物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論【課件】第3章 認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù) 任務(wù)1 典型短距離無(wú)線通信技術(shù)19-20講

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論點(diǎn)擊此處結(jié)束放映第3章

認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層在物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)模型中連接感知層和應(yīng)用層，起到強(qiáng)大的紐帶作用，高效、穩(wěn)定、及時(shí)、安全地傳輸上下層的數(shù)據(jù)。典型短距離無(wú)線通信技術(shù)、典型長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)的基本概念和應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論點(diǎn)擊此處結(jié)束放映本章主要內(nèi)容：任務(wù)1典型短距離無(wú)線通信技術(shù)任務(wù)2典型長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)典型短距離無(wú)線通信技術(shù)3.1典型長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)3.2物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映典型短距離無(wú)線通信技術(shù)3.1

學(xué)習(xí)了物聯(lián)網(wǎng)的基本知識(shí)后，經(jīng)常考慮一件事，物聯(lián)網(wǎng)在感知層獲得了物理世界的基本信息后，如何傳輸?shù)娇蛻舳四?？各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間如何傳遞信息呢？自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要有哪些？工作原理是什么？有何典型應(yīng)用？

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

引導(dǎo)案例——智能家居中的短距離無(wú)線通信技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越追求高安全度、高舒適度的生活環(huán)境和智能化、多樣性的信息服務(wù)。為了滿足人們的這些需求，智能家居應(yīng)運(yùn)而生。人們?cè)诒M享住宅高安全度、高舒適度的同時(shí)，對(duì)住宅網(wǎng)絡(luò)化、智能化信息服務(wù)提出了新的要求，順應(yīng)此種趨勢(shì)，多種短距離無(wú)線通信技術(shù)各自發(fā)揮特長(zhǎng)，目前常用的物聯(lián)網(wǎng)短距離無(wú)線通信技術(shù)有Wi-Fi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)等。

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

3.1.1Wi-Fi技術(shù)

2022年，共享Wi-Fi“火”了。簡(jiǎn)單來(lái)講，共享Wi-Fi就是將Wi-Fi賬號(hào)和密碼生成一個(gè)二維碼，微信掃碼即可自動(dòng)連接Wi-Fi。它的應(yīng)用場(chǎng)景一般為各類店鋪，如餐飲、娛樂(lè)、休閑、住宿等類型的店鋪，只要有顧客的地方，店家只需要貼一張Wi-Fi二維碼貼紙，便可為顧客提供Wi-Fi服務(wù)，不但能方便顧客，而且能方便店家，大大提升用戶消費(fèi)體驗(yàn)感和店鋪的運(yùn)營(yíng)效率。市場(chǎng)可達(dá)億萬(wàn)級(jí)別點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論1．Wi-Fi的定義

Wi-Fi（WirelessFidelity，無(wú)線保真）是一種允許電子設(shè)備連接到一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLAN，WLAN）的技術(shù)，通常指符合IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，使用2.4GUHF或5GSHFISM射頻頻段。

Wi-Fi與IEEE802.11：但實(shí)際上Wi-Fi是一個(gè)無(wú)線通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-FiAlliance）持有，目的是改善基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間的互通性，保障使用該商標(biāo)的產(chǎn)品之間可以互相合作。因此，Wi-Fi可以看作對(duì)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的具體實(shí)現(xiàn)。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2．Wi-Fi的歷史沿革

1999年，Wireless

Ethernet

Compatibility

Alliance（WECA）成立，后來(lái)WECA更名為Wi-Fi聯(lián)盟，現(xiàn)總部設(shè)在美國(guó)得克薩斯州，成員單位超過(guò)300個(gè)。2000年，Wi-Fi

聯(lián)盟啟動(dòng)Wi-Fi認(rèn)證計(jì)劃，對(duì)WLAN產(chǎn)品進(jìn)行IEEE802.11兼容性認(rèn)證測(cè)試。2007年，Wi-Fi

聯(lián)盟啟動(dòng)IEEE

802.

