无线网络第三章无线个域网

第3章无线个域网内容提要3.1概述3.2IEEE802.15标准3.3蓝牙技术3.4ZigBee技术3.1

概述手机、PC机、汽车、音响、电视、微波炉、电冰箱等消费类产品非常普及，人们希望有一种短距离、低成本、小功耗的无线通信方式，实现不同功能单一设备的互联，提供小范围内设备的自组网机制，并通过一定的安全接口完成自组小网与广域大网的互通。无线个人区域网(WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN，简称无线个域网)技术就是一种满足上述应用需求的小范围无线连接、微小网自主组网的通信技术。无线个域网技术蓝牙(BlueTooth)IrDAHomeRFUWBZigbee内容提要3.1概述3.2IEEE802.15标准3.3蓝牙技术3.4ZigBee技术3.2

IEEE802.15标准IEEE802.15工作组是IEEE针对无线个人区域网(WPAN)而成立的，开发有关短距离范围的WPAN标准。3.2.1标准构成802.15.1是以既有蓝牙标准为基础，制定蓝牙无线通信规范的一个正式标准。802.15.2工作组目的是要802.11和802.15开发共存的推荐规范。802.15.3工作组的兴趣在开发对比于802.11设备是低成本和低功耗的设备的标准上。802.15.3a的目标是要在使用同样的MAC层上提供比802.15.3更高的数据率802.15.4工作组则开发了一个非常低成本、非常低功耗的比802.15.1数据率要低的设备标准。WLAN与WPAN内容提要3.1概述3.2IEEE802.15标准3.3蓝牙技术3.4ZigBee技术IEEE802.15.1的基础，源于1994年爱立信公司的一项研究，旨在在移动电话及其附件之间探求一种新的低功耗、低成本的空中接口。1998年5月，4家公司联合成立蓝牙特殊利益集团(SIG)1999年7月SIG公布蓝牙规范1.0版1999年12月公布蓝牙规范1.0b版2001年4月公布1.1版2003年11月公布1.2版本2004年8月公布2.0版本3.3.1蓝牙技术的诞生与发展蓝牙技术优点(1)可以随时随地用无线接口代替有线电缆连接；(2)具有很强的移植性，可应用于多种通信场合，如WAP、GSM(全球移动通信系统)、DECT(欧规数字无绳通信)等，引入身份识别后可以灵活地实现漫游；(3)低功耗，对人体伤害小；(4)蓝牙集成电路简单，成本低廉，实现容易，易于推广。3.3.2蓝牙标准文档构成核心规范(corespecifications):描述了从无线电接口到链路控制的不同层次蓝牙协议体系结构的细节。概要规范(profilespecifications):考虑使用蓝牙技术支持不同的应用。每个概要规范讨论在核心规范中定义的技术，以实现特定的应用模型(UsageModel)。3.3.3蓝牙协议体系结构核心协议(coreprotocol)形成五层栈(1)无线电(radio)：确定包括频率、跳频的使用、调制模式和传输功率在内的空中接口细节。(2)基带(baseband)：考虑一个微微网中的连接建立、寻址、分组格式、计时和功率控制。(3)链路管理器协议(linkmanagerprotocol，LMP)：负责在蓝牙设备和正在运行的链路管理之间建立链路。包括诸如认证、加密及基带分组大小的控制和协商等安全因素。(4)逻辑链路控制和自适应协议(logicallinkcontrolandadaptationprotocol，L2CAP)：使高层协议适应基带层。L2CAP提供无连接和面向连接服务。(5)服务发现协议(servicediscoveryprotocol，SDP)：询问设备信息、服务与服务特征，使得在两个或多个蓝牙设备间建立连接成为可能。3.3.4微微网和散布式网络(网络模式)蓝牙中的基本联网单元是一个微微网，它由一台主设备和1~7台活跃的从设备组成。一个微微网中的设备也可作为另一个微微网的一部分存在，并在每个微微网中，起从设备或主设备功能,这种形式的重叠被称为散布式网络(scatternet)。主/从关系

无线网络的配置内容提要3.1概述3.2IEEE802.15标准3.3蓝牙技术3.4ZigBee技术3.4ZigBee技术2000年12月，IEEE成立了802.15.4工作组,致力于定义一种供廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术。ZigBee是这种技术的商业化命名，名称来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过ZigBee形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息在标准化方面，IEEE802.15.4工作组主要负责指定物理层和MAC层的协议，ZigBee联盟负责高层应用、测试和市场推广等方面的工作。3.4ZigBee技术3.4.1ZigBee的特点3.4.2ZigBee标准体系3.4.3ZigBee网络的结构3.4.4ZigBee协议架构3.4.5ZigBee网络节点类型3.4.6ZigBee技术应用3.4.1ZigBee的特点（1）极低的系统功耗（2）较低的系统成本（3）安全的数据传输（4）灵活的工作频段（5）灵活的网络结构（6）超大的网络容量3.4.2ZigBee标准体系3.4.3ZigBee网络的结构ZigBeeCoordinatorZigBeeRouterZigBeeEndDeviceMesh网ClusterTree串Star星ZigBeeCoordinatorZigBeeRouterZigBeeEndDeviceMesh网ClusterTree串Star星Star星3.4.4ZigBee网络节点类型ZigBee网络中的设备按照功能的不同分为两类：具有完全功能的全功能设备（FullFunctionDevice，FFD）具有部分功能的设备（ReducedFunctionDevice，RFD）。FFD器件拥有802.15.4/ZigBee协议栈规定的全部功能，可以