CN103686584B - 传感器网络中的端到端通信 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种ZigBee网络和IPv6网络互联互通方案，从而实现传感器网络中的端到端通信。在网络加入过程中，由传感器网络中的网关为每个传感器节点分配一个全局唯一的虚拟IPv6地址，为每个与传感器节点通信的IPv6服务器分配一个ZigBee短地址。由此，从IPv6网络中的服务器的角度来看，传感器节点就相当于一个普通的IPv6节点；而从传感器网络中的传感器节点的角度来看，IPv6服务器就相当于一个普通的、处于相同传感器网络中的传感器节点。

Description

传感器网络中的端到端通信

技术领域

本申请涉及传感器网络，尤其涉及传感器网络中的端到端通信。

背景技术

在工业或民用领域中，传感器网络得到广泛运用。目前，大部分传感器网络基于ZigBee协议来提供廉价、低功耗和双向的通信。

由于TCP/IP协议已经成为英特网中占主导地位的协议，因此，基于TCP/IP协议互连ZigBee网络是不可避免的。此外，由于IPv4中存在许多问题(例如，IPv4地址短缺)，因此，IPv6是用于互联ZigBee网络的事实上的网络标准。然而，由于ZigBee协议的基本设计与TCP/IP协议不兼容，因此，在它们之间提供网络互联并不容易。例如，由于ZigBee网络中传感器节点的电池寿命较短、体积较小以及因成本较低而导致的存储空间和CPU速度受限、无线接口复杂度受限等原因，导致了ZigBee网络的资源和能力严重受限。由于这些限制，ZigBee网络中的传感器节点无法像IPv6网络中的服务器那样实现IPv6功能。

发明内容

基于上述缺陷，在ZigBee网络和IPv6网络之间提供一种新的网络互联方案从而在传感器网络中提供端到端的通信是十分有利的。

为了在IPv6网络的服务器和传感器网络的传感器节点之间提供端到端通信，在网络加入过程中，由传感器网络中的网关为每个传感器节点分配一个全局唯一的虚拟IPv6地址，该虚拟IPv6地址是基于该传感器节点的MAC地址和该网关的IPv6网络前缀生成的，例如，该虚拟IPv6地址可以一个是由该传感器节点的64bit的MAC地 址和该网关的64bit的IPv6网络前缀结合生成的128bit的地址。

由于每个传感器节点被分配了一个虚拟IPv6地址，因此，从IPv6网络中的服务器的角度来看，该传感器节点就相当于一个普通的IPv6节点。

为了在传感器网络的传感器节点和IPv6网络的服务器之间提供端到端通信，在网络加入过程中，由传感器网络中的网关为每个想与传感器节点通信的IPv6服务器分配一个ZigBee短地址，例如，16bit的ZigBee短地址。该ZigBee短地址在该传感器网络中是唯一的。

