基于IPV6技术的物联网在智能家居中的应用研究

魏育华

摘要：如何解决数以亿计的设备及相应智能传感器的地址分配问题是全球能源互联网推进过程中需要解决的首要问题，正在发展和不断成熟的IPv6技术为全球能源互联网提供了必要的手段和得力的工具。文章介绍了IPv6技术的发展趋势，探讨了基于IPv6技术的物联网的关系。

关键词：IPV6技术；物联网；应用

随着计算机技术和通信技术不断发展，IPV4协议已经不能满足人们对现代网络的需要。IPV4技术存在的主要问题是IP地址的缺乏，IP地址是计算机技术与网络应用的关键。目前人们对家居的需求不再仅仅局限于以往的需求，对家居更倾向于智能化、多元化。在进行智能家居系统的设计中，首先要对家庭以及家庭成员的实际所需进行调查，利用已有的科技条件在能够满足客户基本要求的前提下进行更加深入的拓展，所以提升智能家居技术是众望所归。

一、智能家居系统架构

IPv6是一种协议技术，但是，它将对下一代网络中潜在的基础设施、设备服务、电子商务等方面的发展产生巨大的推动力。到目前为止，IPv6依然是下一代网络的核心协议。现有的互联网主要足基于IPv4协议的，这一协议的成功促成了互联网的迅速发展。在IPv4互联网上，美国等少数国家占得先机，以互联网为代表的信息产业给美国经济带来了少有的持续繁荣。但在下一代互联网研究与建设上，我国与发达国家在技术上的差距已经不再明显了，我们应该充分重视下一代互联网给中国带来的新的发展机遇。

基于IPV6技术的物联网在智能家居中的应用与传统系统相比较最大的优势在于智能家居利用IPV6协议利用了大量的数据空间对系统的每一个设备都进行连接，以此保证网络结构的统一，同时已连接的家居能够帮助用户进行用户终端的控制，降低了系统对家庭网关设备的依赖。

二、智能家居网关设备

智能家居网关设备是系统中重要的设备之一，智能家居网关设备作为用户终端设备的代理之一，相关责任负责者需要对家居设备进行管理以及对用户终端设备以及家用之间的数据进行信息交换。

1.关于操作系统的选定

目前嵌入式系统中主要被分为两种，一种是VXWorks与嵌入式Linux，两种系统中，VxWorks系统的内核还不能够支持IPV6协议，为了适应人们的需求，我们就必须对VxWorks系统进行升级改造，但是VxWorks系统的升级改造不仅技术难度系数高，同时需要购买的内核费用也较为昂贵。

2. IPV6技术的实现

根据调查反馈，嵌入式Linux操作系统的NET/IPV6目录和相关的IPV6中H开头的文件中所存放的系统实现IPV6需要全部采用代码。IPV6实际是在IPV4的基础上进行改进实现的，所以在很大程度上两者是具有一定的共性的。IPV6进行数据传输时主要通过三种方式进行，传输的最终方式主要根据实际的需求进行选择。本地传输层所建立的数据包IP6-xmit接口传输，主要还是通过中间环节进行处理最后传输到IP6的终端，并进行接收处理。

三、IPV6技术的优势

（1）IPv6具有更大的地址空间，IPv4中规定IP地址长度为32，最大地址个数为2^32；而IPv6中IP地址的长度为128。与32位地址空间相比，其地址空间增加了2^128-2^32个。

（2）IPv6使用更小的路由表，IPv6的地址分配一开始就遵循聚类的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。

（3）IPv6增加了增强的组播支持以及对流的支持，这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量控制提供了良好的网络平台。

（4）IPv6加入了对自动配置的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络的管理更加方便和快捷。

（5）更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式，其选项与基本头部分开，如果需要，可将选项插入到基本头部与上层数据之间。这就简化和加速了路由选择过程，因为大多数的选项不需要由路由选择。

（6）新的选项。IPV6有一些新的选项来实现附加的功能。

四、IPv6终端发展关键问题分析

1.移动终端的瓶颈

移动终端受制于操作系统和芯片，IPv6支持能力较弱，目前，国内三种制式的移动终端对IPv6的支持能力与国际基本同步。在操作系统方面，国内自主研发的沃phone和Andriod2.x系统均不支持IPv6。在芯片方面，威睿电通以及海思量产的芯片其基带处理器都不支持IPv6。LTE制式的终端芯片IPv6支持情况相对较好，有至少12家LTE芯片厂家在LTE芯片中开发或正在开发IPv6功能。为绕开芯片的制约，中国电信实现了不依赖于芯片的IPv6改造，基于Relay模式在多款手机终端上成功支持IPv6，并已在CDMA现网试验成功。

2.基于IPv6的杀手级应用将推动IPv6终端发展

对于IPv6来说，业务是成功的关键。IPv6的优势在于能更好地支持各种端到端及多媒体业务，如视频会议、VoIP、文件共享、信息家电、即时通信以及上面提到的移动数据业务。明确用户在下一代互联网中的实际业务需求，充分利用IPv6的优势，设计和开发出具有完整的体系结构和良好的可扩展性以及配套的支撑管理系统的终端应用产品，将推动IPv6终端的发展

3. IPv6终端定制将推动IPv6终端发展

终端定制就是运营商在充分考虑客户需求的基础上，为提高终端的易用性和数据业务使用的便捷性，从外观、菜单呈现、开关机界面及性能等方面对终端提出定制要求，同时將优选出的数据业务及客户服务内容内置于终端中。根据运营商参与终端开发工作的程度，运营商终端定制有6种模式：运营商推荐、初级定制、一般定制、深度定制（合作研发推广）、完全定制、消费者定制。完全定制是目前国内外运营商的主流终端定制模式，考虑不同客户需求规划定制策略。对于IPv6终端，定制将推动其发展。

五、结束语

IPv6技术发展正在趋于成熟，用户的迅速增长势必带来产业链的良性发展。终端一直是IPv6发展的最大瓶颈，在智能手机高度普及的今天，用户对终端要求也会越来越高，只有当终端问题得以解决之后IPv6才会真正的跨入高速增长期。IPv6将进一步推动终端智能化的趋势，未来几年IPv6终端将会大量增加，而IPv6智能终端将会出现大规模商用。

参考文献：

[1]下一代互联网技术在智能电网中的应用[J].张巍，阎立.电力系统通信.2012（12）

[2]能源互联网下电力大数据发展相关研究[J].宫一品，徐从明，韩宪丛.山东工业技术.2018（11）

[3]中俄计划构建全球能源互联网[J].能源与环境.2017（06）