专利汇可以提供一种利用层次自组网构建紧急通信系统的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于移动自组织网络MANET技术领域,利用MANET技术和移动IPv6技术构建紧急通信系统的方法。本方法将移动自组网技术和移动IPv6技术结合在一起组建紧急通信网络;在紧急通信设备的网络协议栈中增加广播控制子层,有效控制数据包广播所带来的网络开销;在网络层采用SAODV路由协议,保证路由安全性,采用移动IPv6协议,保证移动通信连续性;在紧急通信设备上运行地址自动配置、动态域名系统和服务发现等自动配置系统,使通信设备的网络配置自动进行;层次自组网组内 节点 的通信无需通过头节点而自组完成,层次自组网跨组节点的通信通过头节点的认证、授权和转发完成,监控中心根据现场传回的数据进行实时远程指挥。,下面是一种利用层次自组网构建紧急通信系统的方法专利的具体信息内容。
1.一种利用层次自组网构建紧急通信系统的方法,其特征在于,该方法利用移动自组网技术和移动IPv6技术构建紧急通信网络,在紧急通信设备的网络协议栈中增加广播控制子层,有效控制数据包广播所带来的网络开销,在紧急通信设备上运行移动IPv6协议,保证节点移动过程中的通信连续性;在网络层采用安全自组网按需距离向量SAODV路由协议,保证路由安全性,采用移动IPv6协议,保证移动通信连续性;在紧急通信设备上运行地址自动配置、动态域名系统和服务发现自动配置系统,使通信设备的网络配置自动进行;层次自组网组内节点的通信无需通过头节点而自组完成,层次自组网跨组节点的通信通过头节点的认证、授权和转发完成;远程监控中心根据从自组网和因特网传回的现场数据,实时进行远程指挥。
2.根据权利要求1的利用层次自组网构建紧急通信系统的方法,其特征在于,所述紧急通信设备网络协议栈结构如下:紧急通信设备采用TCP/IP协议栈模型,一共分为五层:最下面两层为物理层和数据链路层,第三层为网络层,第四层为传输层,四层之上为应用层;其中,在物理层和数据链路层采用各种无线收发信设备;网络层被分为三个子层,从下至上为广播控制子层、IPv6子层和移动自组织网络MANET路由子层;其中,广播控制子层负责对IP包进行广播控制转发,主要包括广播控制和IP包转发两个部分:IP包转发部分负责将从广播控制部分传来的数据包传递给数据链路层;广播控制部分接管从IPv6子层传来的数据包,判断其转发类型,若为广播包,根据广播控制算法决定该包是否被转发,被转发的广播包被传递到IP包转发部分;若数据包的转发类型不是广播,该数据包被直接传递到IP包转发部分;IPv6子层负责IP路由支持和移动特性支持,主要包括IPv6路由和移动IPv6两个部分;IPv6路由部分接管传输层传来的数据报文,将其封装成IP包,并查找路由表决定其下一跳,然后将IP包传递给广播控制部分;移动IPv6部分运行移动IPv6协议,保证节点在移动过程中的通信连续性;MANET路由子层负责层次自组网的路由表维护和头节点选取,MANET路由子层运行SAODV路由协议,保证自组网路由的安全性;传输层采用适用于无线移动环境的TCP/UDP协议;应用层分为MANET自动配置子层和紧急通信应用子层;MANET自动配置子层包括地址自动配置、动态域名系统和服务发现三个部分,完成紧急通信设备的网络自动配置;紧急通信应用子层运行紧急通信应用系统,该系统支持分级认证和授权,为紧急通信系统中的节点提供等级严格的数据共享方式。