由于IPv6服务器被分配了一个ZigBee短地址，因此，从传感器网络中的传感器节点的角度来看，该IPv6服务器就相当于一个普通的传感器节点。

根据本发明的一个方面，提供了一种在IPv6网络的服务器中用于加入传感器网络的方法，所述方法包括以下步骤：发送IPv6网络加入请求消息至所述传感器网络的网关，所述IPv6网络加入请求消息中包括该服务器所要加入的传感器网络的网络标识信息以及用于指示该服务器是终端节点的标签信息；以及接收来自所述网关的IPv6网络加入确认消息，所述IPv6网络加入确认消息中包括所述网关为所述服务器分配的ZigBee短地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在传感器网络的网关中用于辅助IPv6网络中的服务器加入该传感器网络的方法，所述方法包括以下步骤：接收来自所述服务器的IPv6网络加入请求消息，所述IPv6网络加入请求消息中包括该服务器所要加入的传感器网络的网络标识信息以及用于指示该服务器是终端节点的标签信息；为所述服务器分配ZigBee短地址，并且记录所述服务器的IPv6地址、所述服务器所要加入的传感器网络的网络标识信息以及为所述服务器分配的所述ZigBee短地址；以及发送IPv6网络加入确认消息至所述服务器，所述IPv6网络加入确认消息中包括为该服务器分配的所述ZigBee短地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在传感器网络的网关中用于辅助传感器节点加入该传感器网络的方法，所述方法包括以下步骤：接收来自所述传感器节点的ZigBee网络加入请求消息，所述ZigBee网络加入请求消息中包括该传感器节点的节点标识信息以及该传感器节点所要加入的传感器网络的网络标识信息；为所述传感器节点分配ZigBee短地址，并且基于所述传感器节点的MAC地址和所述网关的IPv6网络前缀为所述传感器节点生成虚拟IPv6地址，并且记录所述传感器节点的所述节点标识信息、所述传感器节点所要加入的传感器网络的网络标识信息、为所述传感器节点分配的所述ZigBee短地址以及为所述传感器节点生成的所述虚拟IPv6地址；以及发送ZigBee网络加入确认消息至所述传感器节点，所述ZigBee网络加入确认消息中包括为所述传感器节点分配的所述ZigBee短地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在传感器网络的传感器节点中用于与IPv6网络中的服务器进行数据传输的方法，所述传感器节点和所述服务器已加入所述传感器网络，其中，所述方法包括以下步骤：发送ZigBee数据请求消息至所述传感网络中的网关，所述ZigBee数据请求消息中包括所述传感器节点所要发送的数据的业务标识信息；接收来自所述网关的ZigBee数据确认消息，所述ZigBee数据确认消息中包括所述服务器的ZigBee短地址，用于指示该服务器是所述传感器节点所要发送的数据的目的地；以及发送ZigBee数据至所述网关，所述ZigBee数据的目的地址为所述服务器的ZigBee短地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在IPv6网络的服务器中用于配合传感器网络中的传感器节点进行数据传输的方法，所述服务器和所述传感器节点已加入所述传感器网络，其中，所述方法包括以下步骤：接收来自所述传感器网络的网关的IPv6数据请求消息，所述IPv6数据请求消息中包括所述传感器节点所要发送的数据的业务标识信息；根据所述业务标识信息确定所述传感器节点所要发送 的数据是该服务器想要获得的数据后，发送IPv6数据确认消息至所述网关；以及接收来自所述网关的IPv6数据，所述IPv6数据的源地址为所述传感器节点的虚拟IPv6地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在传感器网络的网关中用于辅助该传感器网络中的传感器节点与IPv6网络中的服务器进行数据传输的方法，所述传感器节点和所述服务器已加入所述传感器网络，其中，所述方法包括以下步骤：接收来自所述传感器节点的ZigBee数据请求消息，所述ZigBee数据请求消息中包括所述传感器节点所要发送的数据的业务标识信息；将所述ZigBee数据请求消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6数据请求消息；将所述IPv6数据请求消息发送至所述服务器，所述IPv6数据请求消息中包括所述传感器节点所要发送的数据的业务标识信息；接收来自所述服务器的IPv6数据确认消息；将所述IPv6数据确认消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee数据确认消息，并且将所述服务器的ZigBee短地址加入所述ZigBee数据确认消息中，以用于指示该服务器是所述传感器节点所要发送的数据的目的地；发送所述ZigBee数据确认消息至所述传感器节点，所述ZigBee数据确认消息中包括所述服务器的ZigBee短地址；接收来自所述传感器节点的ZigBee数据，所述ZigBee数据的目的地址为所述服务器的ZigBee短地址；将所述ZigBee数据的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6数据；以及将所述IPv6数据发送至所述服务器，所述IPv6数据的源地址为所述传感器节点的虚拟IPv6地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在IPv6网络的服务器中用于与传感器网络中的传感器节点进行数据传输的方法，所述服务器和所述传感器节点已加入所述传感器网络，其中，所述方法包括以下步骤：发送IPv6业务发现请求消息至所述传感器网络的网关，所述IPv6业务发现请求消息中包括所述服务器感兴趣的业务的业务标识信息；接收来自所述网关的IPv6业务发现确认消息，所述IPv6业务发现确认消息中包括所述传感器节点的虚拟IPv6地址，用于指 示该传感器节点能够提供所述服务器感兴趣的业务；以及发送IPv6数据至所述网关，所述IPv6数据的目的地址为所述传感器节点的虚拟IPv6地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在传感器网络的传感器节点中用于配合IPv6网络中的服务器进行数据传输的方法，所述传感器节点和所述服务器已加入所述传感器网络，其中，所述方法包括以下步骤：接收来自所述传感器网络的网关的ZigBee业务发现请求消息，所述ZigBee业务发现请求消息中包括所述服务器感兴趣的业务的业务标识信息；根据所述业务标识信息确定本传感器节点具有所述服务器感兴趣的业务后，发送ZigBee业务发现确认消息至所述网关；以及接收来自所述网关的ZigBee数据，所述ZigBee数据的源地址为所述服务器的ZigBee短地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在传感器网络的网关中用于辅助IPv6网络中的服务器与该传感器网络中的传感器节点进行数据传输的方法，所述服务器和所述传感器节点已加入所述传感器网络，其中，所述方法包括以下步骤：接收来自所述服务器的IPv6业务发现请求消息，所述IPv6业务发现请求消息中包括所述服务器感兴趣的业务的业务标识信息；将所述IPv6业务发现请求消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee业务发现请求消息；将所述ZigBee业务发现请求消息发送至所述传感器节点，所述ZigBee业务发现请求消息中包括所述服务器感兴趣的业务的业务标识信息；接收来自所述传感器节点的ZigBee业务发现确认消息；将所述ZigBee业务发现确认消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6业务发现确认消息，并且将所述传感器节点的虚拟IPv6地址加入所述IPv6业务发现确认消息，以用于指示该传感器节点能够提供所述服务器感兴趣的业务；发送所述IPv6业务发现确认消息至所述服务器，所述IPv6业务发现确认消息中包括所述传感器节点的虚拟IPv6地址；接收来自所述服务器的IPv6数据，所述IPv6数据的目的地址为所述传感器节点的虚拟IPv6地址；将所述 IPv6数据的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee数据；以及将所述ZigBee数据发送至所述传感器节点，所述ZigBee数据的源地址为所述服务器的ZigBee短地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在第一传感器网络的第一传感器节点中用于与第二传感器网络中的第二传感器节点进行数据传输的方法，所述方法包括以下步骤：发送ZigBee业务发现请求消息至所述第一传感器网络的第一网关，所述ZigBee业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；接收来自所述第一网关的ZigBee业务发现确认消息，所述ZigBee业务发现确认消息中包括所述第二传感器网络中的所述第二传感器节点的ZigBee短地址，用于指示该第二传感器节点能够提供所述第一传感器网络中的所述第一传感器节点感兴趣的业务；接收来所述第一网关的ZigBee网络重加入指示消息，所述ZigBee网络重加入指示消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息，用于指示所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络；发送ZigBee网络重加入请求消息，所述ZigBee网络重加入请求消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息，用于指示所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络；接收来自所述第一网关的ZigBee网络重加入确认消息，所述ZigBee网络重加入确认消息中包括所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；以及发送ZigBee数据至所述第一网关，所述ZigBee数据的源地址为所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在第一传感器网络的第一网关中用于辅助该第一传感器网络中的第一传感器节点与第二传感器网络中的第二传感器节点进行数据传输的方法，所述方法包括以下步骤：接收来自所述第一传感器节点的ZigBee业务发现请求消息，所述ZigBee业务发现请求消息中包括该第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；将所述ZigBee业务发现请求消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6业务发现请求消息；发送 