物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論-5-物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)-展示頁
2025-02-27 12:11本頁面
【正文】 ：通過在機(jī)場(chǎng)、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”（ HotSpot），即無線接入點(diǎn) (Access Point， AP)，任意具備無線接入網(wǎng)卡的設(shè)備均可利用WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問。特別是基于智能天線技術(shù)的 ，可將覆蓋范圍擴(kuò)大到幾平方公里。 1. WiFi常用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) ? 1）工作于 、數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá) 11Mbps的 IEEE ； ? 2）工作于 5GHz頻段、數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá) 54Mbps的 IEEE ； ? 3）工作于 、數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá) 54Mbps的 IEEE ； ? 4）工作于 、數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá) 300Mbps的IEEE 。 ?由 WiFi 聯(lián)盟于 1999發(fā)布， WiFi聯(lián)盟最初為無線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟（ Wireless Ether Compatibility Alliance， WECA），因此， WiFi技術(shù)又稱無線相容性認(rèn)證技術(shù)。 ?近距離無線通信技術(shù)通常有 WiFi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)。 這些技術(shù)集合在一起，成為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵通信技術(shù)。(推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 桂小林 1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論 (第 5章 ) (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 桂小林 2 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)包含近距離無線通信技術(shù)、有線傳輸技術(shù)、遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)、 Inter技術(shù)等。 如圖 51所示，利用近距離無線通信技術(shù)、有線傳輸技術(shù)組成局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的匯聚，利用Inter技術(shù)實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的共享，利用遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)彌補(bǔ)有線無法涉及的區(qū)域。 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 桂小林 3 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù) 近距離無線通信技術(shù) ?近距離無線通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)、無線個(gè)人局域網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)、設(shè)備組網(wǎng)的常用通信技術(shù)，用于將傳感器、 RFID，以及手機(jī)等移動(dòng)感知設(shè)備的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚，并通過網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)缴蠈泳W(wǎng)絡(luò)中。 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 桂小林 4 WiFi技術(shù) WiFi技術(shù) ?WiFi （ wireless fidelity，無線保真）技術(shù)，是一種將 PC機(jī)、筆記本、移動(dòng)手持設(shè)備（如 PDA、手機(jī)）等終端以無線方式互相連接的短距離無線電通信技術(shù)。 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 WiFi技術(shù) WiFi聯(lián)盟主要針對(duì)移動(dòng)設(shè)備，規(guī)范了基于 IEEE 議的數(shù)據(jù)連接技術(shù)，用以支持包括本地?zé)o線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks， WLAN）、個(gè)人局域網(wǎng)（ Personal Area Networks， PAN）在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 WiFi常用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 桂小林 8 WiFi技術(shù) 2. WiFi特點(diǎn) ? ①覆蓋范圍廣：開放性區(qū)域的通信距離通?？蛇_(dá) 305 米，封閉性區(qū)域的通信距離通常在 76 米到 122 米之間。 ? ②傳輸速度快：基于不同的 ，傳輸速度可從 11Mbps到 450Mbps。 ? ④更健康更安全： WiFi技術(shù)采用 ，實(shí)際發(fā)射功率約為 60~70毫瓦，與在 200毫瓦至 1瓦間的手機(jī)發(fā)射功率相比，更加安全。無線 LAN有兩種模式 ?一種是沒有接入點(diǎn)的 Adhoc模式，利用 WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的之間連接，通常用在掌上游戲機(jī)、數(shù)字相機(jī)和其它電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的之間傳輸。 接入點(diǎn)每 100ms將服務(wù)集標(biāo)示（ Service Set Identifier， SSID）經(jīng)由信號(hào)臺(tái)（ beacons）分組廣播一次，分組的傳輸速率是 1Mbit/s，并且長度短，所以這個(gè)廣播動(dòng)作對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響不大。 圖 51 基于接入點(diǎn)模式的 WiFi組網(wǎng)示意圖 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 WiFi技術(shù) 4. WiFi接入 ?基于 WiFi技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)使用方便、快捷高效，使得無線接入點(diǎn)數(shù)量迅猛增長。 核心是數(shù)據(jù)鏈路層安全。 ? WEP采用的加密算法是由 Ron Rivets of RSA Data Security Inc在 1987年設(shè)計(jì)的 40位的 RC4加密算法。 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 WEP 支持 64位和 128位加密。 ?對(duì)于 128位加密，加密密鑰為 26個(gè)十六進(jìn)制字符或 13個(gè) ASCII字符。 ? (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 WPA 無線保護(hù)訪問（ Wireless Protected Access， WPA）是由 WiFi 聯(lián)盟提出的一個(gè)無線安全訪問保護(hù)協(xié)議。 WPA 主要解決了 WEP中在客戶端與缺乏身份認(rèn)證的訪問點(diǎn)之間使用相同靜態(tài)密鑰和網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)身份認(rèn)證方面存在的缺陷問題。 ? 預(yù)先共享密鑰 (PSK) . WEP WPA2PSK 安全性弱，容易被破解 安全性高，破解難度大 加密算法采用 RC4算法 加密算法采用 128bit的 AES算法 密鑰是靜態(tài)的，同一網(wǎng)絡(luò)上所有人共享密鑰 動(dòng)態(tài)會(huì)話密鑰，不同用戶不同設(shè)備密鑰不同 使用 CRC32進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)，易被篡改，抗攻擊弱 使用 CCM密碼區(qū)塊鏈信息認(rèn)證，無法篡改 密鑰由用戶設(shè)定 密鑰自動(dòng)生成和分發(fā) 使用預(yù)設(shè)的 WEP密鑰進(jìn)行身份認(rèn)證 使用 EAP進(jìn)行身份認(rèn)證 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) （ Advanced Encryption Standard， AES） (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 桂小林 21 藍(lán)牙技術(shù) 藍(lán)牙（ Bluetooth），是一種支持設(shè)備短距離通信（ 10cm到 10m之間）的無線電技術(shù)，能在包括移動(dòng)電話、 PDA、無線耳機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。 藍(lán)牙技術(shù)最初由愛立信公司創(chuàng)制 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 (推薦閱讀清華大學(xué)出版社桂小林主編的 《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 》 1. 藍(lán)牙協(xié)議棧 藍(lán)牙聯(lián)盟針對(duì)藍(lán)牙技術(shù)制定了相應(yīng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)化，于 2023年批準(zhǔn)了第一個(gè) PAN標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)牙是一個(gè)低功率系統(tǒng)，通信范圍在 10米以內(nèi)，運(yùn)行在 頻段上。 2）藍(lán)牙基帶層將原始位流轉(zhuǎn)變成幀，每一幀都是在一個(gè)邏輯信道上進(jìn)行傳輸?shù)?，該邏輯信道位于主?jié)點(diǎn)與某一個(gè)從節(jié)點(diǎn)之間，稱為鏈路。第一種是 ACL鏈路（異步無連接鏈路，Asynchronous ConnectionLess），另一種是 SCO鏈路（面向連接的同步鏈路， Synchronous Connection Oriented），用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，例如電話。邏輯鏈路控制適應(yīng)協(xié)議（ Logical Link Control adaptation Protocol， L2CAP）為上面各層屏蔽傳輸細(xì)節(jié)，主要包含三個(gè)功能：
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