第5章網(wǎng)絡(luò)與通信課件

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)踐

2016.8

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信第5章網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)

5.1網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)概述

網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的基石，它是在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。物聯(lián)網(wǎng)中連接終端感知網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器的橋梁便是各類(lèi)承載網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的承載網(wǎng)絡(luò)包括互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)等。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)藍(lán)牙、ZigBee無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)WiMax無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)WiFi無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)3G/4G網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建圖2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

物聯(lián)網(wǎng)在傳輸網(wǎng)絡(luò)層存在各種網(wǎng)絡(luò)形式，通常使用的網(wǎng)絡(luò)形式有如下幾種，它們主要承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?）互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)/電信網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)和技術(shù)支持?；ヂ?lián)網(wǎng)是一個(gè)很龐大的系統(tǒng)，它包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。其核心技術(shù)就是數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)接入方式分為有線(xiàn)接入和無(wú)線(xiàn)接入，數(shù)據(jù)交換分為電路交換、報(bào)文交換和分組交換。

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互聯(lián)網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層中的核心內(nèi)容。為了讓Internet適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)量和多終端的要求，業(yè)界正在發(fā)展一系列新技術(shù)。互聯(lián)網(wǎng)中用IP地址對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，而目前的IPv4受制于資源空間耗竭，已經(jīng)無(wú)法提供更多的IP地址，所以IPv6以其近乎無(wú)限的地址空間將在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重大作用。IPv6的使用掃清了可接入網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備在數(shù)量上的限制。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2）無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)WiFi/WiMax等無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)的覆蓋范圍較廣，傳輸速度較快，為物聯(lián)網(wǎng)提供高速可靠廉價(jià)且不受接入設(shè)備位置限制的互聯(lián)手段。3）無(wú)線(xiàn)低速網(wǎng)ZigBee、藍(lán)牙和紅外等低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能夠適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中處理能力較低的節(jié)點(diǎn)的低速率、低通信半徑、低計(jì)算能力和低能量來(lái)源等特征的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。4）移動(dòng)通信網(wǎng)移動(dòng)通信就是移動(dòng)體之間的通信，或移動(dòng)物體與固定物體之間的通信。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)最大的特征就是可移動(dòng)。它采用蜂窩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信區(qū)域的全覆蓋，而且可以實(shí)現(xiàn)基站無(wú)縫切換。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信移動(dòng)通信網(wǎng)由無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)三部分組成。無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)主要為移動(dòng)終端提供接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)主要為各種業(yè)務(wù)提供交換和傳輸服務(wù)。從通信技術(shù)層面看，移動(dòng)通信網(wǎng)的基本技術(shù)可分為傳輸技術(shù)和交換技術(shù)兩大類(lèi)。

移動(dòng)通信經(jīng)歷了3代的發(fā)展，它們是模擬語(yǔ)音、數(shù)字語(yǔ)音以及數(shù)字語(yǔ)音和數(shù)據(jù)時(shí)代。在移動(dòng)通信網(wǎng)中，當(dāng)前比較熱門(mén)的接入技術(shù)有3G和4G。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.2無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)（WPAN）無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)簡(jiǎn)稱(chēng)WPAN（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN），WPAN是一種采用無(wú)線(xiàn)連接的個(gè)人局域網(wǎng)。美國(guó)電子與電器工程師協(xié)會(huì)（IEEE）802.15工作組是對(duì)無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)做出定義說(shuō)明的機(jī)構(gòu)。

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除了基于藍(lán)牙技術(shù)的802.15之外，IEEE還推薦了其它兩個(gè)類(lèi)型，它們是低頻率的802.15.4（TG4，也被稱(chēng)為ZigBee）和高頻率的802.15.3（TG3，也被稱(chēng)為超波段或UWB），WPAN是為了實(shí)現(xiàn)活動(dòng)半徑小、業(yè)務(wù)類(lèi)型豐富、面向特定群體、無(wú)線(xiàn)無(wú)縫連接而提出的新興無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。如，TG4（ZigBee）針對(duì)低電壓和低成本家庭控制方案提供20Kbps或250Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，而TG3（UWB）則支持用于多媒體的介于20Mbps和1Gbps之間的數(shù)據(jù)傳輸速率。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信支持無(wú)線(xiàn)人域網(wǎng)的技術(shù)包括藍(lán)牙、ZigBee、UWB、IrDA、HomeRF等，其中藍(lán)牙技術(shù)在無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)中使用得最廣泛。WPAN能夠有效地解決“最后的幾米電纜”的問(wèn)題，進(jìn)而將無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行到底。WPAN是一種與無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)(WWAN)、無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)(WMAN)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)并列但覆蓋范圍相對(duì)較小的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上，WPAN位于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈的末端，用于實(shí)現(xiàn)同一地點(diǎn)終端與終端間的連接，如，連接手機(jī)和藍(lán)牙耳機(jī)等。WPAN所覆蓋的范圍一般在10m半徑以?xún)?nèi)，必須運(yùn)行于許可的無(wú)線(xiàn)頻段。WPAN設(shè)備具有價(jià)格便宜、體積小、易操作和功耗低等優(yōu)點(diǎn)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.2.1藍(lán)牙技術(shù)1、概述“藍(lán)牙”（Bluetooth）是一種開(kāi)放的技術(shù)規(guī)范，它是一種多裝置之間通信的標(biāo)準(zhǔn)，它可在世界上的任何地方實(shí)現(xiàn)短距離的無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。1994年，愛(ài)立信移動(dòng)通信公司開(kāi)始研究在移動(dòng)電話(huà)及其附件之間實(shí)現(xiàn)低功耗、低成本無(wú)線(xiàn)接口的可行性。隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，愛(ài)立信公司意識(shí)到短距無(wú)線(xiàn)通信（Short-DistanceWirelessCommunication）的應(yīng)用前景無(wú)限廣闊。愛(ài)立信將這項(xiàng)新的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)命名為“藍(lán)牙”（Bluetooth）。它的名字取自10世紀(jì)丹麥國(guó)王HaraldBluetooth的名字。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信藍(lán)牙是一種短距無(wú)線(xiàn)通信的技術(shù)規(guī)范，它最初的目標(biāo)是取代現(xiàn)有的掌上電腦、移動(dòng)電話(huà)等各種數(shù)字設(shè)備上的有線(xiàn)電纜連接。在制定藍(lán)牙規(guī)范之初，就建立了統(tǒng)一全球的目標(biāo)，向全球公開(kāi)發(fā)布，工作頻段為全球統(tǒng)一開(kāi)放的2.4GHz工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段。Bluetooth提供了一種在2.4G的ISM（IndustrialScientificMedical，ISM）頻段，用于一個(gè)或多個(gè)裝置之間在10米范圍內(nèi)的無(wú)線(xiàn)通信方式。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信ISM頻段(2.4~2.4835GHz)主要是開(kāi)放給工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)三個(gè)主要機(jī)構(gòu)使用，該頻段是依據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FederalCommunicationsCommittee，F(xiàn)CC)所定義出來(lái)，屬于FreeLicense，并沒(méi)有所謂使用授權(quán)的限制。無(wú)需許可證，只需要遵守一定的發(fā)射功率(一般低于1W)，并且不要對(duì)其它頻段造成干擾即可。

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最初是由美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)分配的無(wú)需許可證的無(wú)線(xiàn)電頻段（功率不能超過(guò)1W）。在美國(guó)分為為工業(yè)（902~928MHz）、科學(xué)研究（2.42~2.4835GHz）和醫(yī)療（5.725~5.850GHz）三個(gè)頻段。而在歐洲900MHz的頻段則有部份用于GSM通信，用于ISM的低頻段為868MHZ和433MHz。2.4GHz為各國(guó)共同的ISM頻段。因此，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，藍(lán)牙，ZigBee等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，均可選擇在2.4GHz頻段上。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用從目前的應(yīng)用來(lái)看，由于藍(lán)牙體積小、功率低，其應(yīng)用已不局限于計(jì)算機(jī)外設(shè)，幾乎可以被集成到任何數(shù)字設(shè)備之中，特別是那些對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的移動(dòng)設(shè)備和便攜設(shè)備。藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于日常生活的各個(gè)方面，例如，引入藍(lán)牙技術(shù)，就可以去掉移動(dòng)電話(huà)與筆記本電腦之間的連接電纜而通過(guò)無(wú)線(xiàn)使其建立通信。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3.藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)可歸納為如下幾點(diǎn)。1）全球范圍適用，藍(lán)牙工作在2.4GHz的ISM頻段，使用該頻段無(wú)需向各國(guó)的無(wú)線(xiàn)電資源管理部門(mén)申請(qǐng)?jiān)S可證。2）同時(shí)可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)，藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語(yǔ)音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語(yǔ)音同時(shí)傳輸?shù)男诺馈?/p>