所述IPv6业务发现请求消息至所述第二传感器网络中的第二网关，所述IPv6业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；接收来自所述第二网关的IPv6业务发现确认消息，所述IPv6业务发现确认消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息、所述第二传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址以及所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址，用于指示所述第二传感器网络中的所述第二传感器节点具有所述第一传感器节点感兴趣的业务，并且记录所述第二传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址以及所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址；将所述IPv6业务发现确认消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee业务发现确认消息；发送所述ZigBee业务发现确认消息至所述第一传感器节点，所述ZigBee业务发现确认消息中包括所述第二传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址，用于指示该第二传感器节点具有所述第一传感器节点感兴趣的业务；发送ZigBee网络重加入指示消息至所述第一传感器节点，所述ZigBee网络重加入指示消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息，用于指示所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络；接收来自所述第一传感器节点的ZigBee网络重加入请求消息，所述ZigBee网络重加入请求消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息，用于指示所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络；将所述ZigBee网络重加入请求消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6网络重加入请求消息；发送所述IPv6网络重加入请求消息至所述第二传感器网络的所述第二网关，所述IPv6网络重加入请求消息中包括所述第一传感器节点的节点标识信息、所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址、所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络的网络标识信息以及用于指示所述第一网关是网关的标签信息；接收来自所述第二网关的IPv6网络重加入确认消息，所述IPv6网络重加入确认消息中包括所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址，并且记录所述第一传感器节点在所述第二 传感器网络中的ZigBee短地址；将所述IPv6网络重加入确认消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee网络重加入确认消息；发送所述ZigBee网络重加入确认消息至所述第一传感器节点，所述ZigBee网络重加入确认消息中包括该第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；接收来自所述第一传感器节点的ZigBee数据，所述ZigBee数据的源地址为所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；将所述ZigBee数据的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6数据；以及发送所述IPv6数据至所述第二网关，所述IPv6数据的源地址为所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址，所述IPv6数据的目的地址为所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在第二传感器网络的第二传感器节点中用于配合第一传感器网络中的第一传感器节点进行数据传输的方法，所述方法包括以下步骤：接收来自所述第二传感器网络中的第二网关的ZigBee业务发现请求消息，所述ZigBee业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；根据所述业务标识信息确定本第二传感器节点具有所述第一传感器节点感兴趣的业务后，发送ZigBee业务发现确认消息至所述第二网关；以及接收来自所述第二网关的ZigBee数据，所述ZigBee数据的源地址为所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在第二传感器网络的第二网关中用于辅助第一传感器网络中的第一传感器节点与该第二传感器网络中的第二传感器节点进行数据传输的方法，所述方法包括以下步骤：接收来自所述第一传感器网络的第一网关的IPv6业务发现请求消息，所述IPv6业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；将所述IPv6业务发现请求消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee业务发现请求消息；将所述ZigBee业务发现请求消息发送至所述第二传感器节点， 所述ZigBee业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；接收来自所述第二传感器节点的ZigBee业务发现确认消息；将所述ZigBee业务发现确认消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6业务发现确认消息；发送IPv6业务发现确认消息至所述第一传感器网络中的第一网关，所述IPv6业务发现确认消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息、所述第二传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址以及所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址，用于指示所述第二传感器网络中的所述第二传感器节点具有所述第一传感器节点感兴趣的业务；接收来自所述第一网关的IPv6网络重加入请求消息，所述IPv6网络重加入请求消息中包括所述第一传感器节点的节点标识信息、所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址、所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络的网络标识信息以及用于指示所述第一网关是网关的标签信息；为所述第一传感器节点分配其在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址，并且记录所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址以及所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；发送IPv6网络重加入确认消息至所述第一网关，所述IPv6网络重加入确认消息中包括所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；接收来自所述第一网关的IPv6数据，所述IPv6数据的源地址为所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址，所述IPv6数据的目的地址为所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址；将所述IPv6数据的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee数据；以及发送所述ZigBee数据至所述第二传感器节点，所述ZigBee数据的源地址为所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址。