3.根据权利要求1的利用层次自组网构建紧急通信系统的方法,其特征在于,所述构建紧急通信网络具体包括以下步骤:S4.1:当紧急救援中心接到警报后,根据事故类型,立即命令救援部门采取行动;救援部门接到命令后,启动紧急通信设备,向目的地点出发;S4.2:紧急通信设备进行网络初始化,包括加载网络设各驱动、启动TCP/IP协议栈、配置全局IP地址、启动移动IPv6协议、启动紧急通信文件下载系统;S4.3:紧急通信设备在前往目的地途中会经过很多不同的无线网络,利用移动IPv6技术,紧急通信文件下载系统从紧急预案服务器上连续下载当前可以使用的紧急预案,救援人员在行进途中,根据紧急预案初步确定救援计划;S4.4:到达目的地后,紧急通信设备根据所处的地理位置自动探测邻居节点,开始自组织组网;S4.5:紧急通信设备启动安全的按需驱动距离向量SAODV路由协议;S4.6:紧急救援组的通信设备选取出该组的头节点,若有可能,头节点的选取应使得至少有一个头节点与有线网络上的接入点保持无线链路连通性;S4.7:选取出的头节点运行SAODV路由算法组成无线核心网;S4.8:头节点从有线网络的接入路由器上获得地址前缀,为自己生成一个全局IPv6地址,并为自己管辖的组内节点生成一个IPv6地址池;S4.9:组内节点运行SAODV路由算法组成单独的无线接入网,各接入网通过自己的头节点相互连通;S4.10:通信节点从自己所在组的头节点地址池里获取IPv6地址;S4.11:通信节点的IPv6地址配置完毕后,启动动态域名系统,提供紧急通信网内部的名字解析服务;S4.12:紧急通信设备根据自己的性质启动不同的紧急通信应用系统;S4.13:头节点利用紧急通信应用系统中的组内文件下载功能从各部门的服务器上下载各种救援资料,并分发给组内各节点;S4.14:紧急通信设备已组成移动自组织层次网络,并获得了所需要的资料,紧急通信设备进行正常通信,在自组织的安全的通信保障下,救援工作开始有序高效地进行。
4.根据权利要求1的利用层次自组网构建紧急通信系统的方法,其特征在于,所述紧急通信网络的组内通信流程具体包括:S5.1:当源节点呼叫组内目的节点名字时,动态域名系统查询出该节点名字所对应的IPv6地址,并将该地址返回给源节点;S5.2:源节点发起对目的IPv6地址的呼叫请求,呼叫请求中包含了用于认证的信息;S5.3:检查路由表,判断到目的节点的路由是否存在,若是,转到S5.6;否则,进入S5.4;S5.4:利用SAODV路由算法建立一条源节点与目的节点之间的双向安全路由,在路由建立过程中,路由请求将受广播控制子层的广播控制转发;S5.5:源节点判断路由是否建立成功,若是,进入S5.6;若路由建立失败,转到S5.16;S5.6:源节点将呼叫请求发送出去;S5.7:中间节点收到呼叫请求,首先判断它是否为广播发送信息,若是,进入S5.8;否则转到S5.9;S5.8:中间节点的广播控制子层对呼叫请求进行广播控制转发,即利用广播控制算法判断该请求是否需要转发,若是,将该请求广播转发出去,否则丢弃该消息;然后执行步骤S5.10;S5.9:将呼叫请求向目的地址单播转发;S5.10:目的节点收到呼叫请求后,根据其中的认证信息对该请求进行认证;S5.11:判断呼叫请求认证是否通过,若是,进入S5.12,否则转到S5.16;S5.12:目的节点向源节点发送呼叫应答,其中包含了认证信息;S5.13:通过中间节点的转发,呼叫应答被发送到源节点,源节点通过应答消息中的认证信息对呼叫应答进行认证;S5.14:判断呼叫应答认证是否通过,若是,进入S5.15;否则转到S5.16;S5.15:认证通过后,表明呼叫连接建立成功,后续通信过程在该连接上进行,通信数据必须加密后进行发送,广播数据将受广播控制子层的广播控制转发;然后正常通信开始,结束本流程;S5.16:通知头节点本组网络内有非法节点存在,头节点实施相应的安全应付方案,将非法节点排除在网络之外。