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每個(gè)語(yǔ)音信道數(shù)據(jù)速率為64kbit/s，語(yǔ)音信號(hào)編碼采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）或連續(xù)可變斜率增量調(diào)制（CVSD）方法。當(dāng)采用非對(duì)稱(chēng)信道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，速率最高為721kbit/s，反向?yàn)?7.6kbit/s；當(dāng)采用對(duì)稱(chēng)信道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，速率最高為342.6kbit/s。藍(lán)牙有兩種鏈路類(lèi)型：異步無(wú)連接（ACL）鏈路和同步面向連接（SCO）鏈路。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3）可以建立臨時(shí)性的對(duì)等連接，根據(jù)藍(lán)牙設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分為主設(shè)備（Master）與從設(shè)備（Slave）。

主設(shè)備是組網(wǎng)連接主動(dòng)發(fā)起連接請(qǐng)求的藍(lán)牙設(shè)備，幾個(gè)藍(lán)牙設(shè)備連接成一個(gè)微微網(wǎng)（Piconet）時(shí)，其中只有一個(gè)主設(shè)備，其余的均為從設(shè)備。

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微微網(wǎng)是藍(lán)牙最基本的一種網(wǎng)絡(luò)形式，一個(gè)微微網(wǎng)由2~8個(gè)藍(lán)牙單元組成，即可以組成以一個(gè)為主、其他2~7個(gè)為副的電器組成的微微網(wǎng)。這些電器可以是PC機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話(huà)、筆記本電腦等等。多個(gè)微微網(wǎng)之間還可以互聯(lián)形成散射網(wǎng)(Scatternet)，從而方便快捷地實(shí)現(xiàn)各類(lèi)設(shè)備之間隨時(shí)隨地的通信。最簡(jiǎn)單的微微網(wǎng)是一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)從設(shè)備組成的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信連接。

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4）具有很好的抗干擾能力，工作在ISM頻段的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備有很多種，如家用微波爐、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）、HomeRF等產(chǎn)品，為了能很好地抵抗來(lái)自這些設(shè)備的干擾，藍(lán)牙采用了跳頻（FrequencyHopping）方式來(lái)擴(kuò)展頻譜（SpreadSpectrum），將2.402～2.48GHz頻段分成79個(gè)頻點(diǎn)，相鄰頻點(diǎn)間隔1MHz。藍(lán)牙設(shè)備在某個(gè)頻點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，再跳到另一個(gè)頻點(diǎn)發(fā)送，而頻點(diǎn)的排列順序則是偽隨機(jī)的，每秒鐘頻率改變1600次，每個(gè)頻率持續(xù)625μS。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5）藍(lán)牙模塊體積很小、便于集成。由于個(gè)人移動(dòng)設(shè)備的體積較小，所以，嵌入其內(nèi)部的藍(lán)牙模塊體積就應(yīng)該更小，如愛(ài)立信公司的藍(lán)牙模塊ROK101008的外形尺寸僅為32.8mm×16.8mm×2.95mm。其程序?qū)懺谝粋€(gè)9x9mm的微芯片中。

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6）低功耗，藍(lán)牙設(shè)備在通信連接狀態(tài)下，有四種工作模式，激活（Active）模式、呼吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式。Active模式是正常的工作狀態(tài)，另外三種模式是為了節(jié)能所規(guī)定的低功耗模式。依據(jù)發(fā)射輸出電平功率不同，藍(lán)牙傳輸有3種距離等級(jí)，它們是Class1為100m左右；Class2約為10m；Class3約為2~3m。一般情況下，其正常的工作范圍是10m半徑之內(nèi)。在此范圍內(nèi)，可進(jìn)行多臺(tái)設(shè)備間的互聯(lián)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信7）開(kāi)放的接口標(biāo)準(zhǔn)，SIG為了推廣藍(lán)牙技術(shù)的使用，將藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部公開(kāi)，全世界范圍內(nèi)的任何單位和個(gè)人都可以進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，只要最終能通過(guò)SIG的藍(lán)牙產(chǎn)品兼容性測(cè)試，就可以推向市場(chǎng)。8）成本低，隨著市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，各個(gè)供應(yīng)商紛紛推出自己的藍(lán)牙芯片和模塊，導(dǎo)致藍(lán)牙產(chǎn)品價(jià)格飛速下降。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信4.藍(lán)牙匹配規(guī)則兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在進(jìn)行通信前，必須將其匹配在一起，以保證其中一個(gè)設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)信息只會(huì)被經(jīng)過(guò)允許的另一個(gè)設(shè)備所接受。1）藍(lán)牙主設(shè)備，主設(shè)備一般具有輸入端。在進(jìn)行藍(lán)牙匹配操作時(shí)，用戶(hù)通過(guò)輸入端可輸入隨機(jī)的匹配密碼來(lái)將兩個(gè)設(shè)備匹配。藍(lán)牙手機(jī)、安裝有藍(lán)牙模塊的PC等都是主設(shè)備。例如，藍(lán)牙手機(jī)和藍(lán)牙PC進(jìn)行匹配時(shí)，用戶(hù)可在藍(lán)牙手機(jī)上任意輸入一組數(shù)字，然后在藍(lán)牙PC上輸入相同的一組數(shù)字，來(lái)完成這兩個(gè)設(shè)備之間的匹配。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2）藍(lán)牙從設(shè)備，從設(shè)備一般不具備輸入端。因此，從設(shè)備在出廠(chǎng)時(shí)，在其藍(lán)牙芯片中，固化有一個(gè)4位或6位數(shù)字的匹配密碼。藍(lán)牙耳機(jī)、優(yōu)士通UD數(shù)碼筆等都是從設(shè)備。例如，藍(lán)牙PC與UD數(shù)碼筆匹配時(shí)，用戶(hù)將UD筆上的藍(lán)牙匹配密碼正確的輸入到藍(lán)牙PC上，完成UD筆與藍(lán)牙PC之間的匹配。

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3）主設(shè)備與主設(shè)備之間、主設(shè)備與從設(shè)備之間，是可以互相匹配在一起的；而從設(shè)備與從設(shè)備是無(wú)法匹配的。例如，藍(lán)牙PC與藍(lán)牙手機(jī)可以匹配在一起；藍(lán)牙PC也可以與UD筆匹配在一起；而UD筆與UD筆之間是不能匹配的。一個(gè)主設(shè)備，可匹配一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備。例如，一部藍(lán)牙手機(jī)，一般只能匹配7個(gè)藍(lán)牙設(shè)備。而一臺(tái)藍(lán)牙PC，可匹配十多個(gè)或數(shù)十個(gè)藍(lán)牙設(shè)備。在同一時(shí)間，藍(lán)牙設(shè)備之間僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.2.2ZigBee技術(shù)1、概述在藍(lán)牙技術(shù)的使用過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在許多缺陷。對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化控制和遙測(cè)遙控領(lǐng)域而言，藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜，功耗大，距離近，組網(wǎng)規(guī)模太小等，而工業(yè)自動(dòng)化對(duì)無(wú)線(xiàn)通信的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。正因如此，國(guó)外對(duì)ZigBee技術(shù)的研究起步較早，研究也較成熟。

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ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位和遠(yuǎn)近信息的，也就是蜜蜂依靠著這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信“網(wǎng)絡(luò)”，因此，ZigBee的發(fā)明者們形象地利用蜜蜂的這種行為來(lái)形象地描述這種無(wú)線(xiàn)信息傳輸技術(shù)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信為了推進(jìn)該技術(shù)的快速發(fā)展，由英國(guó)Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國(guó)摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司等4家公司于2002年8月成立了ZigBee聯(lián)盟，如今該聯(lián)盟已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無(wú)線(xiàn)設(shè)備公司和開(kāi)發(fā)商的加入，它是一個(gè)高速成長(zhǎng)的非盈利業(yè)界組織。該聯(lián)盟制定了基于IEEE802.15.4，具有高可靠、高性?xún)r(jià)比、低功耗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議并于2004正式問(wèn)世。ZigBee的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是IEEE802.15.4協(xié)議，它主要適合于應(yīng)用在自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入在各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信ZigBee采用DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum，DSSS即直接序列展頻技術(shù))技術(shù)調(diào)制發(fā)射，用于多個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，是一種短距離、低速率低功耗的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，采用DSSS技術(shù)調(diào)制發(fā)射，用于多個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，新一代的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。ZigBee是一種高可靠的無(wú)線(xiàn)數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類(lèi)似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類(lèi)似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無(wú)限擴(kuò)展。與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡(jiǎn)單、使用方便、工作可靠、價(jià)格低的特點(diǎn)。而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立，每個(gè)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)元人民幣以上，而每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)“基站”卻不到1000元人民幣。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、ZigBee應(yīng)用領(lǐng)域ZigBee技術(shù)的目標(biāo)就是針對(duì)工業(yè)、家庭自動(dòng)化、遙測(cè)遙控、汽車(chē)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療護(hù)理等方面的應(yīng)用。例如，在家庭自動(dòng)化控制方面，可以利用ZigBee技術(shù)對(duì)照明、空調(diào)、窗簾等家用設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；在消費(fèi)性電子設(shè)備方面，可以利用ZigBee技術(shù)對(duì)電視、DVD、CD機(jī)等電器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控；在PC外設(shè)方面，可以利用ZigBee技術(shù)對(duì)無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、游戲操縱桿等進(jìn)行操作；