本发明的优点在于：

-当数据包在ZigBee网络中传送时，IPv6包头被替换为ZigBee网络层包头。因此，不会存在数据包尺寸问题，并且其具有足够的空间承载应用数据；

-由于保留了ZigBee网络层包头，因此，能够重新使用ZigBee网络中所有的现有路由、寻址以及数据转发方案；

-在通信过程中保留了重要的端到端模式，例如信息安全；

-支持跨不同的ZigBee网络的端到端通信。

本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的上述及其他特征将会更加清晰：

图1示出了根据本发明的实施例的传感器网络中端到端通信的网络架构图；

图2示出了根据本发明的实施例的传感器节点和IPv6服务器加入传感器网络的方法流程图；

图3(a)示出了根据本发明的实施例的网关中存储的关于传感器节点的映射表；

图3(b)示出了根据本发明的实施例的网关中存储的关于IPv6服务器的映射表；

图4示出了根据本发明的实施例的从ZigBee网络至IPv6网络的数据传输的方法流程图；

图5示出了根据本发明的实施例的从IPv6网络至ZigBee网络的数据传输的方法流程图；

图6示出了根据本发明的实施例的跨不同ZigBee网络的数据传输的方法流程图。

附图中相同或者相似的附图标识表示相同或者相似的部件。

具体实施方式

图1为根据本发明的实施例的传感器网络中端到端通信的网络架构图。图中示出了传感器网络A、传感器网络B以及IPv6网络， 传感器节点10和网关20位于传感器网络A中，传感器节点30和网关40位于传感器网络B中，IPv6服务器50位于IPv6网络中。传感器网络10通过网关20连接至IPv6网络，传感器节点30通过网关40连接至IPv6网络。

需要说明的是，尽管传感器网络A和传感器网络B中均仅示出了一个传感器节点，然而，在实际应用中，传感器网络A和传感器网络B中均可包括多个传感器节点。

以传感器网络A为例，以下参照图2并结合图1描述传感器节点10和IPv6服务器50加入传感器网络A的方法流程。

传感器节点10加入传感器网络A

参照图2，首先，在步骤S21中，传感器节点10发送ZigBee网络加入请求消息(ZigBee network join request)至网关20。该ZigBee网络加入请求消息中包括该传感器节点10的节点标识信息以及该传感器节点10所要加入的传感器网络的网络标识信息(也即，传感器网络A的网络标识信息)。

网关20接收到来自传感器节点10的ZigBee网络加入请求消息后，在步骤S22中，网关20为传感器节点10分配ZigBee短地址(ZigBee short address)，并且基于传感器节点10的MAC地址和网关20的IPv6网络前缀为传感器节点10生成虚拟IPv6地址，并且记录传感器节点10的节点标识信息、传感器节点10所要加入的传感器网络的网络标识信息(也即，传感器网络A的网络标识信息)、为传感器节点10分配的ZigBee短地址以及为传感器节点10生成的虚拟IPv6地址。

例如，网关20可以将传感器节点10的节点标识信息、传感器节点10所要加入的传感器网络的网络标识信息、为传感器节点10分配的ZigBee短地址以及为传感器节点10生成的虚拟IPv6地址记录在如图3(a)所示出的映射表中。

然后，在步骤23中，网关20发送ZigBee网络加入确认消息(ZigBee network joinconfirm)至传感器节点10。该ZigBee网络加 入确认消息中包括为传感器节点10分配的ZigBee短地址。

IPv6服务器50加入传感器网络A

参照图2，首先，在步骤S24中，IPv6服务器50发送IPv6网络加入请求消息(IPv6network join request)至网关20。该IPv6网络加入请求消息中包括该IPv6服务器50所要加入的传感器网络的网络标识信息(也即，传感器网络A的网络标识信息)以及用于指示该IPv6服务器是终端节点的标签信息。

网关20接收到来自IPv6服务器50的IPv6网络加入请求消息后，在步骤S25中，网关20为该IPv6服务器50分配ZigBee短地址，并且记录该IPv6服务器50的IPv6地址、该IPv6服务器50所要加入的传感器网络的网络标识信息(也即，传感器网络A的网络标识信息)以及为该IPv6服务器50分配的ZigBee短地址。

