【正文】 藍牙技術(shù)可以實現(xiàn)語音、視頻和數(shù)據(jù)的傳輸，其最高的通信速率為 1Mb/s，采用時分方式的全雙工通信，通信距離為 10m左右（如果配置功率放大器可以使通信距離達到 100m）。 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) 表 31 藍牙技術(shù)指標(biāo)和系統(tǒng)參數(shù) 工作頻段 ISM頻段， 雙工方式 全雙工， TDD時分雙工 業(yè)務(wù)類型 支持電路交換和分組交換業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)速率 1Mbps 非同步信道速率 非對稱連接 721Kbps/ Kbps，對稱連接 Kbps 同步信道速率 64 Kbps 功率 美國 FCC要求 0dbm(1mw)，其他國家可擴展為 100mw 跳頻頻率數(shù) 79個頻點 /1MHz 工作模式 PARK/HOLD/SNIFF 數(shù)據(jù)連接方式 面向連接業(yè)務(wù) SCO，無連接業(yè)務(wù) ACL 糾錯方式 1/3FEC,2/3標(biāo) FEC， ARQ 鑒權(quán) 采用反應(yīng)邏輯算術(shù) 信道加密 采用 0位、 40位、 60位加密 語音編碼方式 連續(xù)可變斜率調(diào)制 CVSD 發(fā)射距離 一般可達 10cm10m，增加功率的情況下可達 100m 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) 藍牙組網(wǎng)方式 藍牙系統(tǒng)采用無基站的靈活組網(wǎng)方式，支持點對點或點對多點的通信方式，在藍牙 中一個藍牙設(shè)備可同時與 7個其他的藍牙設(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) 微微網(wǎng)（ pico）：通過藍牙技術(shù)以特定方式連接起來的一種微型網(wǎng)絡(luò)，一個微微網(wǎng)可以只是兩臺相連的設(shè)備，比如一臺便攜式電腦和一部移動電話，也可以是 8臺連在一起的設(shè)備。其建網(wǎng)靈活性，多跳性、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化和分布式控制等特點是構(gòu)建藍牙分布式網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。 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) 藍牙技術(shù)的主要缺點是傳輸距離短、傳輸速率慢。藍牙技術(shù)已經(jīng)得到非常普遍的應(yīng)用，全球大約 80%以上的手機都使用了藍牙技術(shù)，其中將近 100%的智能手機都已經(jīng)使用了藍牙技術(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) ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ZigBee 技術(shù)是一種新興的短距離無線通信技術(shù)，主要面向低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)（ LRWPAN， Low Rate Wireless Personal Area Network），典型特征是近距離、低功耗、低成本、低傳輸速率，主要適用于工業(yè)監(jiān)控、遠程控制、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)和玩具等領(lǐng)域，目的是為了滿足小型廉價設(shè)備的無線聯(lián)網(wǎng)和控制。 段是全球通用頻段， 868MHz和 915MHz則是用于美國和歐洲的 ISM頻段，這兩個頻段的引入避免了 附近各種無線通信設(shè)備的相互干擾。 IEEE 是 IEEE無線個人區(qū)域網(wǎng) (Personal Area Network，PAN)工作組的一項標(biāo)準(zhǔn)，被稱作 ，IEEE僅處理低級 MAC層和物理層協(xié)議。另外 ZigBee聯(lián)盟還開發(fā)了安全層，以保證使用 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不會意外泄漏其標(biāo)識，而且這種利用網(wǎng)絡(luò)的遠距離傳輸?shù)男畔⒉粫黄渌?jié)點獲得。 2023年下半年 ZigBee聯(lián)盟得以擴大，英國 Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司四大巨頭共同宣布加入“ ZigBee 聯(lián)盟”，研發(fā)名為“ ZigBee”的下一代無線通信標(biāo)準(zhǔn)。 2023年 6月，ZigBee聯(lián)盟分別在北京和無錫設(shè)立了辦事處，作為在中國開展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)交流與合作的平臺。ZigBee 2023規(guī)范了兩套功能指令集，分別是 ZigBee功能命令集和 ZigBee Pro 功能命令集。 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) 表 32 ZigBee各版本的比較 版本號 ZigBee04 ZigBee06 ZigBee07 ZigBee07 指令集 無 無 Zigbee Zigbee Pro 無線射頻標(biāo)準(zhǔn) 地址分配 無 CSKIP CSKIP 隨機 拓?fù)? 星狀 樹狀、網(wǎng)狀 樹狀、網(wǎng)狀 網(wǎng)狀 大網(wǎng)絡(luò) 不支持 不支持 不支持 支持 自動跳頻 是， 3信道 否 否 是 PANID沖突決策 支持 否 可選 支持 數(shù)據(jù)分割 支持 否 可選 可選 多對一路由 否 否 否 支持 高安全 支持 支持， 1密鑰 支持， 1密鑰 支持，多密鑰 支持節(jié)點數(shù)目 少量節(jié)點 300個以下 300個以下 1000個以上 應(yīng)用領(lǐng)域 消費電子 住宅 住宅 商業(yè) 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主要技術(shù)特點 （ 1）低功耗 （ 2）低成本 （ 3）時延短 （ 4）傳輸范圍小 （ 5） 數(shù)據(jù)傳輸速率低 （ 6）數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃? （ 7）安全性好 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 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 在 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點按照不同的功能，可以分為協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點、和終端節(jié)點 3種。 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 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有星狀（ STAR）， 樹狀（ TREE）， 網(wǎng)狀（ MESH） 3種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，如圖 32所示。如上圖所示， ZigBee可以廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)控制、商業(yè)領(lǐng)域、消費性電子、 PC機的外圍設(shè)備、家庭自動化、玩具和游戲、個人健康監(jiān)護、醫(yī)用設(shè)備控制、汽車自動化等領(lǐng)域。 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超寬帶技術(shù) UWB技術(shù)簡介 “ UWB”（ ultra wideband）是超寬帶無線技術(shù)的縮寫。