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

在工業(yè)控制方面，可以利用ZigBee技術(shù)使數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析和處理變得更加容易；在醫(yī)療設(shè)備控制方面，可以利用ZigBee技術(shù)獲取醫(yī)療傳感器、病人的緊急呼叫等信號(hào)，對(duì)病人的生理狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；也可以利用ZigBee技術(shù)開(kāi)發(fā)交互式玩具等產(chǎn)品；ZigBee技術(shù)在油田、電力、礦山和物流管理等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。另外它還可以對(duì)局部區(qū)域內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位，例如，對(duì)城市中的車(chē)輛進(jìn)行定位。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信ZigBee技術(shù)應(yīng)用如此廣泛，因此，在通常情況下，如果符合如下條件之一的應(yīng)用，就可以考慮采用ZigBee技術(shù)做無(wú)線(xiàn)傳輸。1）需要數(shù)據(jù)采集或監(jiān)控的網(wǎng)點(diǎn)多；2）要求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不大，而要求設(shè)備成本低；3）要求數(shù)據(jù)傳輸可性高，安全性高；4）設(shè)備體積很小，不便放置較大的充電電池或者電源模塊；5）電池供電；6）地形復(fù)雜，監(jiān)測(cè)點(diǎn)多，需要較大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋；7）現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲區(qū)；8）使用現(xiàn)存移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行低數(shù)據(jù)量傳輸?shù)倪b測(cè)遙控系統(tǒng)。9）使用GPS效果差，或成本太高的局部區(qū)域移動(dòng)目標(biāo)的定位應(yīng)用。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3、ZigBee技術(shù)特點(diǎn)ZigBee作為一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，具有如下特點(diǎn)。1）低成本、低功耗，ZigBee技術(shù)可以應(yīng)用于8位MCU。2）高可靠性，ZigBee采用了碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專(zhuān)用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突；節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功能，信息在整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)自動(dòng)路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

3）時(shí)延短，ZigBee針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。4）網(wǎng)絡(luò)容量大，ZigBee網(wǎng)絡(luò)可支持達(dá)65000個(gè)節(jié)點(diǎn)。5）高安全性，ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，加密算法采用通用的AES-128。6）高保密性，64位出廠(chǎng)編號(hào)和支持AES-128加密。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信4、ZigBee協(xié)議棧在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的軟件構(gòu)架時(shí)，一般采用分層的思想，不同的層負(fù)責(zé)不同的功能，數(shù)據(jù)只能在相鄰的層之間流動(dòng)。ZigBee規(guī)范是由ZigBeeAlliance所主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)是基于標(biāo)準(zhǔn)OSI（OpenSystemInterconnection，OSI）七層模型的，在模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，采用分層的思想實(shí)現(xiàn)。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

ZigBee協(xié)議定義了網(wǎng)絡(luò)層（NWK）、應(yīng)用程序支持子層(APS)以及應(yīng)用層的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范、安全層（SecurityLayer）、以及各種應(yīng)用產(chǎn)品的資料（Profile）。而由國(guó)際電子電機(jī)工程協(xié)會(huì)（IEEE）所制訂的802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，則是定義了物理層（PHY）及介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層（MAC）。ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各層示意圖如圖5.2所示。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信在ZigBee協(xié)議棧中，PHY（Physicallayer物理層）、MAC層（MediaAccessControl媒體介入控制層）位于最低層，且與硬件相關(guān)；NWK、APS、APL層以及安全層建立在PHY和MAC層之上，并且完全與硬件無(wú)關(guān)。分層的結(jié)構(gòu)脈絡(luò)清晰、一目了然，給設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)了極大的方便。ZigBee物理層PHY定義了物理無(wú)線(xiàn)信道和MAC子層之間的接口，提供物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和物理層管理服務(wù)。物理層數(shù)據(jù)服務(wù)是從無(wú)線(xiàn)物理信道上收發(fā)數(shù)據(jù)。物理層管理服務(wù)是維護(hù)一個(gè)由物理層相關(guān)數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)庫(kù)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信物理層的主要功能如下:1）ZigBee的激活；2）當(dāng)前信道的能量檢測(cè)；3）接收鏈路服務(wù)質(zhì)量信息；4）ZigBee信道接入方式；5）信道頻率選擇；6）數(shù)據(jù)傳輸和接收。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信MAC層的主要功能如下:

1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器產(chǎn)生信標(biāo)；2）與信標(biāo)同步；3）支持PAN鏈路的建立和斷開(kāi)；4）為設(shè)備的安全性提供支持；5）信道接入方式采用免沖突載波檢測(cè)多址接入（CSMA-CA）機(jī)制；6）處理和維護(hù)保護(hù)時(shí)隙（GTS）機(jī)制；7）在兩個(gè)對(duì)等的MAC實(shí)體之間提供一個(gè)可靠的通信鏈路。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)層的主要功能如下:

1）網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)；2）網(wǎng)絡(luò)形成；3）允許設(shè)備連接；4）路由器初始化；5）設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接；6）直接將設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)連接；7）斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接；8）重新復(fù)位設(shè)備；9）接收機(jī)同步；10）信息庫(kù)維護(hù)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信ZigBee應(yīng)用層框架包括應(yīng)用支持層（ASP）、ZigBee設(shè)備對(duì)象（ADO）和制造商所定義的應(yīng)用對(duì)象。應(yīng)用支持層的功能包括維持綁定表、在綁定的設(shè)備之間傳送消息。所謂綁定就是基于兩臺(tái)設(shè)備的服務(wù)和需求在邏輯上將他們匹配地連接起來(lái)。ZigBee設(shè)備對(duì)象層的功能包括定義設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色（如ZigBee協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備），發(fā)起和響應(yīng)綁定請(qǐng)求，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立安全機(jī)制。ZigBee設(shè)備對(duì)象還負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，并且決定向他們提供何種應(yīng)用服務(wù)。ZigBee應(yīng)用層除了提供一些必要函數(shù)以及為網(wǎng)絡(luò)層提供合適的服務(wù)接口外，一個(gè)重要的功能是應(yīng)用者可在這層定義自己的應(yīng)用對(duì)象。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信IEEE802.15.4定義的物理層有兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2.4GHz物理層和868/915MHz物理層。兩者均基于直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)。868MHz只有一個(gè)信道，傳輸速率為20kb/s；902MHz～928MHZ頻段有10個(gè)信道，信道間隔為2MHz，傳輸速率為40kb/s。以上這兩個(gè)頻段都采用BPSK調(diào)制。2.4GHz～2.4835GHz頻段有16個(gè)信道，信道間隔為5MHz，能夠提供250kb/s的傳輸速率，采用O-QPSK調(diào)制。為了提高傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，IEEE802.15.4定義的媒體接入控制（MAC）層采用了CSMA-CA和時(shí)隙CSMA-CA信道接入方式和完全握手協(xié)議。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

