【正文】 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 藍(lán)牙組網(wǎng)方式 藍(lán)牙系統(tǒng)采用無(wú)基站的靈活組網(wǎng)方式，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信方式，在藍(lán)牙 中一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備可同時(shí)與 7個(gè)其他的藍(lán)牙設(shè)備相連接。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 藍(lán)牙技術(shù) 藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)介 藍(lán)牙（ Bluetooth）是一種低成本、低功率、近距離無(wú)線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與話音無(wú)線傳輸?shù)拈_放性規(guī)范。其中近距離的無(wú)線技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最為活躍的部分，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)被稱作是互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里，也稱為末梢網(wǎng)絡(luò)。自組織網(wǎng)絡(luò)屬于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)因?yàn)槠渲幸粋€(gè)節(jié)點(diǎn)的損壞而失去功能，而集中式網(wǎng)絡(luò)如果基站損壞，將會(huì)破壞網(wǎng)絡(luò)的通信功能。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 集中式終端根據(jù)其位置是否固定又可分為固定式和移動(dòng)式，如固定或移動(dòng)基站、固定骨干節(jié)點(diǎn)等。數(shù)字化通信是一種用數(shù)字信號(hào) 0和 1進(jìn)行數(shù)字編碼傳輸信息的通信方式。近年來(lái)發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無(wú)線通信技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的通信與組網(wǎng)技術(shù)主要完成感知信息的可靠傳輸。由于物聯(lián)網(wǎng)連接的物體多種多樣，物聯(lián)網(wǎng)涉及的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也有多種，如可以是有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；可以是短距離網(wǎng)絡(luò)和長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)；可以是企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)、公用網(wǎng)絡(luò)；還可以是局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等等。 無(wú)線通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 無(wú)線通信技術(shù) 無(wú)線通信技術(shù)主要包括無(wú)線電通信、微波通信、紅外通信和光通信等多種形式。數(shù)字化通信可以傳輸電報(bào)、數(shù)據(jù)等數(shù)字信號(hào)，也可傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語(yǔ)音和圖像等模擬信號(hào)。典型的集中式包括各類蜂窩網(wǎng)絡(luò)，通過安裝多個(gè)固定的基站把較大通信區(qū)域覆蓋，而每個(gè)基站可以管理成百上千個(gè)移動(dòng)接入節(jié)點(diǎn)。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展 無(wú)線通信技術(shù)是社會(huì)信息化的重要支撐，隨著信息化社會(huì)的到來(lái)以及 IP技術(shù)的興起，未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)將得到快速發(fā)展，其發(fā)展的主要趨勢(shì)是寬帶化、接入多樣化、信息個(gè)人化和 IP網(wǎng)絡(luò)化等幾個(gè)方面： ? 寬帶化 ? IP網(wǎng)絡(luò)化 ? 信息個(gè)人化 ? 核心網(wǎng)絡(luò)綜合化，接入網(wǎng)絡(luò)多樣化 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)是連接物體的信息通道，在物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)有多種形式，如有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、專用網(wǎng)絡(luò)等等。根據(jù)應(yīng)用的不同，其通信距離可能是幾厘米到幾百米之間，目前常用的技術(shù)主要有藍(lán)牙、 ZigBee、 Zwave、 RFID、 NFC、UWB、 WIFI等。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 藍(lán)牙的主要技術(shù)特點(diǎn) 藍(lán)牙技術(shù)使用的工作頻率為 ，屬于免費(fèi)的 ISM（ Industry Science Medicine）頻段。如圖 31所示： 藍(lán) 牙 主 設(shè) 備藍(lán) 牙 從設(shè) 備 一藍(lán) 牙 從設(shè) 備 二藍(lán) 牙 從設(shè) 備 三藍(lán) 牙 從設(shè) 備 七藍(lán) 牙 從設(shè) 備 四藍(lán) 牙 從設(shè) 備 六藍(lán) 牙 從設(shè) 備 五圖 31 藍(lán)牙的組網(wǎng)方式示意圖 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線接入簡(jiǎn)稱為 BLUEPAC （ Bluetooth Public Access），藍(lán)牙系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有兩種形式：微微網(wǎng)（ pico）和分布式網(wǎng)絡(luò)（ Scatter）。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 藍(lán)牙技術(shù)的主要應(yīng)用設(shè)備 藍(lán)牙無(wú)線接入技術(shù)具有小規(guī)模、低成本、短距離連接等特點(diǎn)，能夠有效地簡(jiǎn)化掌上電腦、筆記本電腦和移動(dòng)電話手機(jī)等移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化以上這些設(shè)備與 Inter之間的通信，從而使這些現(xiàn)代通信設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。利用每個(gè)人都擁有手機(jī)的優(yōu)勢(shì)，藍(lán)牙技術(shù)可以用在更加廣闊的領(lǐng)域，如車載網(wǎng)的應(yīng)用、手機(jī)、電玩、電腦、手表、運(yùn)動(dòng)及健體、保健、汽車工業(yè)、家居電器、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)化工業(yè)等等。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ZigBee與 ZigBee和 。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ZigBee聯(lián)盟成立于 2023年 8月。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 截至目前為止， ZigBee共公布了三個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，分別稱為 ZigBee2023， ZigBee2023， Zigbee 2023。一個(gè) ZigBee網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、多個(gè)路由器和多個(gè)終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)組成。具體地講， ZigBee技術(shù)可以應(yīng)用到消費(fèi)性電子設(shè)備、家庭和建筑自動(dòng)化設(shè)備，智能家居（照明控制、各類窗簾控制、家庭安防、暖氣控制、內(nèi)置家居控制的機(jī)頂盒、萬(wàn)能遙控器）、環(huán)境檢測(cè)與控制、自動(dòng)讀表系統(tǒng)、煙霧傳感器、醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)、大型空調(diào)系統(tǒng)、工業(yè)和樓宇自動(dòng)化、安全監(jiān)控、工業(yè)控制、傳感器控制等方面。