5.根据权利要求1的利用层次自组网构建紧急通信系统的方法,其特征在于,所述紧急通信网络的跨组通信流程具体包括:S6.1:当源节点呼叫跨组目的节点名字时,动态域名系统查询出该节点名字所对应的IPv6地址,并将该地址返回给源节点;S6.2:源节点发起对目的IPv6地址的呼叫请求,呼叫请求中包含了用于认证的信息;S6.3:利用SAODV路由算法建立一条源节点与本组头节点之间的双向安全路由,在路由建立过程中,路由请求将受广播控制子层的广播控制转发;S6.4:源节点判断路由是否建立成功,若是,进入S6.5;若路由建立失败,转到S6.15;S6.5:呼叫请求沿建立好的路由传递到头节点,头节点根据呼叫请求中的源IP地址、目的IP地址和认证信息对该请求进行认证与授权检查;S6.6:判断认证与授权是否通过,若是,进入S6.7,否则转到S6.15;S6.7:根据目的IP地址确定目的组头节点IP地址,将呼叫请求在无线核心网上向目的组头节点转发;S6.8:目的组头节点收到呼叫请求后,根据其中的源组头节点地址、目的地址和认证信息对该请求进行认证与授权检查;S6.9:判断认证与授权是否通过,若是,进入S6.10,否则转到S6.15;S6.10:目的组头节点向目的节点转发呼叫请求;S6.11:利用SAODV路由算法建立一条目的组头节点与目的节点之间的双向安全路由;在路由建立过程中,路由请求将受广播控制子层的广播控制转发;S6.12:目的组头节点判断路由是否建立成功,若是,进入S6.13;若路由建立失败,转到S6.15;S6.13:呼叫请求沿建立好的路由传递到目的节点,目的节点向源节点发送跨组呼叫应答,该应答消息中包含了认证信息,呼叫应答沿建立好的路由向源请求节点发送,通过目的组头节点和源组头节点的认证与授权后,到达源请求节点;S6.14:源请求节点收到呼叫应答,表明呼叫连接建立成功,后续通信过程在该连接上进行,通信数据必须加密后进行发送,广播数据将受广播控制子层的广播控制转发;然后正常通信开始,结束本流程;S6.15:向源节点和头节点发送呼叫失败消息,若头节点检查出本组网络内有非法节点存在,立即实施相应的安全应付方案,将非法节点排除在网络之外。
6.根据权利要求1的利用层次自组网构建紧急通信系统的方法,其特征在于,所述远程监控中心实时进行远程指挥具体包括:S7.1:紧急通信网组建完毕后,各种现场数据采集设备开始采集数据,这些数据通过各通信设备向远程监控中心传送;S7.2:与数据采集设备相关联的通信设备首先将现场数据向本组头节点发送,数据所在的IPv6报文里面包含了认证信息,这些认证信息用于对数据发送源的身份进行认证;S7.3:利用SAODV路由算法建立一条数据采集源节点与头节点之间的双向安全路由,在路由建立过程中,路由请求将受广播控制子层的广播控制转发;S7.4:源节点判断路由是否建立成功,若是,进入S7.5;若路由建立失败,转到S7.18;S7.5:头节点收到现场数据后,根据其IPv6报文中的认证信息对该数据的真实性进行认证;S7.6:判断认证是否通过,若是,进入S7.7;否则转到S7.18;S7.7:头节点对从各个节点收到的数据进行数据集成、压缩和加密处理;S7.8:头节点将加密后的数据向远程监控中心发送,这些数据通过无线核心网到达无线接入点与接入路由器,接入路由器通过因特网将数据转发给远程监控中心;S7.9:远程监控中心收到数据后,首先根据其中的认证信息对数据真实性进行认证;S7.10:判断认证是否通过,若是,进入S7.11,否则转到S7.18;S7.11:经过数据解密和解析后,现场画面及情况重现在监视屏幕上;S7.12:指挥人员根据现场画面以及相关数据制定救援策略,进行实时指挥;S7.13:救援策略及其相关数据通过因特网和无线核心网发到各头节点;S7.14:头节点根据实时策略IPv6报文中的认证信息对该策略进行认证;S7.15:头节点判断实时策略认证是否通过,若是,进入S7.16,否则转到S7.18;S7.16:头节点向组内节点转发救援策略及相关数据,若为广播数据,这些数据将受广播控制子层的广播控制转发;S7.17:收到救援策略后,现场人员分析现场情况和相关数据,立即实施策略,同时,数据采集设备继续通过通信设备将采集到的数据向远程监控中心发送,以获得新的救援指挥信息,即转到S7.1;S7.18:指示非法节点存在,所获数据不予采纳,通知各头节点启用安全应对方案,将非法节点排除在网络之外。
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