5、ZStack協(xié)議棧工程簡(jiǎn)要說(shuō)明ZigBee整個(gè)Z-Stack采用分層的軟件結(jié)構(gòu)，硬件抽象層（HAL）提供各種硬件模塊的驅(qū)動(dòng)，包括定時(shí)器Timer，通用I/O口GPIO，通用異步收發(fā)傳輸器UART，模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC的應(yīng)用程序接口API，提供各種服務(wù)的擴(kuò)展集。操作系統(tǒng)抽象層OSAL實(shí)現(xiàn)了一個(gè)易用的操作系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)函數(shù)實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度，提供多任務(wù)處理機(jī)制。用戶(hù)可以調(diào)用OSAL提供的相關(guān)API進(jìn)行多任務(wù)編程，將自己的應(yīng)用程序作為一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信ZStack協(xié)議棧就是將各個(gè)層定義的協(xié)議都集合在一起，以函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，并給用戶(hù)提供一些應(yīng)用層API,供用戶(hù)調(diào)用整個(gè)協(xié)議棧的構(gòu)架，如圖5.3所示。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信1）APP是應(yīng)用層目錄，這是用戶(hù)創(chuàng)建各種不同工程的區(qū)域，在這個(gè)目錄中包含了應(yīng)用層的內(nèi)容和這個(gè)項(xiàng)目的主要內(nèi)容，在協(xié)議棧里面一般是以操作系統(tǒng)的任務(wù)實(shí)現(xiàn)的。2）HAL是硬件層目錄，包含有與硬件相關(guān)的配置和驅(qū)動(dòng)及操作函數(shù)。硬件層目錄，Common目錄下的文件是公用文件，基本上與硬件無(wú)關(guān)，其中hal_assert.c是斷言文件，用于調(diào)用，hal_drivers.c是驅(qū)動(dòng)文件，抽象出與硬件無(wú)關(guān)的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，包含有與硬件相關(guān)的配置和驅(qū)動(dòng)及操作函數(shù)。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信Include目錄下主要包含各個(gè)硬件模塊的頭文件，而Target目錄下的文件是跟硬件平臺(tái)相關(guān)的，可能看到有兩個(gè)平臺(tái)，分別是CC2530DB平臺(tái)和一個(gè)CC2530EB平臺(tái)。后面的DB和EB表示的是TI公司開(kāi)發(fā)板的型號(hào)，其實(shí)還有一種類(lèi)型是BB的，BB:BatteryBoardDB:DevelopmentBoardEB:EvaluationBoard2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3）MAC是MAC層目錄，HighLevel和LowLevel兩個(gè)目錄表示MAC層分為了高層和底層兩層，Include目錄下則包含了MAC層的參數(shù)配置文件及基MAC的LIB庫(kù)函數(shù)接口文件，這里的MAC層的協(xié)議是不開(kāi)源的，以庫(kù)的形式給出。4）MT是監(jiān)控調(diào)試層，主要用于調(diào)試目的，即實(shí)現(xiàn)通過(guò)串口調(diào)試各層，與各層進(jìn)行直接交互。5）NWK是網(wǎng)絡(luò)層目錄，含網(wǎng)絡(luò)層配置參數(shù)文件及網(wǎng)絡(luò)層庫(kù)的函數(shù)接口文件，APS層庫(kù)的函數(shù)接口。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信6）OSAL是協(xié)議棧的操作系統(tǒng)。7）Profile是AF層目錄，包含AF層處理函數(shù)文件。8）Security是安全層目錄，安全層處理函數(shù)接口文件，比如加密函數(shù)等。9）Services是地址處理函數(shù)目錄，包括著地址模式的定義及地址處理函數(shù)。10）Tools是工程配置目錄，包括空間劃分及ZStack相關(guān)配置信息。11）ZDO是ZigBeeObject設(shè)備對(duì)象目錄。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信12）ZMac是介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)層，即ZMAC，在802.15.4MAC與網(wǎng)絡(luò)層之間提供接口，包括MAC層參數(shù)配置及MAC層LIB庫(kù)函數(shù)回調(diào)處理函數(shù)。其中Zmac.c是Z-Stack的MAC導(dǎo)出層接口文件，zmac_cb.c是ZMAC需要調(diào)用的網(wǎng)絡(luò)層函數(shù)。13）ZMain是主函數(shù)目錄，Zmain.c主要包含了整個(gè)項(xiàng)目的入口函數(shù)main()，在OnBoard.c包含硬件開(kāi)始平臺(tái)類(lèi)外設(shè)進(jìn)行控制的接口函數(shù)。14）Output是輸出文件目錄，這個(gè)EW8051IDE自動(dòng)生成的。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信6、ZigBee節(jié)點(diǎn)類(lèi)型與網(wǎng)絡(luò)配置ZigBee網(wǎng)絡(luò)定義了三種節(jié)點(diǎn)類(lèi)型。1）ZigBee協(xié)調(diào)器（ZigBeeCoordinator，ZC），協(xié)調(diào)器的作用是上電啟動(dòng)和配置網(wǎng)絡(luò)（例如設(shè)定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符，選擇信道），一旦完成后相當(dāng)于路由器功能。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)必須有一個(gè)協(xié)調(diào)器。2）ZigBee路由器(ZigBeerouter，ZR)，路由器允許其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加入，多跳路由，協(xié)助子節(jié)點(diǎn)通信或自己作為終端節(jié)點(diǎn)應(yīng)用3）ZigBee終端節(jié)點(diǎn)（ZigBeeenddevice，ZED），終端節(jié)點(diǎn)向路由節(jié)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)，沒(méi)有路由功能，低功耗，可以選擇休眠與喚醒。（路由因不斷轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)期保持電源供電，終端節(jié)點(diǎn)一般采用電池供電）。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信在低數(shù)據(jù)速率的WPAN中包括兩種無(wú)線(xiàn)設(shè)備，即是全功能設(shè)備（(Fullfunctiondevice，F(xiàn)FD）和精簡(jiǎn)功能設(shè)備（Reducefunctiondevice，RFD）。其中，F(xiàn)FD可以和FFD、RFD通信，而RFD只能和FFD通信，RFD之間是無(wú)法通信的。RFD的應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單，例如，在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，它們只負(fù)責(zé)將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給它的協(xié)調(diào)點(diǎn)，并不具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)等功能。RFD占用資源少，需要的存儲(chǔ)容量也小，在不發(fā)射和接收數(shù)據(jù)時(shí)處于休眠狀態(tài)，因此成本比較低，功耗低。FFD除具有RFD功能外，還需要具有路由功能，可以實(shí)現(xiàn)路由發(fā)現(xiàn)、路由選擇，并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)只允許有一個(gè)協(xié)調(diào)器6，在一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，至少存在一個(gè)FFD充當(dāng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器，即PAN協(xié)調(diào)器。通常，PAN協(xié)調(diào)器是一個(gè)特殊的FFD，它具有較強(qiáng)大的功能，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主要控制者，它負(fù)責(zé)建立新的網(wǎng)絡(luò)、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)信息等。

一旦網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，新的路由器和終端設(shè)備可以通過(guò)路由發(fā)現(xiàn)、設(shè)備發(fā)現(xiàn)等功能加入網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)路由器或終端設(shè)備加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)時(shí)，設(shè)備間的父子關(guān)系（或說(shuō)從屬關(guān)系）即形成，新加入的設(shè)備為子，允許加入的設(shè)備為父。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信FFD和RFD都可以作為終端節(jié)點(diǎn)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。此外，普通FFD也可以在它的個(gè)人操作空間（POS）中充當(dāng)協(xié)調(diào)器，但它仍然受PAN協(xié)調(diào)器的控制。ZigBee中每個(gè)協(xié)調(diào)器最多可連接255個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可容納65535個(gè)節(jié)點(diǎn)。全功能器件（FFD）可以擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者，形成網(wǎng)絡(luò)，讓其他的全功能器件（FFD）或者是精簡(jiǎn)功能裝置（RFD）連接，全功能器件（FFD）具備控制器的功能，可提供信息雙向傳輸。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信RFD只能傳送信息給FFD或從FFD接收信息。在網(wǎng)絡(luò)中通常用作終端設(shè)備。圖5.4所示為節(jié)點(diǎn)類(lèi)型與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置關(guān)系圖。由圖5.5可以看到，協(xié)調(diào)器和路由器必須是全功能器件(FFD)，精簡(jiǎn)功能設(shè)備(RFD)只能傳送信息給FFD或從FFD接收信息。終端設(shè)備可以是全功能器件，也可以是精簡(jiǎn)功能設(shè)備(RFD)。

