【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ary Convolutional Code)。雖然目前擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)正成為主流技術(shù)，但是和OFDM技術(shù)相比，由于其優(yōu)越的傳輸性能，OFDM技術(shù)即將成為人們關(guān)注的新的焦點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)便捷方便。它可以免去布線等工作，可以有效的避免了繁瑣的長(zhǎng)工期布線安裝工程。有線寬帶網(wǎng)絡(luò)例如ADSL、小區(qū)LAN等到戶之后，連接到一個(gè)AP，然后就可以在電腦中安裝—塊無(wú)線網(wǎng)卡就行。(2）無(wú)線電波覆蓋范圍廣。Wifi的覆蓋半徑大約100米是藍(lán)牙技術(shù)（15m）的約7倍,然而最近Vivato 公司推出一款新型交換機(jī)它了能夠把WiFi的通信距離擴(kuò)大4英里。(3）投資很經(jīng)濟(jì)。有線網(wǎng)絡(luò)固有的缺點(diǎn)就是缺乏靈活性。如果大量的超前投資往往就會(huì)出現(xiàn)線路利用率低。這在有線接入網(wǎng)規(guī)劃中，我們不得不考慮判斷到未來(lái)的發(fā)展需要。然而WiFi的規(guī)劃是要按“隨著用戶的增加而逐步擴(kuò)展起來(lái)的，如過(guò)用戶數(shù)量增加了，就只需再增加幾個(gè)AP設(shè)備就行，就不再需要重新布線，可以節(jié)省經(jīng)濟(jì)性和靈活的方便性。(4）傳輸速度快。它支持IEEE802．11a標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到11Mbit／s，而且IEEE802．11g實(shí)際是OFDM配合高階調(diào)制，它可以能達(dá)到54Mbit／s，完全符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需要與要求。還有它業(yè)務(wù)可集成、廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門(mén)檻低、相對(duì)健康安全等優(yōu)點(diǎn)。然而它不足的是(1)質(zhì)量不穩(wěn)定性?？臻g的無(wú)線電波間是存在相互影響，尤其是同頻段同技術(shù)設(shè)備之間存在著明顯影響。還有無(wú)線電渡傳播中根據(jù)障礙物不同將發(fā)生折射、反射、衍射、信號(hào)無(wú)法穿透等情況，它的質(zhì)量和信號(hào)穩(wěn)定性都不如有線接入方式。(2)傳輸速率具有局限性。雖然WiFi技術(shù)它最高數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)稱可以達(dá)11Mbps54 Mbps，但是系統(tǒng)開(kāi)會(huì)使應(yīng)用層速率減少50％。且頻率也會(huì)干擾會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸速率明顯降低。 WiFi網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制保證只有在授權(quán)用戶能訪問(wèn)敏感數(shù)據(jù)，加密保證必須正確的接收方才能理解數(shù)據(jù)。為了使WiFi網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸具有同有線網(wǎng)一樣的安全性，IEEE802．1l標(biāo)準(zhǔn)采取WEP無(wú)線加密協(xié)議，雖然WEP采用了64位和128位加密密匙的RC4加密算法，但是于對(duì)包含 密匙數(shù)據(jù)本身的信息流進(jìn)行截取并不復(fù)雜，WiFi網(wǎng)絡(luò)還是會(huì)輕易的被攻擊。況且它的基帶協(xié)議和射頻協(xié)議比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本也較高，其功耗比較大，一般的電池根本不能滿足它的供電要求。 藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信的無(wú)線電技術(shù)。它能包括在移動(dòng)電話、筆記本電腦、無(wú)線耳機(jī)和PDA、相關(guān)外設(shè)等各類(lèi)設(shè)備之間進(jìn)行的無(wú)線信息交換的技術(shù)[6] 蔣挺，趙成林．紫蜂技術(shù)及其應(yīng)用[M]．北京郵電大學(xué)出版社，2006。藍(lán)牙這個(gè)名稱來(lái)自于第十世紀(jì)的一位丹麥國(guó)王 Harald Blatand , Blatand 在英文里的意思可以被解釋為 Bluetooth(藍(lán)牙)因?yàn)閲?guó)王喜歡吃藍(lán)莓，牙齦每天都是藍(lán)色的所以叫藍(lán)牙。在行業(yè)協(xié)會(huì)籌備階段，因需要一個(gè)極具有表現(xiàn)力的名字來(lái)命名這項(xiàng)高新技術(shù)而得名。它的創(chuàng)始人是瑞典愛(ài)立信公司，于1994年開(kāi)始研究在移動(dòng)電話和其他配件間進(jìn)行的低功耗、低成本的無(wú)線通信連接方案。