例如，网关20可以将IPv6服务器50的IPv6地址、IPv6服务器50所要加入的传感器网络的网络标识信息以及为该IPv6服务器50分配的ZigBee短地址记录在如图3(b)所示出的映射表中。

然后，在步骤S26中，网关20发送IPv6网络加入确认消息(IPv6 network joinconfirm)至IPv6服务器50。该IPv6网络加入确认消息中包括为该IPv6服务器分配的ZigBee短地址。

IPv6服务器50加入组播组

为减少数据传输量，网关20和IPv6服务器50之间可以建立一个组播组。

参照图2，首先，在步骤S27中，IPv6服务器50发送IPv6组播组加入请求消息(IPv6multicast group join request)至网关20。该IPv6组播组加入请求消息中包括IPv6服务器50所要加入的组播组的组标识信息。

网关20接收到来自IPv6服务器50的IPv6组播组加入请求消息后，在步骤S28中，网关20为该组播组分配一个组播地址，并且记录该组播组的组标识信息和组播地址。例如，网关20可以将该组播组的组标识信息和组播地址记录在如图3(b)所示出的映射表中。

然后，在步骤S29中，网关20发送IPv6组播组加入确认消息(IPv6 multicastgroup join confirm)至IPv6服务器50。该IPv6组播组加入确认消息中包括所分配的组播地址。

以传感器网络A为例，以下参照图4并结合图1描述从ZigBee网络至IPv6网络的数据传输的方法流程。

假设在网络加入过程之后，传感器网络A中的传感器节点10想与IPv6网络中的IPv6服务器50进行通信，例如，该传感器节点10想发送其感测到的数据至其感兴趣的目的地。

参照图4，首先，在步骤S41中，传感器节点10发送ZigBee数据请求消息(ZigBeedata request)至网关20，例如，该传感器节点10可以在传感器网络A中广播该ZigBee数据请求消息。该ZigBee数据请求消息中包括传感器节点10所要发送的数据的业务标识信息。

网关20接收到来自传感器节点10的ZigBee数据请求消息后，在步骤S42中，网关20将该ZigBee数据请求消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6数据请求消息(IPv6 data request)。

然后，在步骤S43中，网关20将该IPv6数据请求消息发送至IPv6服务器50，例如，网关20可以通过组播的方式发送IPv6数据请求消息。该IPv6数据请求消息中包括传感器节点10所要发送的数据的业务标识信息。

IPv6服务器50接收到来自网关20的IPv6数据请求消息后，在步骤S44中，IPv6服务器50根据IPv6数据请求消息中的业务标识信息确定传感器节点10所要发送的数据是该服务器想要获得的数据后，IPv6服务器50发送IPv6数据确认消息(IPv6 data confirm)至网关20。例如，IPv6服务器可以通过单播方式发送IPv6数据确认消息至网关20。

网关20接收到来自IPv6服务器50的IPv6数据确认消息后，在步骤S45中，网关20将该IPv6数据确认消息的IPv6包头替换为 ZigBee网络层包头，以生成ZigBee数据确认消息(ZigBee data confirm)，并且将IPv6服务器50的ZigBee短地址加入该ZigBee数据确认消息中，以用于指示该IPv6服务器50是传感器节点10所要发送的数据的目的地。

然后，在步骤S46中，网关20发送该ZigBee数据确认消息至传感器节点10，例如，网关20可以通过单播方式发送ZigBee数据确认消息至传感器节点10。该ZigBee数据确认消息中包括IPv6服务器50的ZigBee短地址。

至此，传感器节点10可以与IPv6服务器50直接进行通信。在通信中，传感器节点10把IPv6服务器50当作传感器网络A中的一个传感器节点；而IPv6服务器50把传感器节点10当作一个IPv6节点。

具体地，参照图4，在步骤S47中，传感器节点10发送ZigBee数据至网关20，该ZigBee数据的目的地址为IPv6服务器50的ZigBee短地址。

网关20接收到来自传感器节点10的ZigBee数据后，在步骤S48中，网关20将该ZigBee数据的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6数据。

然后，在步骤S49中，网关20将该IPv6数据发送至IPv6服务器50，该IPv6数据的源地址为所传感器节点10的虚拟IPv6地址。

以传感器网络A为例，以下参照图5并结合图1描述从IPv6网络至ZigBee网络的数据传输的方法流程。

假设在网络加入过程之后，IPv6网络中的IPv6服务器50想与传感器网络A中的传感器节点10进行通信，例如，该IPv6服务器50想要获得一个感兴趣的业务。

参照图5，首先，在步骤S51中，IPv6服务器50发送IPv6业务发现请求消息(IPv6service discovery request)至网关20，例如，IPv6服务器50可以通过组播的方式发送IPv6业务发现请求消息。该IPv6 业务发现请求消息中包括IPv6服务器50感兴趣的业务的业务标识信息。