2023/11/202023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信7、ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有三種，星型網(wǎng)、網(wǎng)狀（mesh）網(wǎng)和簇樹(shù)形網(wǎng)。圖5.5所示。2023/11/202023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信星型網(wǎng)是由一個(gè)PAN協(xié)調(diào)器和一個(gè)或多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成的。PAN協(xié)調(diào)器必須是FFD，它負(fù)責(zé)發(fā)起建立和管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其它的節(jié)點(diǎn)（終端節(jié)點(diǎn)）一般為RFD，分布在PAN協(xié)調(diào)器的覆蓋范圍內(nèi)，直接與PAN協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信。星形網(wǎng)的控制和同步都比較簡(jiǎn)單，星型網(wǎng)通常用于節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的場(chǎng)合。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)狀（Mesh）網(wǎng)一般是由若干個(gè)FFD連接在一起形成，它們之間是完全的對(duì)等通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與它的無(wú)線(xiàn)通信范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)通信。Mesh網(wǎng)中，一般將發(fā)起建立網(wǎng)絡(luò)的FFD節(jié)點(diǎn)作為PAN協(xié)調(diào)器。Mesh網(wǎng)是一種高可靠性網(wǎng)絡(luò)，具有“自恢復(fù)”能力，它可為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包提供多條路徑，一旦一條路徑出現(xiàn)故障，則存在另一條或多條路徑可供選擇。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信Mesh網(wǎng)可以通過(guò)FFD擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，組成Mesh網(wǎng)與星型網(wǎng)構(gòu)成的混合網(wǎng)?；旌暇W(wǎng)中，終端節(jié)點(diǎn)采集的信息首先傳到同一子網(wǎng)內(nèi)的根節(jié)點(diǎn)，再通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上傳到上一層網(wǎng)絡(luò)的PAN協(xié)調(diào)器?；旌暇W(wǎng)都適用于覆蓋范圍較大的網(wǎng)絡(luò)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信8、網(wǎng)絡(luò)路由ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的路由功能主要為網(wǎng)絡(luò)連接提供路由發(fā)現(xiàn)、路由選擇、路由維護(hù)功能，路由算法是它的核心。目前ZigBee網(wǎng)絡(luò)層主要支持兩種路由算法，即是樹(shù)路由和網(wǎng)狀網(wǎng)路由。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

樹(shù)路由采用一種特殊的算法，具體可以參考ZigBee的協(xié)議棧規(guī)范。它把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)看作是以協(xié)調(diào)器為根的一棵樹(shù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器建立，而協(xié)調(diào)器的子節(jié)點(diǎn)可以是路由器或者是末端節(jié)點(diǎn)，路由器的子節(jié)點(diǎn)也可以是路由器或者末端節(jié)點(diǎn)，末端節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于樹(shù)的葉子沒(méi)有子節(jié)點(diǎn)。樹(shù)路由利用了一種特殊的地址分配算法，使用四個(gè)參數(shù)—深度、最大深度、最大子節(jié)點(diǎn)數(shù)和最大子路由器數(shù)來(lái)計(jì)算新節(jié)點(diǎn)的地址，尋址的時(shí)候根據(jù)地址計(jì)算路徑。ZigBee路由只有兩個(gè)方向，即是向子節(jié)點(diǎn)發(fā)送或者向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信樹(shù)狀路由不需要路由表，節(jié)省存儲(chǔ)資源，缺點(diǎn)是不靈活，浪費(fèi)了大量的地址空間，并且路由效率低。ZigBee還有一種路由方法是網(wǎng)狀網(wǎng)路由Z-AODV（Ad-hocOn-demandDistanceVector，AODV），這種方法實(shí)際上是AdHoc按需路由算法的一個(gè)簡(jiǎn)化版本，是一種基于距離矢量的按需路由算法，非常適合于低成本的無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的路由。它可以用于較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，需要節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)路由表，耗費(fèi)一定的存儲(chǔ)資源，但往往能達(dá)到最優(yōu)的路由效率，而且使用靈活。Z-AODV是應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由選擇的路由協(xié)議，它能夠?qū)崿F(xiàn)單播和多播路由。該協(xié)議是AdHoc網(wǎng)絡(luò)中按需生成路由方式的典型協(xié)議。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信9、ZigBee組網(wǎng)技術(shù)當(dāng)ZigBeePAN協(xié)調(diào)器希望建立一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先掃描信道，尋找網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)空閑信道來(lái)建立新的網(wǎng)絡(luò)。如果找到了合適的信道，ZigBee協(xié)調(diào)器會(huì)為新網(wǎng)絡(luò)選擇一個(gè)PAN標(biāo)識(shí)符（PAN標(biāo)識(shí)符必須在信道中是唯一的）。一旦選定了PAN標(biāo)識(shí)符，就說(shuō)明已經(jīng)建立了網(wǎng)絡(luò)。

另外，這個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器還會(huì)為自己設(shè)置一個(gè)默認(rèn)的16bit網(wǎng)絡(luò)地址。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)64bitIEEE擴(kuò)展地址和一個(gè)16bit網(wǎng)絡(luò)地址，其中，16bit的網(wǎng)絡(luò)地址在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，也就是802.15.4中的MAC短地址。ZigBee協(xié)調(diào)器設(shè)定了自身的網(wǎng)絡(luò)地址后，就開(kāi)始接受新的節(jié)點(diǎn)加入其網(wǎng)絡(luò)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)希望加入該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它首先會(huì)通過(guò)信道掃描來(lái)搜索它周?chē)嬖诘木W(wǎng)絡(luò)，如果找到了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它就會(huì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)過(guò)程請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)，只有具備路由功能的節(jié)點(diǎn)可以允許別的節(jié)點(diǎn)通過(guò)它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。ZigBee協(xié)調(diào)器設(shè)定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開(kāi)始接受新的節(jié)點(diǎn)加入其網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)希望加入該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它首先會(huì)通過(guò)信道掃描來(lái)搜索它周?chē)嬖诘木W(wǎng)絡(luò)，如果找到了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它就會(huì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)過(guò)程請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)，只有具備路由功能的節(jié)點(diǎn)可以允許別的節(jié)點(diǎn)通過(guò)它關(guān)聯(lián)加入網(wǎng)絡(luò)。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

如果網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系后想要重新加入網(wǎng)絡(luò)，它可以進(jìn)行孤立通知過(guò)程重新加入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)具備路由器功能的節(jié)點(diǎn)都維護(hù)一個(gè)路由表和一個(gè)路由發(fā)現(xiàn)表，它可以參與數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為如下三類(lèi)。1）周期性數(shù)據(jù)，例如，傳感器網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類(lèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)不同的應(yīng)用而確定；2）間歇性數(shù)據(jù)，例如，電燈開(kāi)關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類(lèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)應(yīng)用或者外部激勵(lì)而確定；3）反復(fù)性的、反應(yīng)時(shí)間低的數(shù)據(jù)，例如，無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類(lèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率是根據(jù)時(shí)隙分配而確定的。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.2.3超寬帶技術(shù)UWB1、UWB的概念超寬帶技術(shù)UWB（UltraWideband，UWB）是一種無(wú)線(xiàn)載波通信技術(shù)，它不采用正弦載波，而是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此，其所占的頻譜范圍很寬。UWB技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末，此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無(wú)線(xiàn)通信的飛速發(fā)展。人們對(duì)高速無(wú)線(xiàn)通信提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出，并倍受關(guān)注。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25％的無(wú)線(xiàn)通信方案。與常見(jiàn)的使用連續(xù)載波通信方式不同，UWB采用極短的脈沖信號(hào)來(lái)傳送信息．通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間，這些脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz，因此，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百M(fèi)bps。在高速通信的同時(shí)，UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一。對(duì)于普通的非UWB接收機(jī)來(lái)說(shuō)近似于噪聲，所以，從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、UWB的特點(diǎn)1）抗干擾性能強(qiáng)2）傳輸速率高3）帶寬極寬。4）消耗電能少，通常情況下，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波。5）保密性好6）發(fā)送功率非常小7）成本低，適合于便攜型使用。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3、UWB的應(yīng)用前景UWB是利用納秒級(jí)窄脈沖發(fā)射無(wú)線(xiàn)信號(hào)的技術(shù)，適用于高速、近距離的無(wú)線(xiàn)個(gè)人通信。UWB最具特色的應(yīng)用將是視頻消費(fèi)娛樂(lè)方面的無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)（WPAN）。超寬帶系統(tǒng)同時(shí)具有無(wú)線(xiàn)通信和定位的功能，可方便地應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)中，為車(chē)輛防撞、電子牌照、電子駕照、智能收費(fèi)、車(chē)內(nèi)智能網(wǎng)絡(luò)、測(cè)速、監(jiān)視、分布式信息站等提供高性能、低成本的解決方案。