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) UWB的主要技術(shù)特點(diǎn) （ 1）超寬帶帶來(lái)全新的通信方式及頻譜管理模式。 （ 5） UWB具有超高速、超大容量、抗截獲性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，超寬帶的低功耗特點(diǎn)對(duì)于用便攜式電池供電的系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作是非常重要的。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) Zwave網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) Zwave網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分為三個(gè)等級(jí)，最高等級(jí)的節(jié)點(diǎn)是控制節(jié)點(diǎn)（Controllers），它存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)的拓?fù)湫畔?，?jì)算信息傳輸?shù)穆窂?，?guī)定網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的路由地址，在網(wǎng)絡(luò)中可充當(dāng)中繼器。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 控制節(jié)點(diǎn) 尋找節(jié)點(diǎn) 分配地址 反饋信息 告知地址 1 反饋信息 2 2 1 1 2 節(jié)點(diǎn) 2 節(jié)點(diǎn) 1 節(jié)點(diǎn) 3 節(jié)點(diǎn) 4 Zwave網(wǎng)絡(luò)的安裝 圖 34 ZWave組網(wǎng)示意圖 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) Zwave路由技術(shù) 燈 A燈 K燈 M燈 L客 廳臥 室 1書 房燈 C燈 B臥 室 2廚 房燈 F圖 35 Zwave網(wǎng)絡(luò)選擇 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) Zwave的應(yīng)用 作為一種基于射頻的、低成本、低功耗、小尺寸、易使用、高可靠的適于組網(wǎng)的雙向無(wú)線通信技術(shù)， Zwave在智能家居方面得到了廣泛應(yīng)用。由于采用了通用的標(biāo)準(zhǔn)，不同公司出品的 ZWave產(chǎn)品之間都可以互聯(lián)互通，這給用戶帶來(lái)了極大的方便。 （ 1）無(wú)線網(wǎng)卡：無(wú)線網(wǎng)卡的作用類似于以太網(wǎng)卡，作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接口，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接。 5GHz ISM頻段上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 54Mbit/s的物理層， 的 ISM頻段上但數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 11Mbit/s的物理層。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) WiFi技術(shù)優(yōu)勢(shì) WiFi技術(shù)具有如下 5大技術(shù)優(yōu)勢(shì)： （ 1）無(wú)線電波覆蓋范圍廣 （ 2）傳輸速度非?？? （ 3）廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低 （ 4）健康安全 （ 5）目前 WiFi應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 局域網(wǎng)絡(luò)中的 WiFi的實(shí)現(xiàn) 為了實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部 Inter相連互通，在局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)和外部 Inter之間需要一個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。同時(shí)，該網(wǎng)關(guān)還應(yīng)有防火墻能力，能夠避免外界網(wǎng)絡(luò)對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的非法訪問和攻擊。比如，戰(zhàn)場(chǎng)上部隊(duì)快速展開和推進(jìn)，地震或水災(zāi)后的營(yíng)救等。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 無(wú)線城域網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)：無(wú)線城域網(wǎng)由基站（ BS）、用戶基站（ SS）、接力站（ RS）組成。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 協(xié)議是無(wú)線城域網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)，其作用就是在用戶終端同核心網(wǎng)絡(luò)之間建立起一個(gè)通信路徑，保證數(shù)據(jù)在兩者之間的無(wú)線連接。 WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯(lián)接入，是一項(xiàng)新興的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá) 50km。 標(biāo)準(zhǔn)是固定網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充和延伸，不具有移動(dòng)接入的性能。 WIMAX 作為“最后一公里”的無(wú)線接入解決方案為實(shí)際部署提供更多的手段，增加了部署靈活性和可搬移性。 （ 3）金融行業(yè)。在無(wú)線城域網(wǎng)中，基站的作用是一方面提供與核心網(wǎng)絡(luò)即傳統(tǒng)因特網(wǎng)間的連接，另一方面通常采用扇形 /定向天線或全向天線向用戶基站發(fā)送數(shù)據(jù)。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) GSM技術(shù) GSM技術(shù)簡(jiǎn)介 全球移動(dòng)通信技術(shù) GSM（ Global System for Mobile Communications）數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)源于歐洲。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ２、 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu) GSM系統(tǒng)主要由移動(dòng)臺(tái)（ MS）、移動(dòng)網(wǎng)子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（ BSS）和操作支持子系統(tǒng)（ OSS）四部分組成。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （４）操作支持子系統(tǒng)（ OSS） 操作支持子系統(tǒng)（ OSS）需完成許多任務(wù)，包括移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理以及網(wǎng)路操作和維護(hù)。 ?開放的接口。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) GPRS技術(shù) GPRS技術(shù)簡(jiǎn)介 GPRS是通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（ General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱，它是 GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) GPRS可提供以下類型的業(yè)務(wù) : （ 1）信息點(diǎn)播類業(yè)務(wù) （ 2）消息類業(yè)務(wù) （ 3）遠(yuǎn)程操作業(yè)務(wù) 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 3章 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 隨著移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展，至今移動(dòng)通信發(fā)展已經(jīng)歷了四代： 第一代即 1G，系模擬移動(dòng)通信，上世紀(jì) 80年代初投入商用，技術(shù)主要建立在頻分多址 (FDM)和蜂窩頻率復(fù)用理論的基礎(chǔ)上，主要代表技術(shù)是美國(guó)的 TACS制式； 第二代即 2G，系數(shù)字移動(dòng)通信，上世紀(jì) 80年代中后期投入商用，以歐洲提出的GSM和美國(guó)提出的 CDM