平台和实验环境的搭建和配置,在系统总体架构中重点实现了 6LoWPAN终端节点控制器和6LoWPAN网关节点控制器的硬件设计和软件开发。在该软硬件平台的基础上,对整个6LoWPAN路灯通信网络的通信质量和安全性能分别做了测试,具体测试内容包括6LoWPAN局域网内部的通信实验和MAC层数据加密性实验、6LoWPAN外网通信实验和网关节点的认证加密实验。测试结果分析表明,采用6LoWPAN技术的路灯通信系统在实际应用时,有着可靠的通信性能和良好的安全性能,实现了对路灯的精准调配和监控,达到了路灯系统通信数据信息安全传输的效果。
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