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UWB也可應(yīng)用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中，諸如軍事、公安、消防、醫(yī)療、救援、測(cè)量、勘探和科研等領(lǐng)域，用做隱秘安全通信、救援應(yīng)急通信、精確測(cè)距和定位、透地探測(cè)雷達(dá)、墻內(nèi)和穿墻成像、監(jiān)視和入侵檢測(cè)、醫(yī)用成像、貯藏罐內(nèi)容探測(cè)等。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.2.4紅外通信技術(shù)1、紅外通信技術(shù)簡(jiǎn)介IrDA是InfraredDataAssociation(紅外線(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))的英文縮寫(xiě)。IrDA是一種紅外線(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議以及基于該協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳輸接口。IrDA技術(shù)使用一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，它替代了設(shè)備之間連接的線(xiàn)纜。它的通信距離一般在0到1米之間，傳輸速率最快可達(dá)16Mbps，通信介質(zhì)是波長(zhǎng)為900納米左右的近紅外線(xiàn)。IrDA的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通信成本低廉。并且還具有移動(dòng)通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)。此外紅外線(xiàn)發(fā)射角度較?。?0度錐角以?xún)?nèi)），短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)，傳輸上安全性高。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、IrDA通信標(biāo)準(zhǔn)在紅外通信技術(shù)發(fā)展早期，存在好幾個(gè)紅外通信標(biāo)準(zhǔn)，不同標(biāo)準(zhǔn)之間的紅外設(shè)備不能進(jìn)行紅外通信。為了使各種紅外設(shè)備能夠互聯(lián)互通，1993年，由二十多個(gè)大廠(chǎng)商發(fā)起成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)，統(tǒng)一了紅外通信的標(biāo)準(zhǔn)，這就是目前被廣泛使用的IrDA紅外數(shù)據(jù)通信協(xié)議及規(guī)范。

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IrDA的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通信成本低廉。并且還具有移動(dòng)通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)。此外，紅外線(xiàn)發(fā)射角度較小，傳輸上安全性高。應(yīng)用紅外線(xiàn)收發(fā)器鏈接雖然能免去電線(xiàn)或電纜的連接，但使用起來(lái)仍有許多不便，不僅距離只限于1～2m，而且必須在視線(xiàn)上直接對(duì)準(zhǔn)，收發(fā)裝置的光路夾角一般在30度內(nèi)，中間不能有任何阻擋。同時(shí)只限于在兩個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行，不能同時(shí)鏈接更多的設(shè)備。而藍(lán)牙就沒(méi)有此限制，且不受墻壁的阻隔。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3、應(yīng)用目前，支持它的軟硬件技術(shù)都很成熟，在小型移動(dòng)設(shè)備上已被廣泛使用，如PDA、手機(jī)、筆記本電腦、遙制器等。當(dāng)今每一個(gè)出廠(chǎng)的PDA及許多手機(jī)、筆記本電腦、打印機(jī)等產(chǎn)品都支持IrDA。紅外線(xiàn)鏈路的數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠猛局饕獞?yīng)用在近距離的兩臺(tái)硬件之間的通信。例如，家電控制，計(jì)算機(jī)與外設(shè)、通信設(shè)備間等等。紅外線(xiàn)信號(hào)傳送在某些領(lǐng)域仍然具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，這種優(yōu)勢(shì)也許恰恰彌補(bǔ)了無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)牟蛔阒帯?023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.2.5近場(chǎng)通信技術(shù)1、概述近場(chǎng)無(wú)線(xiàn)通信NFC（NearFieldCommunication，NFC）是一種短距離的高頻無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸（在10厘米內(nèi)）交換數(shù)據(jù)。這個(gè)技術(shù)由非接觸式射頻識(shí)別（RFID）演變而來(lái)，并向下兼容RFID，最早由飛利浦（Philips）公司、若基亞（Nokia）公司和索尼（song）公司共同開(kāi)發(fā)的。NFC是一種非接觸式識(shí)別和互聯(lián)技術(shù)，可以在移動(dòng)設(shè)備、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、PC和智能控件工具間進(jìn)行近距離無(wú)線(xiàn)通信。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信NFC提供了一種簡(jiǎn)單、非觸控式的解決方案，可以讓消費(fèi)者簡(jiǎn)單直觀地交換信息、訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)容與服務(wù)。由于近場(chǎng)通信具有天然的安全性，因此，NFC技術(shù)被認(rèn)為在手機(jī)支付等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer-to-Peer）功能整合在一塊單芯片中。它是一個(gè)開(kāi)放接口平臺(tái)，可以對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速、主動(dòng)設(shè)置，也是虛擬連接器，服務(wù)于現(xiàn)有蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙和無(wú)線(xiàn)802.11設(shè)備。NFC和RFID不同，NFC采用了雙向的識(shí)別和連接。在20cm距離內(nèi)工作于13.56MHz頻率范圍。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信NFC最初僅僅是遙控識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合并，但現(xiàn)在已發(fā)展成無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)。它能快速自動(dòng)地建立無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，為蜂窩設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備、Wi-Fi設(shè)備提供一個(gè)“虛擬連接”，使電子設(shè)備可以在短距離范圍進(jìn)行通信。通過(guò)NFC，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備（如，數(shù)碼相機(jī)、PDA、機(jī)頂盒、電腦、手機(jī)等）之間的無(wú)線(xiàn)互連，彼此交換數(shù)據(jù)式服務(wù)。與藍(lán)牙等短距離無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)不同的是，NFC的作用距離進(jìn)一步縮短且不像藍(lán)牙那樣需要有對(duì)應(yīng)的加密設(shè)備。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、技術(shù)特點(diǎn)NFC與其它近距離通信技術(shù)相比，NFC具有鮮明的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1）距離近、能耗低，由于NFC采取了獨(dú)特的信號(hào)衰減技術(shù)，通信距離不超過(guò)20cm，所以能耗相對(duì)較低。2）NFC更具安全性，NFC是一種能夠提供安全、快捷通信的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)。NFC是一種私密通信方式，加上其距離近、射頻范圍小的特點(diǎn)，其通信更加安全。

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3）NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容，NFC標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)成為得到越來(lái)越多主要廠(chǎng)商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)，很多非接觸智能卡都能夠與NFC技術(shù)相兼容。4）傳輸速率較低，NFC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸速率具備了三種傳輸速率，最高的僅為424kb/s，傳輸速率相對(duì)較低，不適合諸如音視頻流等需要較高帶寬的應(yīng)用。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3、NFC技術(shù)原理NFC的設(shè)備可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下交換數(shù)據(jù)。在被動(dòng)模式下，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備，也稱(chēng)為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備。另一臺(tái)設(shè)備稱(chēng)為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，而使用負(fù)載調(diào)制（loadmodulation）技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備主要以被動(dòng)模式操作，可以大幅降低功耗，并延長(zhǎng)電池壽命。電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動(dòng)模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備，而不是發(fā)起設(shè)備。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信4、技術(shù)優(yōu)勢(shì)NFC是一種近距離連接協(xié)議，它是一種近距離的私密通信方式，具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)，它與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容。NFC還優(yōu)于紅外和藍(lán)牙傳輸方式。NFC技術(shù)支持多種應(yīng)用，包括移動(dòng)支付與交易、對(duì)等式通信及移動(dòng)中信息訪(fǎng)問(wèn)等，它在門(mén)禁、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用，2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5、NFC的商用應(yīng)用NFC有以下三種應(yīng)用類(lèi)型。1）設(shè)備連接，除了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，NFC也可以簡(jiǎn)化藍(lán)牙連接。比如，手提電腦用戶(hù)如果想在機(jī)場(chǎng)上網(wǎng)，他只需要走近一個(gè)Wi-Fi熱點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)。2）實(shí)時(shí)預(yù)定，飛利浦和諾基亞對(duì)于NFC的這種應(yīng)用抱有非常樂(lè)觀的態(tài)度。比如，海報(bào)或展覽信息背后貼有特定芯片，利用含NFC協(xié)議的手機(jī)或PDA，便能取得詳細(xì)信息，或是立即聯(lián)機(jī)使用信用卡進(jìn)行票卷購(gòu)買(mǎi)。而且，這些芯片無(wú)需獨(dú)立的能源。