网关20接收到来自IPv6服务器50的IPv6业务发现请求消息后，在步骤S52中，网关20将该IPv6业务发现请求消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee业务发现请求消息(ZigBee service discovery request)。

然后，在步骤S53中，网关20将该ZigBee业务发现请求消息发送至传感器节点10，例如，网关20可以通过广播的方式发送ZigBee业务发现请求消息。该ZigBee业务发现请求消息中包括IPv6服务器50感兴趣的业务的业务标识信息。

传感器节点10接收到来自网关20的ZigBee业务发现请求消息后，在步骤S54中，传感器节点10根据该ZigBee业务发现请求消息中的业务标识信息确定本传感器节点具有IPv6服务器50感兴趣的业务后，传感器节点10发送ZigBee业务发现确认消息(ZigBeeservice discovery confirm)至网关20。例如，传感器节点10可以通过单播的方式发送ZigBee业务发现确认消息至网关20。

网关20接收到来自传感器节点10的ZigBee业务发现确认消息后，在步骤S55中，网关20将该ZigBee业务发现确认消息的ZigBee 网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6业务发现确认消息(IPv6 service discovery confirm)，并且将传感器节点10的虚拟IPv6地址加入该IPv6业务发现确认消息，以用于指示该传感器节点10能够提供IPv6服务器50感兴趣的业务。

然后，在步骤S56中，网关20发送该IPv6业务发现确认消息至IPv6服务器50，例如，网关20可以通过单播的方式发送IPv6业务发现确认消息至IPv6服务器50。该IPv6业务发现确认消息中包括传感器节点10的虚拟IPv6地址。

至此，IPv6服务器50可以与传感器节点10直接进行通信。

具体地，参照图5，在步骤S57中，IPv6服务器50发送IPv6数据至网关20，该IPv6数据的目的地址为传感器节点10的虚拟IPv6 地址。

网关20接收到来自IPv6服务器50的IPv6数据后，在步骤S48中，网关20将该IPv6数据的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee数据。

然后，在步骤S49中，网关20发送该ZigBee数据至传感器节点10，所述ZigBee数据的源地址为IPv6服务器50的ZigBee短地址。

以下参照图6并结合图1描述跨不同ZigBee网络的数据传输的方法流程。

假设在网络加入过程之后，传感器网络A中的传感器节点10想与传感器网络B中的传感器节点30进行通信，例如，传感器节点10想要获得某一业务。

参照图6，首先，在步骤S601中，传感器节点10发送ZigBee业务发现请求消息(ZigBee service discovery request)至网关20，例如，传感器节点10可以通过广播的方式发送ZigBee业务发现请求消息。该ZigBee业务发现请求消息中包括传感器节点10感兴趣的业务的业务标识信息。

网关20接收到来自传感器节点10的ZigBee业务发现请求消息后，在步骤602中，网关20将该ZigBee业务发现请求消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6业务发现请求消息(IPv6 service discovery request)。

然后，在步骤S603中，网关20发送该IPv6业务发现请求消息至传感器网络B中的网关40，例如，网关20可以通过组播的方式发送IPv6业务发现请求消息。该IPv6业务发现请求消息中包括传感器节点10感兴趣的业务的业务标识信息。

网关40接收到来自传感器网络A的网关20的IPv6业务发现请求消息后，在步骤S604中，网关40将该IPv6业务发现请求消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee业务发现请求 消息(ZigBee service discovery request)。

然后，在步骤S605中，网关40将该ZigBee业务发现请求消息发送至传感器节点30，例如，网关40可以通过广播的方式发送ZigBee业务发现请求消息。该ZigBee业务发现请求消息中包括传感器节点10感兴趣的业务的业务标识信息。

传感器节点30接收到来自网关40的ZigBee业务发现请求消息后，在步骤S606中，传感器节点30根据该ZigBee业务发现请求消息中的业务标识信息确定本传感器节点30具有传感器节点10感兴趣的业务后，传感器节点30发送ZigBee业务发现确认消息(ZigBeeservice discovery confirm)至网关40。例如，传感器节点30可以通过单播的方式发送ZigBee业务发现确认消息。

网关40接收到来自传感器节点30的ZigBee业务发现确认消息后；在步骤S607中，网关40将该ZigBee业务发现确认消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6业务发现确认消息(IPv6 service discovery confirm)。

然后，在步骤S608中，网关40发送IPv6业务发现确认消息至传感器网络A中的20网关，例如，网关40可以通过单播的方式发送IPv6业务发现确认消息。该IPv6业务发现确认消息中包括传感器网络B的网络标识信息、传感器节点40在传感器网络B中的ZigBee短地址以及传感器节点40的虚拟IPv6地址，用于指示传感器网络B中的所传感器节点40具有传感器节点10感兴趣的业务。

网关20接收到来自网关40的IPv6业务发现确认消息后，在步骤S609中，网关20记录传感器节点30在传感器网络B中的ZigBee短地址以及传感器节点30的虚拟IPv6地址，并且将该IPv6业务发现确认消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee业务发现确认消息(ZigBee service discovery confirm)。例如，网关20可以将传感器节点30在传感器网络B中的ZigBee短地址以及传感器节点30的虚拟IPv6地址记录在如图3(a)所示出的映射表中。