目前應(yīng)用最為廣泛的是Bluetooth +EDR標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)在2004年已經(jīng)推出，支持Bluetooth +EDR標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品也于2006年大量出現(xiàn)。通過(guò)使用 Bluetooth 技術(shù)產(chǎn)品，可以讓人們免除去家居辦公電纜線纏繞的苦惱。耳機(jī)和揚(yáng)聲器、鍵盤(pán)、膝上型計(jì)算機(jī)等等都可以在 PC 環(huán)境周?chē)惺褂?。利用“藍(lán)牙”技術(shù)，我們可以有效地簡(jiǎn)化掉移動(dòng)通信終端設(shè)備與設(shè)備之間通信，并且簡(jiǎn)化設(shè)備與Internet的通信，讓傳輸數(shù)據(jù)變得更加快速起來(lái)，可以為無(wú)線通信做拓寬道路做為基礎(chǔ)。藍(lán)牙采用快跳頻和短包和分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方法，它可以支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)他們之間的通信。它與紅外線技術(shù)相比較的話，其有較高的傳輸速率，不會(huì)像紅外線那樣條件苛刻并且需要口對(duì)口的連接才能傳輸數(shù)據(jù)，它可以在有效范圍10米內(nèi)使用就行，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行連接收發(fā)數(shù)據(jù)，方便又簡(jiǎn)單。然而藍(lán)牙協(xié)議棧的大小在60kb到150kb，其協(xié)議棧比較復(fù)雜，功耗也比較大，如果用藍(lán)牙技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸，還需要專(zhuān)門(mén)的藍(lán)牙芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)其內(nèi)存的需求也大，從這幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)，增加了成本，傳輸距離也近，不符合環(huán)境監(jiān)測(cè)的需要，也不符合節(jié)約型能源社會(huì)的需要。 超寬頻技術(shù)(UWB)UWB(Ultra Wideband)是一種無(wú)載波通信技術(shù)，它利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。UWB 是一種無(wú)載波通信技術(shù)，它不用載波，而是利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，所以它所占的頻譜范圍比較寬。就頻域而言，超寬帶和傳統(tǒng)的窄帶和寬帶是有很大不同的，它的頻帶比傳統(tǒng)的更寬。通過(guò)發(fā)送射頻載波進(jìn)行信號(hào)調(diào)制是一般的通信系統(tǒng)，然而UWB則是利用起、落點(diǎn)的時(shí)域脈沖(幾十n s) 來(lái)直接實(shí)現(xiàn)調(diào)制， 超寬帶的傳輸把調(diào)制信息過(guò)程放在一個(gè)非常寬的頻帶上進(jìn)行， 并且以這一過(guò)程中所持續(xù)的時(shí)間， 來(lái)決定帶寬所占據(jù)的頻率范圍。它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)也比較簡(jiǎn)單，具有低功耗、安全性高、高速的數(shù)據(jù)傳輸、多徑分辨能力強(qiáng)等的特點(diǎn)，而突出一個(gè)特點(diǎn)是它可以定位。沖激脈沖有很高的精準(zhǔn)定位精度，它利用超寬帶無(wú)線電進(jìn)行通信，可以很容易將定位和通信相饑結(jié)合為一。超寬帶無(wú)線電具有極強(qiáng)的穿透能力，可以在室內(nèi)和地下進(jìn)行精確定位，在這里充分表現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)；還有其與GPS都可以提供絕對(duì)地理位置，不同的是超短脈沖定位器可以給出相對(duì)位置，它的定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)，而根據(jù)資料顯示GPS定位系統(tǒng)它只能工作在其可以定位衛(wèi)星的可視范圍之內(nèi)，這是GPS所不具備的，按理說(shuō)超寬帶無(wú)線電定位器也更為便宜成本低不需要發(fā)射衛(wèi)星等復(fù)雜的東西。它雖然在一定的技術(shù)上符合環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求，但是相對(duì)來(lái)講其耗電量仍然較大，硬件系統(tǒng)較為復(fù)雜。根據(jù)數(shù)據(jù)表明,超寬帶的信號(hào)有效距離在10米以內(nèi)，在數(shù)據(jù)距離和功耗上都不滿足。并且硬件系統(tǒng)復(fù)雜成本高。 近距離無(wú)線傳輸(NFC) NFC技術(shù)是由非接觸式射頻識(shí)別既RFID演變而得來(lái)的，是飛利浦半導(dǎo)體公司及諾基亞和索尼公式共同研制開(kāi)發(fā)的，它是非接觸式射頻識(shí)別及互連技術(shù)為是基礎(chǔ)的。