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3）移動(dòng)商務(wù)，前面所描述的非接觸智能卡在交易中的應(yīng)用就是一個(gè)很好的例子，而且諾基亞已經(jīng)在香港和奧蘭多成功進(jìn)行過(guò)類(lèi)似的商業(yè)實(shí)驗(yàn)。典型應(yīng)用有門(mén)禁控制或車(chē)票、電影院門(mén)票售賣(mài)等，使用者只需攜帶儲(chǔ)存有票證或門(mén)控代碼的設(shè)備靠近讀取設(shè)備即可。它還能夠作為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)獲取應(yīng)用，公交車(chē)站站點(diǎn)信息、公園地圖信息等。目前，Nokia3220手機(jī)已集成了NFC技術(shù)，可以用作電子車(chē)票，還可在當(dāng)?shù)亓闶鄣旰吐糜尉包c(diǎn)作為折扣忠誠(chéng)卡使用。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.2.6家庭射頻(HomeRF)1、家庭射頻概念家庭射頻是由HomeRF工作組開(kāi)發(fā)的，它是在家庭區(qū)域范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)和電子設(shè)各之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)數(shù)字通信的開(kāi)放性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它為家庭用戶(hù)建立具有互操作性的音頻和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)帶來(lái)了便利。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、家庭射頻頻段HomeRF是IEEE802.11與數(shù)字增強(qiáng)無(wú)繩電話(huà)（DigitalEnhancedCordlessTelephone，DECT）的結(jié)合。HorneRF工作在開(kāi)放的2.46Hz頻段，采用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，跳頻速率為50跳/秒，共有75個(gè)帶寬為1MHz的跳頻信道，室內(nèi)覆蓋范圍約45m，調(diào)制方式為恒定包絡(luò)的FSK調(diào)制，且分為2FSK與4FSK兩種，采用FSK調(diào)制可以有效抑制無(wú)線(xiàn)通信環(huán)境下的干擾和衰落。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

在2FSK方式下，最大的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps；在4FSK方式下，速率可達(dá)2Mbps。在新的HomeRF2.X標(biāo)準(zhǔn)中，采用了寬帶跳頻（WideBandFrequencyHopping，WBFH）技術(shù)來(lái)增加跳頻帶寬，由原來(lái)的1MHz跳頻信道增加到3MHz和5MHz，跳頻的速率也提高到75跳/秒，數(shù)據(jù)傳輸速率峰值達(dá)10Mbps。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3、家庭射頻通信協(xié)議HomeRF是對(duì)現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的綜合和改進(jìn)。HomeRF把共享無(wú)線(xiàn)接入?yún)f(xié)議（SWAP）作為網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)指標(biāo)，當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，采用簡(jiǎn)化的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，沿用類(lèi)似于以太網(wǎng)技術(shù)中的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)／沖突避免（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAviodance，CSMA／CA）方式；當(dāng)進(jìn)行語(yǔ)音通信時(shí)，則采用DECT無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)，使用TDMA技術(shù)。HomeRF對(duì)流媒體提供了真正意義上的支持，其規(guī)定了高級(jí)別的優(yōu)先權(quán)并采用了帶有優(yōu)先權(quán)的重發(fā)機(jī)制，這樣就滿(mǎn)足了播放流媒體所需的高帶寬、低干擾、低誤碼要求。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信4、家庭射頻應(yīng)用前景目前HomeRF技術(shù)僅獲得了少數(shù)公司的支持，并且由于在抗干擾能力等方面與其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比仍存在不少缺陷，這些使HomeRF技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景受到限制，再加上這一標(biāo)準(zhǔn)推出后，市場(chǎng)策略定位不準(zhǔn)、后續(xù)研發(fā)與技術(shù)升級(jí)進(jìn)展遲緩。因此，從2000年之后，HomeRF技術(shù)開(kāi)始走下坡路，2001年HomeRF的普及率降至30％，逐漸喪失市場(chǎng)份額。尤其是芯片制造巨頭英特爾公司決定在其面向家庭無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的AnyPoint產(chǎn)品系列中增加對(duì)IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的支持后，HomeRF的發(fā)展前景比較不樂(lè)觀，HomeRF很難沖出家庭應(yīng)用的限制。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.3無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）5.3.1無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)概述1、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)定義無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）是利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以無(wú)線(xiàn)多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線(xiàn)局域網(wǎng)LAN的功能，能夠使用戶(hù)真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信WPAN（無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)）是以個(gè)人為中心來(lái)使用的無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)，它實(shí)際上就是一個(gè)低功率、小范圍、低速率和低價(jià)格的電纜替代技術(shù)。但WLAN卻是同時(shí)為許多用戶(hù)服務(wù)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，它是一個(gè)大功率、中等范圍、高速率的局域網(wǎng)。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)使用無(wú)線(xiàn)連接把分布在數(shù)公里范圍內(nèi)的不同物理位置的計(jì)算機(jī)設(shè)備連在一起，在網(wǎng)絡(luò)軟件的支持下可以相互通信和資源共享。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)優(yōu)勢(shì)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的主要優(yōu)勢(shì)有如下幾點(diǎn)。1）安裝便捷2）使用靈活3）經(jīng)濟(jì)節(jié)約4）易于擴(kuò)展2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域1）接入網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)2）難以布線(xiàn)的環(huán)境3）頻繁變化的環(huán)境4）使用便攜式計(jì)算機(jī)等可移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行快速網(wǎng)絡(luò)連接；5）用于遠(yuǎn)距離信息的傳輸6）專(zhuān)門(mén)工程或高峰時(shí)間所需的暫時(shí)局域網(wǎng)7）流動(dòng)工作者可得到信息的區(qū)域8）辦公室和家庭辦公室用戶(hù)，以及需要方便快捷地安裝小型網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.3.2無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以IEEE802.11協(xié)議為基礎(chǔ)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)中脫穎而出，成為目前事實(shí)上占主導(dǎo)地位的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。1990年IEEE802標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)成立IEEE802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作組，主要研究工作在2.4GHz開(kāi)放頻段的無(wú)線(xiàn)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的全球標(biāo)準(zhǔn)。1997年6月，提出IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，別名為Wi-Fi，WirelessFidelity，無(wú)線(xiàn)保真。我們常說(shuō)的“WLAN”指的就是符合802.11系列協(xié)議的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信802.11協(xié)議族中包括如下協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。802.11采用直接序列展頻（擴(kuò)頻）技術(shù)（DSSS）或跳頻展頻技術(shù)（FHSS），制定了在RF射頻頻段2.4GHz上的運(yùn)用，并且提供了1Mb/s、2Mb/s和基礎(chǔ)信號(hào)傳輸方式與服務(wù)的傳輸速率規(guī)格。802.11a是802.11的衍生版，在5.8GHz頻段提供了最高54Mb/s的速率規(guī)格。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

802.11b，即Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.11b高速無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)是在2.4GHz頻段上運(yùn)用DSSS技術(shù)，將原來(lái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度提升至11Mb/s。802.11g在2.4GHz頻段上提供高于20Mb/s的速率規(guī)格。802.11n可工作在2.4GHz，也可工作在5GHz，與以前的IEEE802.11b/g/a設(shè)備兼容通信。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.3.3無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的組成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1、WLAN的網(wǎng)絡(luò)組成如圖5.6所示，WLAN的網(wǎng)絡(luò)主要由WLAN終端設(shè)備和WLAN接入系統(tǒng)兩部分組成。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信1）WLAN終端設(shè)備用戶(hù)可通過(guò)內(nèi)置WLAN無(wú)線(xiàn)模塊的終端設(shè)備（Station，STA）（如PC、PDA、手機(jī)等）或終端+WLAN網(wǎng)卡的方式獲得互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)和數(shù)據(jù)通信服務(wù)。目前WLAN網(wǎng)卡主要支持IEEE802.11a/b/g協(xié)議，后續(xù)應(yīng)能支持IEEE802.11n協(xié)議，同時(shí)應(yīng)能支持IEEE802.11i協(xié)議進(jìn)行認(rèn)證加密。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2）WLAN接入系統(tǒng)WLAN接入系統(tǒng)由接入點(diǎn)設(shè)備AP和業(yè)務(wù)接入控制設(shè)備（AC）組成，完成WLAN用戶(hù)的接入控制，WLAN接入認(rèn)證點(diǎn)則由AP設(shè)備實(shí)現(xiàn)。連接在WLAN中的終端設(shè)備稱(chēng)為端站（STA），端站（STA）是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，STA通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路接入AP。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

