第1章1课上修改版2.23资料.doc

第1章 走进ZigBee无线传感网 7-8 1.1 短距离无线通信网络 近年来，短距离无线通信网络技术不断发展，应用步伐不断加快，正在日益走向成熟。短距离无线通信网络主要分为2类：无线局域网和无线个域网。 无线局域网（WLANS WireLess Local Area Networks） 无线局域网是有线局域网（LANS Wired Local Area Networks）的扩展与延伸。 无线个域网（WPAN WireLess Personal Area Network） 无线个域网是为了在个人操作空间（Personal Operating Space），也就是POS范围内提供一种高效、节能的无线通信方法，POS一般是指用户附近10米左右的球形区域。 WPAN为近距离范围内的设备建立无线连接，把几米范围内的多个设备通过无线方式连接在一起，使它们可以互相通信甚至接入LAN（有线局域网）或Internet（因特网）。 为了解决短距离无线网络问题， IEEE成立了一些工作组，负责短距离无线网络的标准制定工作，分别制定了与短距离无线网络相关的通信协议。常见的有以下4种： 1.高速WiMedia 属于WPAN范畴，通讯协议为IEEE802.15.3 2.高速WiFi 属于WLAN范畴，通讯协议为IEEE802.11 3.中速蓝牙 属于WPAN范畴，通讯协议为 IEEE802.15.1 4.低速ZigBee 属于WPAN范畴，通讯协议基于 IEEE802.15.4 这些网络在传输速率，传输距离和适用领域等方面都存在一定的差异，如图1-1所示。它们所对应的通信协议和典型应用领域如表1-1所示。 图1-1 常见无线数据传输协议对比 表1-1 短距离无线通信网络比较 名称 通信协议 数据速率 传输距离 典型应用领域 WiMedia IEEE802.15.3 10~1000 Mbps 100m 多媒体应用 WiFi IEEE802.11 1~11Mbps高速 30~100m 无线网络接入 蓝牙 IEEE802.15.1 1~3Mbps中等速率 2~10m 无线手持设备无线鼠标 ZigBee IEEE802.15.4 20~250kbps 100~1000m 无线传感器网络 1 WiMedia WiMedia 是基于IEEE802.15.3系列标准的无线网络通信技术，属高速宽频范畴，主要针对无线个域网在多媒体方面的应用，追求更高的的传输速率与服务品质，用于电视机和数码相机等需要高数据传输速率的场合，其最初版本规定的数据速率为55Mb/s，使用基于IEEE802.11但不兼容的物理层，版本升级到IEEE802.15.3a，即使用超宽带的物理层，数据传输速率可高达480 Mb/s。 2 WiFi WiFi英文全称是WireLess FideLity，是“无线保真”的缩写，实际上是一个基于IEEE802.11系列标准的无线网络通信技术的品牌，目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网络产品之间的互通性，由WiFi联盟（WiFi Allaince）所持有，实质上是一种商业认证。目前国内习惯用WiFi来指代IEEE802.11协议的产品，WiFi就变成了WLAN的等同词，是指利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，属于计算机网络与无线通信相结合的产物。WLAN以无线多址信道为传输媒介，提供传统有线局域网LAN（Local Area Network）的功能，使得用户摆脱线缆的束缚，可随时随地移动接入互联网。 WLAN的标准是IEEE802.11，与有线LAN相比，WLAN让网络使用更加自由和便捷。WLAN让用户彻底拜托了线缆和端口位置的束缚，不再为四处寻找有线端口和网线苦恼，接入网络变得轻松，同时WLAN具有便于携带易于移动的优点，无论是在办公大楼，机场候机厅还是酒店，用户都可以随时随地自由接入网络进行办公和娱乐。 WLAN的另一特点是建设施工周期短，维护成本低。其最大优势是不用像有线局域网那样的布线施工，一般只需要安放一个或多个接入点AP（Access Point），设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。 WiFi（WLAN）的系统组成如图1-2所示。站点是具有无线网络接口的计算设备，例如上网本和手机等。接入点是无线网和有线网的接口。 图1-2 WiFi（WLAN）的系统组成 WiFi IEEE802.11系列标准有多种版本，从IEEE802.11、802.11a到802.11g，目前用的较多的是IEEE802.11b。 WiFi IEEE802.11b工作于2.4GHz ISM（Industrial，Scientific and Med