雖然是無線通信，但其通信速度可以達到幾百 Mbit/秒以上。 （ 2）抗多徑能力強。 （ 4）保密性強。 （ 6）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易數(shù)字化。 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) Zwave技術(shù) Zwave技術(shù)簡介 Zwave技術(shù)是由丹麥的芯片和軟件開發(fā)商 Zensys公司開發(fā)的一種短距離無線通信技術(shù)，起初主要用于智能無線家居 (Intelligent Wireless Home)，為促進消費者在無線家居控制領(lǐng)域應(yīng)用 Zwave技術(shù)，確保所有成員的系統(tǒng)和設(shè)備之間的互通性，給產(chǎn)品提供售后合作和服務(wù)， 2023年1月， Zensys公司與其他 60多家廠商在 CES（ Consumer Electronics Show）大會上宣布成立 Zwave聯(lián)盟（ ZWave Alliance）。 第二等級的節(jié)點是路由節(jié)點（ Routing Slaves），與控制節(jié)點不同的是路由節(jié)點只儲存與它相關(guān)的部分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，定義部分節(jié)點的路由地址，在網(wǎng)絡(luò)中也可以充當(dāng)中繼器。從節(jié)點固定在 Zwave網(wǎng)絡(luò)的某一位置，必須時刻偵聽網(wǎng)絡(luò)命令，在網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)中繼器。 利用一個 Zwave控制器，在一所公寓內(nèi)可以同時控制若干家用電器、燈具、抄表器、門禁、通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、家用網(wǎng)關(guān)、自動報警器等等。用戶還可以設(shè)定相應(yīng)的“情景”：比如影院模式，就會自動合上客廳的窗簾，降低電燈的亮度，并且啟動電視機或者投影儀。 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) 其他短距離通信技術(shù) ? RFID通信技術(shù) ? NFC（近距離通信技術(shù)） ?和 IrDA（紅外通信技術(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) 無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 無線局域網(wǎng)（ Wireless local area work， WLAN）是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 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) 無線局域網(wǎng)的技術(shù)要點 （ 1）可靠性 （ 2）兼容性 （ 3）數(shù)據(jù)傳輸速率 （ 4）通信安全 （ 5）移動性 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) 無線局域網(wǎng)的組成 無線局域網(wǎng)的基本構(gòu)件有無線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)關(guān)。 （ 2）無線網(wǎng)關(guān)：無線網(wǎng)關(guān)也稱無線網(wǎng)橋、無線接入點或無線AP（ Acess Point）可以起到以太網(wǎng)中的集線器的作用。無線局域網(wǎng)第一個版本發(fā)表于 1997年，其中定義了介質(zhì)訪問接入控制層（ MAC層）和物理層。 1999年，加上了兩個補充版本： 在 5GHz ISM頻段的物理層。 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)標(biāo)準(zhǔn) WiFi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按其速度和技術(shù)新舊可分為：、 、 、 。 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的工作方式 使用 WiFi聯(lián)網(wǎng)的兩種工作方式主要有點對點和基本模式兩種。 基本模式：與點對點模式不同的，基本模式指無線網(wǎng)絡(luò)的擴充或無線和有線網(wǎng)絡(luò)并存時的通訊方式，這是 WiFi目前最常用的方式。該網(wǎng)關(guān)是整個局域網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心部分，它一方面完成局域網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)中各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享，并且同外部網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換，另一方面還負(fù)責(zé)對局域網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)終端進行管理和控制。實現(xiàn)交互和信息共享。 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) Ad hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù) Ad hoc簡介 一般提及移動通信網(wǎng)絡(luò)都是有中心的，要基于預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施才能運行。但對于有些特殊場合來說，有中心的移動網(wǎng)絡(luò)并不能勝任。這些場合的通信不能依賴于任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，而需要一種能夠臨時快速自動組網(wǎng)的移動網(wǎng)絡(luò)， Ad hoc網(wǎng)絡(luò)可以滿足這樣的要求。自 2023 年美國費城首先提出無線城市發(fā)展計劃以來，美國、西歐等國家和地區(qū)已有一批城市在政府主導(dǎo)下開始進行無線城市的建設(shè)，無線城域網(wǎng)技術(shù) WMAN（ Wireless Metropolitan Area Network）應(yīng)運而生。在無線城域網(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)。本節(jié)主要介紹 IEEE Wimax網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 ，具體參數(shù)比較見表 34。 WiMAX 作為最具影響力的寬帶無線接入技術(shù)受到了國內(nèi)外通信界的廣泛關(guān)注。 WiMAX還具有 QoS保障、傳輸速率高、業(yè)務(wù)豐富多樣等優(yōu)點。 WIMAX 技 術(shù) 采 用 的 標(biāo) 準(zhǔn) 是 和 。 支持移動接入。 （ 4） 互操作性好 （ 5） 應(yīng)用范圍廣 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) WiMAX組網(wǎng)模式 （ 1） WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 圖 36 WIMAX 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 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） WIMAX 應(yīng)用模式 WIMAX 解決方案適合于提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以及基