然后，在步骤S610中，网关20发送该ZigBee业务发现确认消 息至传感器节点10，例如，网关20可以通过单播的方式发送ZigBee业务发现确认消息。该ZigBee业务发现确认消息中包括传感器节点30在传感器网络B中的ZigBee短地址，用于指示该传感器节点30具有传感器节点10感兴趣的业务。

由于传感器节点30位于传感器网络B中而非传感器网络A中，因此，传感器节点10需要获取一个其在传感器网络B中的ZigBee短地址(因为不同传感器网络中的传感器节点的ZigBee短地址可能相同)。

仍参照图6，首先，在步骤S611中，网关20发送ZigBee网络重加入指示消息(ZigBeenetwork rejoin indication)至所述传感器节点10。该ZigBee网络重加入指示消息中包括传感器网络B的网络标识信息，用于指示传感器节点10所要重新加入的传感器网络。

传感器节点10接收到来所述网关20的ZigBee网络重加入指示消息后，在步骤S612中，传感器节点10发送ZigBee网络重加入请求消息(ZigBee network rejoin request)至网关20。该ZigBee网络重加入请求消息中包括传感器网络B的网络标识信息，用于指示传感器节点10所要重新加入的传感器网络。

网关20接收到来自传感器节点10的ZigBee网络重加入请求消息后，在步骤S613中，网关20将该ZigBee网络重加入请求消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6网络重加入请求消息(IPv6 network rejoin request)。

然后，在步骤S614中，网关20发送该IPv6网络重加入请求消息至传感器网络B中的网关40。该IPv6网络重加入请求消息中包括传感器节点10的节点标识信息、传感器节点10的虚拟IPv6地址、传感器节点10所要重新加入的传感器网络的网络标识信息(也即，传感器网络B的网络标识信息)以及用于指示网关20是网关的标签信息。

网关40接收到来自网关20的IPv6网络重加入请求消息后，在步骤S615中，网关40为传感器节点10分配其在传感器网络B中的 ZigBee短地址，并且记录传感器节点10的虚拟IPv6地址以及传感器节点10在传感器网络B中的ZigBee短地址。例如，网关40将传感器节点10的虚拟IPv6地址以及传感器节点10在传感器网络B中的ZigBee短地址记录在如图3(a)所示出的映射表中。

然后，在步骤S616中，网关40发送IPv6网络重加入确认消息(IPv6 networkrejoin confirm)至传感器网络A中的网关20。该IPv6网络重加入确认消息中包括传感器节点10在传感器网络B中的ZigBee短地址。

网关20接收到来自网关40的IPv6网络重加入确认消息后，在步骤S617中，网关20记录传感器节点10在传感器网络B中的ZigBee短地址，并且将该IPv6网络重加入确认消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee网络重加入确认消息(ZigBeenetwork rejoin confirm)至传感器网络A中的网关20。该IPv6网络重加入确认消息中包括)。例如，网关20将传感器节点10在传感器网络B中的ZigBee短地址记录如图3(a)所示出的映射表中。

然后，在步骤S618中，网关20发送该ZigBee网络重加入确认消息至传感器节点10。该ZigBee网络重加入确认消息中包括该传感器节点10在传感器网络B中的ZigBee短地址。

至此，传感器节点10能够使用其在传感器网络B中的ZigBee短地址直接与传感器网络B中的传感器节点30进行通信。

具体的，参照图6，在步骤S619中，传感器节点10发送ZigBee数据至网关20。该ZigBee数据的源地址为传感器节点10在传感器网络B中的ZigBee短地址。

网关20接收到来自传感器节点10的ZigBee数据后，在步骤S620中，网关20将该ZigBee数据的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6数据。

然后，在步骤S621中，网关20发送该IPv6数据至传感器网络B中的网关40。该IPv6数据的源地址为传感器节点10的虚拟IPv6地址，该IPv6数据的目的地址为传感器节点30的虚拟IPv6地址。

网关40接收到来自网关20的IPv6数据后，在步骤S622中，网关40将该IPv6数据的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee数据。

然后，在步骤S623中，网关40发送该ZigBee数据至传感器节点30。该ZigBee数据的源地址为传感器节点10在传感器网络B中的ZigBee短地址。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (3)

1.一种在第一传感器网络的第一传感器节点中用于与第二传感器网络中的第二传感器节点进行数据传输的方法，所述方法包括以下步骤：

-发送ZigBee业务发现请求消息至所述第一传感器网络的第一网关，所述ZigBee业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；

-接收来自所述第一网关的ZigBee业务发现确认消息，所述ZigBee业务发现确认消息中包括所述第二传感器网络中的所述第二传感器节点的ZigBee短地址，用于指示该第二传感器节点能够提供所述第一传感器网络中的所述第一传感器节点感兴趣的业务；