近場(chǎng)通信是一種短距離的高頻無(wú)線電技術(shù)。它的傳輸速度有三種，分別為106 Kbit/S、212 Kbit/S、424 Kbit/S。NFC 芯片具有相互通信和計(jì)算能力功能并且在Felica標(biāo)準(zhǔn)中還有加密邏輯電路，MIFAR后期標(biāo)準(zhǔn)中也追加了加密/解密模塊(SAM)功能。它與RFID是的差別在于NFC是將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)功能整合進(jìn)一塊單芯片上來(lái)，然而rfid則必須要有閱讀器和標(biāo)簽組成，況且RFID只能實(shí)現(xiàn)信息的讀取和判定，但是NFC技術(shù)則強(qiáng)調(diào)的是信息交互。NFC提供迅速、輕松、安全的通信的無(wú)線連接技術(shù)，且其傳輸范圍比RFID小。NFC與現(xiàn)在有點(diǎn)非接觸智能卡技術(shù)兼容，成為很多廠商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)。它還是一種近距離連接協(xié)議，可以提供各種設(shè)備間輕松安全快速而又自動(dòng)的通信，是一種近距離的私密通信方式。NFC和藍(lán)牙都是短程通信技術(shù)，但是NFC不需要很復(fù)雜的設(shè)置程序它略勝藍(lán)牙是程序設(shè)置短，但是功耗比藍(lán)牙高。NFC手機(jī)內(nèi)置NFC芯片，比原先僅作為標(biāo)簽使用的RFID更增加了數(shù)據(jù)雙向傳送的功能，這個(gè)進(jìn)步使得其更加適合用于電子貨幣支付的,尤其是RFID所不能實(shí)現(xiàn)的相互認(rèn)證和動(dòng)態(tài)加密和一次性鑰匙(OTP)能夠在NFC上實(shí)現(xiàn)。NFC技術(shù)不需要像藍(lán)牙技術(shù)那樣要有對(duì)應(yīng)的加密設(shè)備，因?yàn)樗耐ㄐ欧秶^小，所以在無(wú)需加密時(shí)就可以作到較為安全的通信 。 Zigbee技術(shù)Zigbee是由三菱、摩托羅拉、飛利浦、Invensys等公司在2002年10月共同提出設(shè)計(jì)研發(fā)具有低功耗、低數(shù)據(jù)率、低成本，體積小低復(fù)雜度的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也是一種新興的短距離的、可自由組網(wǎng)的無(wú)線技術(shù)[7] 張亮，基于ZigBee技術(shù)的智能家居環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[D].。它的命名來(lái)源于來(lái)源于蜜蜂在采蜜時(shí)跳著舞，其型舞蹈軌跡像Z型再加上蜜蜂的體積小耗能和傳遞花粉一一逐個(gè)傳下去，人們用此無(wú)線通信模式來(lái)傳遞數(shù)據(jù)的的方式與蜜蜂相似而得名。其采取了IEEE ，是一種具有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的短距離無(wú)線通信技術(shù)。還增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層。工作在868Mhz、915mhz、。他們都是免費(fèi)申請(qǐng)的，免費(fèi)使用。和藍(lán)牙是可以說(shuō)是同族兄弟，也用了調(diào)頻技術(shù)。它的基本速率是250kB/秒。當(dāng)它的速率是28KB/s時(shí)，半徑到134米，它在低功耗，低成本和組網(wǎng)方面有無(wú)比的應(yīng)有優(yōu)勢(shì)是藍(lán)牙不能比的。它適合組建WPAN網(wǎng)絡(luò)，對(duì)數(shù)據(jù)采集和控制信號(hào)都非常合適，它可以組建大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)容量到65535個(gè)。Zigbee技術(shù)特有的低功耗設(shè)計(jì)，能讓電池工作時(shí)間更長(zhǎng)，節(jié)約成本和不必要的麻煩。由于它具有組網(wǎng)、低功耗、傳輸距離好低成本抗干擾能力強(qiáng)等的特點(diǎn)。由于組網(wǎng)能力被運(yùn)用在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集、控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控，安防、公交、和智能家居、水文水利監(jiān)測(cè)、醫(yī)療、油井、油田、電化門(mén)禁考勤等等方面。運(yùn)用領(lǐng)域廣泛。 本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新由于各種現(xiàn)代化信息技術(shù)的迅猛發(fā)展、進(jìn)步和提高，及人們的生活水平的提高和需要，也對(duì)我們所居住的環(huán)境要求提高。隨著改革開(kāi)放工業(yè)化的發(fā)展及近幾年工業(yè)汽車(chē)尾氣的排放讓氣候變暖，有毒氣體更多，近幾年霧霾天氣場(chǎng)時(shí)間存在，在治安方面，防人防盜可以給我們一個(gè)安全的環(huán)境，因此我們需要建立一個(gè)安全、健康的生活家居環(huán)境。本論文設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee無(wú)線通