11n

draft2認(rèn)證測(cè)試。Wi-Fi4（IEEE802.11n）、Wi-Fi5（IEEE802.11ac）、Wi-Fi6（IEEE802.11ax）、Wi-Fi6E（IEEE802.11ax）分別于2009年、2013年、2019年、2021年發(fā)布。2022年，各廠商相繼推出Wi-Fi7產(chǎn)品和解決方案。2023年2月底，國(guó)內(nèi)對(duì)Wi-Fi7啟動(dòng)認(rèn)證，廠商通過(guò)Wi-Fi7技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證后，其產(chǎn)品就能上市。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

2021年，全球Wi-Fi熱點(diǎn)市場(chǎng)總規(guī)模達(dá)到252.28億元。2022年，全球有近180億臺(tái)Wi-Fi設(shè)備投入使用，年出貨量超過(guò)44億臺(tái)。2023年，將有近6.28億個(gè)公共Wi-Fi熱點(diǎn)，十分之一配備了基于IEEE802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的Wi-Fi6。

預(yù)計(jì)在2021—2027年期間，Wi-Fi熱點(diǎn)市場(chǎng)總規(guī)模將以12.6%的復(fù)合年增長(zhǎng)率穩(wěn)步增長(zhǎng)，2027年全球Wi-Fi熱點(diǎn)市場(chǎng)總規(guī)模將達(dá)到514.17億元。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論3．Wi-Fi的特點(diǎn)

自1997年IEEE802.11發(fā)布開(kāi)始，發(fā)展快。Wi-Fi技術(shù)的主要特點(diǎn)如下。①無(wú)線電波的覆蓋范圍廣?；谒{(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋半徑為15m左右，Wi-Fi100m左右，可以實(shí)現(xiàn)整棟大樓的無(wú)線通信，Wi-Fi6的可達(dá)300～400m。②傳輸速率高。IEEE802.11b可以達(dá)到11Mbit/s，IEEE802.11ax即Wi-Fi6的最大傳輸速率可達(dá)9.6Gbit/s，Wi-Fi7的最大傳輸速率可達(dá)46Gbit/s。③無(wú)須布線，節(jié)省了布線的成本。④發(fā)射功率低，對(duì)人體輻射小。IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不能超過(guò)100mW，實(shí)際發(fā)射功率為60～70mW，對(duì)人體的輻射小。⑤組網(wǎng)方式簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。Wi-Fi

存在一定的問(wèn)題，通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍(lán)牙差一些，由于Wi-Fi

的工作頻段為2.4GHz的開(kāi)放頻段，因此其也容易受到其他設(shè)備的干擾。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論4．Wi-Fi的系統(tǒng)構(gòu)成

（1）基本結(jié)構(gòu)，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要包括以下六部分。①站點(diǎn)（Station）：網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分。②基本服務(wù)集（Basic

Service

Set，

BSS）：網(wǎng)絡(luò)最基本的服務(wù)單元，站點(diǎn)可以動(dòng)態(tài)地連接到BSS中。③分配系統(tǒng)（Distribution

System，

DS）：用于連接不同的基本服務(wù)集。④接入點(diǎn)（Access

Point，

AP）：既有普通站點(diǎn)的身份，又有接入分配系統(tǒng)的功能。⑤擴(kuò)展服務(wù)集（Extended

Service

Set，

ESS）：由分配系統(tǒng)和基本服務(wù)集組合而成。⑥關(guān)口（Portal）：用于將無(wú)線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

（2）工作原理。

Wi-Fi的設(shè)置需要一個(gè)AP和一個(gè)或一個(gè)以上的客戶端（Client）。

AP每100

ms將SSID（Service

Set

Identifier，服務(wù)集標(biāo)識(shí)符）經(jīng)由信號(hào)臺(tái)封包廣播一次，信號(hào)臺(tái)封包的傳輸速率是1Mbit/s，并且長(zhǎng)度相當(dāng)短，所以這個(gè)廣播動(dòng)作對(duì)網(wǎng)絡(luò)效能的影響不大。因?yàn)閃i-Fi規(guī)定的最低傳輸速率是1Mbit/s，所以所有的客戶端都能收到這個(gè)SSID廣播封包，客戶端可以借此決定是否要和這一個(gè)SSID的AP連線。使用者可以設(shè)置要連線到哪一個(gè)SSID，Wi-Fi總是對(duì)客戶端開(kāi)放其連接標(biāo)準(zhǔn)，并支持漫游的。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

（3）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋀i-Fi網(wǎng)絡(luò)有如下3種常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。①集中式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。②分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