-接收来所述第一网关的ZigBee网络重加入指示消息，所述ZigBee网络重加入指示消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息，用于指示所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络；

-发送ZigBee网络重加入请求消息至所述第一网关，所述ZigBee网络重加入请求消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息，用于指示所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络；

-接收来自所述第一网关的ZigBee网络重加入确认消息，所述ZigBee网络重加入确认消息中包括所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；

-发送ZigBee数据至所述第一网关，所述ZigBee数据的源地址为所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址。

2.一种在第一传感器网络的第一网关中用于辅助该第一传感器网络中的第一传感器节点与第二传感器网络中的第二传感器节点进行数据传输的方法，所述方法包括以下步骤：

-接收来自所述第一传感器节点的ZigBee业务发现请求消息，所述ZigBee业务发现请求消息中包括该第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；

-将所述ZigBee业务发现请求消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6业务发现请求消息；

-发送所述IPv6业务发现请求消息至所述第二传感器网络中的第二网关，所述IPv6业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；

-接收来自所述第二网关的IPv6业务发现确认消息，所述IPv6业务发现确认消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息、所述第二传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址以及所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址，用于指示所述第二传感器网络中的所述第二传感器节点具有所述第一传感器节点感兴趣的业务，并且记录所述第二传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址以及所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址；

-将所述IPv6业务发现确认消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee业务发现确认消息；

-发送所述ZigBee业务发现确认消息至所述第一传感器节点，所述ZigBee业务发现确认消息中包括所述第二传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址，用于指示该第二传感器节点具有所述第一传感器节点感兴趣的业务；

-发送ZigBee网络重加入指示消息至所述第一传感器节点，所述ZigBee网络重加入指示消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息，用于指示所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络；

-接收来自所述第一传感器节点的ZigBee网络重加入请求消息，所述ZigBee网络重加入请求消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息，用于指示所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络；

-将所述ZigBee网络重加入请求消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6网络重加入请求消息；

-发送所述IPv6网络重加入请求消息至所述第二传感器网络的所述第二网关，所述IPv6网络重加入请求消息中包括所述第一传感器节点的节点标识信息、所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址、所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络的网络标识信息以及用于指示所述第一网关是网关的标签信息；

-接收来自所述第二网关的IPv6网络重加入确认消息，所述IPv6网络重加入确认消息中包括所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址，并且记录所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；

-将所述IPv6网络重加入确认消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee网络重加入确认消息；

-发送所述ZigBee网络重加入确认消息至所述第一传感器节点，所述ZigBee网络重加入确认消息中包括该第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；

-接收来自所述第一传感器节点的ZigBee数据，所述ZigBee数据的源地址为所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；

-将所述ZigBee数据的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6数据；

-发送所述IPv6数据至所述第二网关，所述IPv6数据的源地址为所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址，所述IPv6数据的目的地址为所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址。

3.一种在第二传感器网络的第二网关中用于辅助第一传感器网络中的第一传感器节点与该第二传感器网络中的第二传感器节点进行数据传输的方法，所述方法包括以下步骤：

-接收来自所述第一传感器网络的第一网关的IPv6业务发现请求消息，所述IPv6业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；

-将所述IPv6业务发现请求消息的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee业务发现请求消息；

-将所述ZigBee业务发现请求消息发送至所述第二传感器节点，所述ZigBee业务发现请求消息中包括所述第一传感器节点感兴趣的业务的业务标识信息；

-接收来自所述第二传感器节点的ZigBee业务发现确认消息；

-将所述ZigBee业务发现确认消息的ZigBee网络层包头替换为IPv6包头，以生成IPv6业务发现确认消息；

-发送IPv6业务发现确认消息至所述第一传感器网络中的第一网关，所述IPv6业务发现确认消息中包括所述第二传感器网络的网络标识信息、所述第二传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址以及所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址，用于指示所述第二传感器网络中的所述第二传感器节点具有所述第一传感器节点感兴趣的业务；

-接收来自所述第一网关的IPv6网络重加入请求消息，所述IPv6网络重加入请求消息中包括所述第一传感器节点的节点标识信息、所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址、所述第一传感器节点所要重新加入的传感器网络的网络标识信息以及用于指示所述第一网关是网关的标签信息；

-为所述第一传感器节点分配其在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址，并且记录所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址以及所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；

-发送IPv6网络重加入确认消息至所述第一网关，所述IPv6网络重加入确认消息中包括所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址；

-接收来自所述第一网关的IPv6数据，所述IPv6数据的源地址为所述第一传感器节点的虚拟IPv6地址，所述IPv6数据的目的地址为所述第二传感器节点的虚拟IPv6地址；

-将所述IPv6数据的IPv6包头替换为ZigBee网络层包头，以生成ZigBee数据；

-发送所述ZigBee数据至所述第二传感器节点，所述ZigBee数据的源地址为所述第一传感器节点在所述第二传感器网络中的ZigBee短地址。