AP通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路和STA進(jìn)行通信。AP上行方向與AC通過(guò)有線(xiàn)鏈路連接。AP是特殊的工作站，類(lèi)似蜂窩中的基站，位于基本服務(wù)區(qū)(BSA)（BasicServiceArea，BSA）的中心，固定不動(dòng)。接入控制器（AccessController，AC）是在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)和外部網(wǎng)之間充當(dāng)網(wǎng)關(guān)功能。AC將來(lái)自不同AP的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，與Internet相連。AC支持用戶(hù)安全控制、業(yè)務(wù)控制、計(jì)費(fèi)信息采集及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、WLAN的網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)WLAN按照物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為單區(qū)網(wǎng)（SCN）和多區(qū)網(wǎng)（MCN）兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從邏輯上可以分為對(duì)等式（AdHoc）和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)式(Infrastructure)兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5.7所示。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信從控制方式上可以分為無(wú)中心分布式和有中心集中控制式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。有中心控制式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5.8所示。從與外網(wǎng)連接上可以分為獨(dú)立和非獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。中心控制式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3、802.11的網(wǎng)絡(luò)模型基本服務(wù)集（BSS）（BasicServiceSet，BSS）是802.11LAN的基本組成模塊。工作站之間的通信在基本服務(wù)區(qū)中進(jìn)行，只要位于基本服務(wù)區(qū)，工作站就可以跟同一個(gè)BSS的其他成員通信。1）獨(dú)立型網(wǎng)絡(luò)模式（IndependentBSS）如圖5.9所示。獨(dú)立型網(wǎng)絡(luò)模式由一組相互通信的工作站所構(gòu)成，能互相進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的STA可以組成一個(gè)BSS，無(wú)需AP支持，站點(diǎn)間可相互通信。如果一個(gè)站移出BSS的覆蓋范圍，它將不能再與BSS的其它成員通信。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信獨(dú)立型網(wǎng)絡(luò)模式是最基本的IEEE802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)形式；它的特點(diǎn)是分布式對(duì)等（peertopeer）拓?fù)洌恢辽侔▋蓚€(gè)工作站STA，沒(méi)有AP轉(zhuǎn)接，工作站之間直接通信；各站點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)公用信道；隨時(shí)需要隨時(shí)構(gòu)建，稱(chēng)作自組織網(wǎng)絡(luò)（AdHoc）；該模式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組網(wǎng)迅速，使用方便，抗毀性強(qiáng)；它用于軍事、臨時(shí)組網(wǎng)；適于小規(guī)模、小范圍系統(tǒng)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型BSS(infrastructureBSS)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型如圖5.10所示。它由多個(gè)工作站（STA）組成的集合，是只包括一個(gè)AP的單區(qū)結(jié)構(gòu)；集中式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型（Infrastructure）拓?fù)?；BSS內(nèi)的工作站間不能直接通信，必須依賴(lài)AP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。BSS覆蓋范圍由AP決定；同一個(gè)BSS的各個(gè)工作站具有相同的BSS標(biāo)識(shí)符(BSSID：BSSIdentifier)，在IEEE802.11中，BSSID是AP的MAC地址。AP方便管理各站同步、移動(dòng)性、節(jié)能等；AP為接入骨干網(wǎng)提供一個(gè)邏輯接入點(diǎn)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信獨(dú)立型網(wǎng)絡(luò)模式2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信站點(diǎn)AP負(fù)責(zé)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)所有的通信，包括同一服務(wù)區(qū)中所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)間的通信。位于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型服務(wù)集中的移動(dòng)工作站如有必要跟其他移動(dòng)式工作站通信，必須經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟。首先，由初始對(duì)話(huà)的工作站將幀傳遞給AP。

其次，由AP將此幀轉(zhuǎn)送至目的地。既然所有通信都必須通過(guò)接入點(diǎn)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)所對(duì)應(yīng)的基本服務(wù)區(qū)域就相當(dāng)于AP的傳送范圍。AP提供到有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接，并為站點(diǎn)提供數(shù)據(jù)中繼功能。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信3）擴(kuò)展服務(wù)集合ESS擴(kuò)展服務(wù)集合ESS網(wǎng)絡(luò)模式如圖5.11所示。多個(gè)BSS可以構(gòu)成一個(gè)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為擴(kuò)展服務(wù)集（ESS）網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)ESS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的STA可以互相通信，是采用服務(wù)集的標(biāo)識(shí)符（SSID）（ServiceSetindentifier，SSID）的多個(gè)BSS形成的更大規(guī)模的虛擬BSS。在同一BSS內(nèi)的所有STA和AP必須具有相同的SSID，否則無(wú)法進(jìn)行通信。擴(kuò)展服務(wù)集合ESS網(wǎng)絡(luò)模式2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信連接BSS的組件稱(chēng)為分布式系統(tǒng)（DistributionSystem，DS）。特點(diǎn)是ESS屬I(mǎi)nfrastructured網(wǎng)，它是多AP模式的拓?fù)?，ESS范圍數(shù)公里。如果一個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)由多個(gè)ESS組成，每個(gè)ESS分配一個(gè)ESS標(biāo)識(shí)符(ESSIdentifier,ESSID：)，ESA中的所有AP共享同一個(gè)ESSID，相同ESSID的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間可以進(jìn)行漫游，所有不同的ESSID組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符（NID），屬于一個(gè)邏輯網(wǎng)段，通常稱(chēng)一個(gè)IP子網(wǎng)。一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)使用某ESS的SSID加入到該擴(kuò)展服務(wù)集中，一旦加入ESS，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)便可實(shí)現(xiàn)從該ESS的一個(gè)BSS到另一個(gè)BSS的漫游。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信只要能將多個(gè)不同BSS互連的網(wǎng)絡(luò)（或設(shè)備）都可稱(chēng)之為DS。因此，DS可以是一個(gè)交換機(jī)、一個(gè)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或者一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。所有位于同一個(gè)ESS的接入點(diǎn)將會(huì)使用相同的服務(wù)組標(biāo)識(shí)符（servicesetindentifier，簡(jiǎn)稱(chēng)SSID），通常就是用戶(hù)所謂的網(wǎng)絡(luò)“名稱(chēng)”。位于不同BSS之間的站點(diǎn)通信通過(guò)DS實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)圖如圖5.12所示。SSID是一個(gè)ESS的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，BSSID是一個(gè)BSS的標(biāo)識(shí)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信圖5.12不同BSS之間的站點(diǎn)通信通過(guò)DS實(shí)現(xiàn)BSSID實(shí)際上就是AP的MAC地址，用來(lái)標(biāo)識(shí)AP管理的BSS，在同一個(gè)AP內(nèi)BSSID和SSID一一映射。在一個(gè)ESS內(nèi)SSID是相同的，但對(duì)于ESS內(nèi)的每個(gè)AP與之對(duì)應(yīng)的BSSID是不相同的。如果一個(gè)AP可以同時(shí)支持多個(gè)SSID的話(huà)，則AP會(huì)分配不同的BSSID來(lái)對(duì)應(yīng)這些SSID。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.3.4Wi-Fi聯(lián)盟WiFi（WirelessFidelity，無(wú)線(xiàn)保真技術(shù)）是一種短程無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接人的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)。WiFi的第一個(gè)版本發(fā)表于1997年，其中定義了介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)接入控制層（MAC層）和物理層。規(guī)定了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和基本傳輸介質(zhì)，規(guī)范了物理層(PHY)和介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)層(MAC)的特性。物理層采用紅外、DSSS(直接序列擴(kuò)頻)或FSSS(調(diào)頻擴(kuò)頻)技術(shù)。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信1999年又增加了IEEE802.11a和IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)。其傳輸速率最高可達(dá)54Mb/s。能夠廣泛支持?jǐn)?shù)據(jù)、圖像、語(yǔ)音和多媒體等業(yè)務(wù)。Wi-Fi是一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-FiAlliance）所持有，是一種可以將個(gè)人計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無(wú)線(xiàn)方式互相連接的技術(shù)。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信5.3.5無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備Wi-Fi是由AP（AccessPoint）和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡組成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。AP一般稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)橋接器或接入點(diǎn)，它是當(dāng)作傳統(tǒng)的有線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，因此，任何一臺(tái)裝有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的PC均可透過(guò)AP去分享有線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)，甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，其工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)置無(wú)線(xiàn)發(fā)射器的HUB或者是路由，而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號(hào)的CLIENT端設(shè)備。2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信1、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡1）USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡：內(nèi)置微型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡和天線(xiàn)，可以直接插入計(jì)算機(jī)USB端口。2）臺(tái)式機(jī)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡：使用臺(tái)式機(jī)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡和外置天線(xiàn)，插入計(jì)算機(jī)主板相應(yīng)槽口。3）支持Wi-Fi的筆記本：筆記本電腦內(nèi)置無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡芯片與天線(xiàn)，方便使用。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡實(shí)物如圖5.13所示。

2023/11/20第5章網(wǎng)絡(luò)與通信2、接入點(diǎn)接入點(diǎn)通常是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線(xiàn)連接到有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上，并通過(guò)天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)設(shè)備進(jìn)行通信。在有多個(gè)接入點(diǎn)