③復(fù)合式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要BSS間進(jìn)行通信，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)通過(guò)ESS組建復(fù)合式網(wǎng)絡(luò)來(lái)解決此問(wèn)題。ESS是由多個(gè)BSS通過(guò)分布式系統(tǒng)相互連接起來(lái)的，每個(gè)BSS都分配了一個(gè)BSSID作為標(biāo)識(shí)。ESS是一種復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)，在BSS內(nèi)部采用集中式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，BSS之間采用分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論5．Wi-Fi的典型應(yīng)用

Wi-Fi作為有線聯(lián)網(wǎng)方式的重要補(bǔ)充和延伸。其產(chǎn)品主要包括無(wú)線AP、無(wú)線網(wǎng)卡、無(wú)線路由器、無(wú)線網(wǎng)關(guān)、無(wú)線網(wǎng)橋等。（1）無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)，是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的主要實(shí)現(xiàn)方式。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（2）無(wú)線信息公用網(wǎng)。Wi-Fi技術(shù)作為無(wú)線接入和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式，配以網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器設(shè)備，可以組建無(wú)線信息公用網(wǎng)，如圖3-3所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（3）熱點(diǎn)覆蓋。Wi-Fi技術(shù)作為無(wú)線接入和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式，配以AP、交換機(jī)，可以完成熱點(diǎn)覆蓋，如圖3-4所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（4）在礦井中應(yīng)用。Wi-Fi設(shè)備的功率較小，符合煤礦安全要求，可用于礦井環(huán)境，并且可以改變礦井中無(wú)線通信長(zhǎng)久以來(lái)一直徘徊在窄頻范圍的現(xiàn)狀，如圖3-5所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（5）Wi-Fi6應(yīng)用現(xiàn)狀。①Wi-Fi6產(chǎn)品成為主流，2023年支持Wi-Fi6標(biāo)準(zhǔn)的芯片在Wi-Fi芯片總出貨量中的占比將達(dá)到90%。②新型應(yīng)用場(chǎng)景將日益增多，在VR、AR、超高清視頻等新型高速率應(yīng)用場(chǎng)景中具有高適用性。③物聯(lián)網(wǎng)占比將逐步提升，在手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)等消費(fèi)電子終端出貨量逐步下滑的背景下，Wi-Fi技術(shù)將加快滲透至智能家居、智能制造等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中。④Wi-Fi6將與5G技術(shù)形成互補(bǔ)共存關(guān)系，Wi-Fi6與5G技術(shù)是通信領(lǐng)域的兩大前沿技術(shù)，兩種技術(shù)具有高速率、低延時(shí)等優(yōu)勢(shì)，均可用于物聯(lián)網(wǎng)、VR、超高清視頻等應(yīng)用領(lǐng)域，這兩項(xiàng)技術(shù)將逐步形成互補(bǔ)共存關(guān)系。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（6）Wi-Fi7典型應(yīng)用場(chǎng)景。

Wi-Fi7引入的新功能將大大提高數(shù)據(jù)傳輸速率并提供更低的時(shí)延，而這些優(yōu)勢(shì)將更有助于新應(yīng)用的發(fā)展，Wi-Fi7的典型應(yīng)用場(chǎng)景有視頻流、視頻/語(yǔ)音會(huì)議、無(wú)線游戲、實(shí)時(shí)協(xié)作、云/邊緣計(jì)算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、沉浸式AR/VR、互動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論3.1.2藍(lán)牙技術(shù)1．藍(lán)牙的概念

藍(lán)牙技術(shù)是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，它最初的目標(biāo)是取代現(xiàn)有的掌上計(jì)算機(jī)、手機(jī)等各種數(shù)字設(shè)備上的有線電纜連接。利用藍(lán)牙技術(shù)能構(gòu)建無(wú)線化的網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化手機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)、無(wú)線耳機(jī)、相關(guān)外圍設(shè)備等眾多設(shè)備之間及其與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信，使網(wǎng)絡(luò)最終不再受到地域與線路的限制，從而實(shí)現(xiàn)真正的隨身上網(wǎng)與資料互換。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2．藍(lán)牙的應(yīng)用

