인간의 삶의 질을 향상시키기 위해 인류는 많은 연구와 실험을 해왔다. 특히 컴퓨터 분야의 발전은 인간을 대신하여 자동으로 수행하는 능력을 갖는 기계를 만들어 내었다. 본 논문에서는 이러한 분야의 종목 중 요즘 주목받는 무선 센서 네트워크에 대해 살펴보고 어떻게 발전을 이루어 왔는지에 대해 실험적인 부분에 대해 논하였다. 무선 센서 네트워크 (WSN)는 물리적 또는 환경적 조건을 모니터링하기 위하여 센서 데이터를 전송하는 독자적인 장치로 구성된 무선 통신 네트워크를 뜻한다. WSN은 Ubiquitous Computing을 위한 핵심 기술로서 다양한 센서기술과 프로세서 집적기술, 그리고 무선 네트워크 기술을 이용해서 실제 물리적 환경 정보를 원격에서 손쉽게 수집하고 모니터링하는 것이 가능하다. 현재 WSN에 대한 많은 연구와 개발이 이루어지고 있으며, WSN은 실시간 객체의 식별과 정보의 수집을 위한 기술로 짧은 시간에 많은 양의 데이터를 발생한다. 이러한 많은 양의 데이터를 효과적으로 처리하기 위해서는 데이터의 패턴을 정의하여 의미 있는 데이터를 필터링 할 수 있는 기술이 필수적이다. 이와 같이 대량의 센서 네트워크를 위해 개발된 IEEE 802.15.4 네트워크는 Payload가 작아 IPv6를 직접 구현할 수 없으므로 IPv6 주소 체계를 갖는 노드 간의 통신을 IEEE 802.15.4를 통해 가능하게 하기 위해 본 논문에서는 6LoWPAN의 핵심 기술을 연구하고 실험을 통해 구현하였다. 이를 위해 먼저 본 논문에서 6LowPAN 네트워크의 실험 환경을 설계하였다. 프레임 포맷은 단편화와 Mesh 지원 계층의 재합성과 헤더 압축을 수행하였으며 TCPv6와 UDPv6 프로토콜로 3가지의 실험을 수행하였다. 본 논문에서 사용한 TinyOS는 저 전력 소모하는 OS이므로 6LoWPAN 네트워크는 TinyOS 2.0으로 설계하고 구현하였다. 본 실험을 통해 IPv6 기반 센서 네트워크 시스템 작업이 제대로 동작하고 IPv6 기술을 이용해 WSN과의 데이터 교환을 직접적으로 이루어지는 것을 보여주었다. 실험 결과 데이터 통신의 간섭으로 인하여 일정 횟수 이상의 전송 에러가 발생한 경우 데이터를 손실하는 결과를 낳았지만 IPv6 기반 무선 센서 네트워크는 정상적으로 동작함을 알 수 있었다.
As a combination of data collecting, data transportation and data processing, Wireless Sensor Network WSN)has a wide application range and becomes one of the hottest research focuses in wireless network area. With the development of WSN, large amount of sensor nodes are connected to Internet. However, the traditional IPv4 protocol isn't suitable for WSN due to its exhausting address space. While new features of IPv6 such as huge 128-bits address space, security, mobility and plug & play would do a great favor. The combination of IPv6 and WSN would definitely accelerate the development of Wireless Sensor Networks.6LoWPAN or IPv6 over LoWPAN is a technology of running IPv6 stack on the LoWPAN devices. This paper focuses on designing a kind of WSN based on 6LoWPAN which can archive the direct communication between WSN’s nodes and IPv6 network.This thesis begins with the concepts, current situation and developing trend of WSN, then illustrates the basic technique of 6LoWPAN: IPv6 and IEEE802.15.4 protocol. Referred to the published 6LoWPAN’s internet draft, its core technology is research, which includes the detailed function, frame format, fragmentation and reassembly, header compression of adaptation layer and mesh supporting and so on. Combined with the characteristics of TinyOS2.0, we design and implement a 6LoWPAN star topology WSN based on TinyOS2.0. After that, we analyze its system framework, describe implements of system core programming, then construct a testing environment and do a test to the system. The experiment results show that the system works well, the sensor nodes can exchange data with the IPV6 network normally.