藍(lán)牙可以被集成到任何數(shù)據(jù)設(shè)備之中，特別是對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的移動(dòng)設(shè)備和便攜設(shè)備。（1）數(shù)據(jù)共享無(wú)論是手機(jī)、計(jì)算機(jī)、PDA、打印機(jī)，還是智能音箱等都可以利用藍(lán)牙技術(shù)來(lái)共享數(shù)據(jù)，操作方便。（2）無(wú)繩桌面將桌面/膝上計(jì)算機(jī)無(wú)線連接到打印機(jī)、掃描儀、鍵盤、鼠標(biāo)和LAN上。（3）無(wú)線免提使藍(lán)牙耳機(jī)與手機(jī)等設(shè)備相連；汽車駕駛藍(lán)牙接聽(tīng)電話。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（4）同步資料

無(wú)論是在辦公室還是在家里，用戶的筆記本計(jì)算機(jī)、手機(jī)或PDA都可通過(guò)藍(lán)牙產(chǎn)品及相應(yīng)程序，與其他設(shè)備同步，內(nèi)部信息永葆最新。當(dāng)然，E-mail也可以實(shí)時(shí)接收并同步輸入計(jì)算機(jī)，而且E-mail可以在飛機(jī)上完成，下機(jī)后自動(dòng)發(fā)出。（5）互聯(lián)網(wǎng)接入

內(nèi)置藍(lán)牙芯片的筆記本計(jì)算機(jī)或掌上計(jì)算機(jī)，可以通過(guò)藍(lán)牙連接到藍(lán)牙功能已打開(kāi)的手機(jī)上，從而使用手機(jī)端的蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)進(jìn)行上網(wǎng)沖浪。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論3．藍(lán)牙的起源

藍(lán)牙是由瑞典愛(ài)立信、芬蘭諾基亞、日本東芝、美國(guó)IBM和Intel等五家著名廠商，于1998年5月在聯(lián)合開(kāi)展的一項(xiàng)旨在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各類數(shù)據(jù)及語(yǔ)音設(shè)備互聯(lián)的計(jì)劃中提出的。1999年下半年，著名的IT界巨頭微軟、摩托羅拉、3Com、朗訊與藍(lán)牙特別興趣小組的五家公司共同成立了藍(lán)牙技術(shù)推廣組織，從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股藍(lán)牙熱。藍(lán)牙技術(shù)在短短時(shí)間內(nèi)，以迅雷不及掩耳之勢(shì)席卷了世界各個(gè)角落。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論4．藍(lán)牙的特點(diǎn)

藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟在制定藍(lán)牙規(guī)范之初，就建立了全球統(tǒng)一的目標(biāo)，向全球發(fā)布，工作頻段為全球統(tǒng)一開(kāi)放的2.4GHz的ISM頻段，藍(lán)牙技術(shù)具有開(kāi)放性高、成本低、功耗低、體積小、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接、語(yǔ)音與數(shù)據(jù)混合傳輸、抗干擾能力強(qiáng)，以及強(qiáng)調(diào)移動(dòng)性和易用性應(yīng)用環(huán)境等特點(diǎn)。

藍(lán)牙是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，傳輸距離是10～30m，在加入額外的功率放大器后，可以擴(kuò)展到100m，最新的藍(lán)牙5.3版本，理論最大傳輸距離可達(dá)300m，不過(guò)條件較苛刻。

藍(lán)牙可以保證較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，藍(lán)牙1.0的數(shù)據(jù)傳輸速率為1723.1kbit/s，最新的藍(lán)牙5.3的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)48Mbit/s。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

藍(lán)牙支持實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸和各種速率的數(shù)據(jù)傳輸，可單獨(dú)或同時(shí)傳輸。當(dāng)僅傳輸語(yǔ)音時(shí)，藍(lán)牙設(shè)備最多可同時(shí)支持3路全雙工的語(yǔ)音通信，輔助的基帶硬件可以支持4個(gè)或者更多的語(yǔ)音信道。

藍(lán)牙工作在2.4GHz的ISM頻段，使用擴(kuò)頻和快速跳頻（1600跳/s）技術(shù)。與其他工作在相同頻段的系統(tǒng)相比，藍(lán)牙跳頻更快，數(shù)據(jù)包更短，從而更加穩(wěn)定，即使在噪聲環(huán)境中也可以正確無(wú)誤地工作，還有利于保證安全性。另外，藍(lán)牙還采用循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）、前向糾錯(cuò)方式（FEC）及自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）技術(shù)，以確保通信的可靠性，同時(shí)降低與其他電子產(chǎn)品和無(wú)線電系統(tǒng)的干擾。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論藍(lán)牙可根據(jù)需要支持點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)的無(wú)線連接。采用無(wú)線方式可將若干藍(lán)牙設(shè)備連成一個(gè)微微網(wǎng)（Piconet），多個(gè)微微網(wǎng)又可互聯(lián)成分散網(wǎng)（Scatternet），形成靈活的多重微微網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備之間的快速通信。

每個(gè)收發(fā)機(jī)配置了符合IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的48位地址，任意藍(lán)牙設(shè)備都可根據(jù)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)得到一個(gè)唯一的48位公開(kāi)地址碼BDADDR。在BDADDR基礎(chǔ)上，使用一些性能良好的算法可獲得各種保密碼和安全碼，從而保證了設(shè)備識(shí)別碼（ID）在全球的唯一性，以及通信過(guò)程中的安全性和保密性。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

5．藍(lán)牙的呼叫過(guò)程

藍(lán)牙主設(shè)備發(fā)起呼叫，首先進(jìn)行查找，找出周圍處于可被查找狀態(tài)的藍(lán)牙設(shè)備，此時(shí)從設(shè)備需要處于可被查找狀態(tài)。

主設(shè)備找到從設(shè)備后，與從設(shè)備進(jìn)行配對(duì)，此時(shí)需要輸入從設(shè)備的PIN碼，一般藍(lán)牙耳機(jī)默認(rèn)為1234或0000，立體聲藍(lán)牙耳機(jī)默認(rèn)為8888，也有的設(shè)備不需要輸入PIN碼。

配對(duì)完成后，從設(shè)備會(huì)記錄主設(shè)備的信任信息，此時(shí)主設(shè)備即可向從設(shè)備發(fā)起呼叫，根據(jù)應(yīng)用不同，可以是ACL數(shù)據(jù)鏈路呼叫，也可以是SCO語(yǔ)音鏈路呼叫，已配對(duì)的設(shè)備在下次呼叫時(shí)，不再需要重新配對(duì)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

6．藍(lán)牙的組網(wǎng)

藍(lán)牙既可以“點(diǎn)到點(diǎn)”，又可以“點(diǎn)到多點(diǎn)”進(jìn)行無(wú)線連接。藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有兩種形式，即微微網(wǎng)和分散網(wǎng)，如圖3-6所示，它們均是無(wú)基站的組網(wǎng)方式。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

3.1.3ZigBee技術(shù)

1．ZigBee的概念

ZigBee（蜂舞協(xié)議）是一種短距離、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、數(shù)據(jù)傳輸速率低、成本低和可靠性高的雙向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

ZigBee聯(lián)盟成立于2001年8月。ZigBee聯(lián)盟采用了IEEE802.15.4作為物理層和媒體接入層規(guī)范，并在此基礎(chǔ)上制定了數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）、網(wǎng)絡(luò)層（NWK）和應(yīng)用編程接口（API）規(guī)范，形成了IEEE802.15.4（ZigBee）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee功能示意圖如圖3-7所示，控制器通過(guò)收發(fā)器完成數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送和接收。ZigBee工作在免授權(quán)的頻段上，在2.4GHz（全球流行）、868MHz（歐洲流行）和915MHz（美國(guó)流行）3個(gè)頻段上，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，它的傳輸距離在10～75m的范圍內(nèi)，最大可達(dá)到300～400m。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

ZigBee功能示意如圖所示，控制器通過(guò)收發(fā)器完成數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送和接收。ZigBee工作在免授權(quán)的頻段上，在2.4GHz（全球流行）、868MHz（歐洲流行）和915MHz（美國(guó)流行）3個(gè)頻段上，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，它的傳輸距離在10～75m的范圍內(nèi)，最大可達(dá)到300～400m。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

2．ZigBee的應(yīng)用

功耗極低、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低、等待時(shí)間短和數(shù)據(jù)傳輸速率低，自動(dòng)控制領(lǐng)域及組建短距離低速無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)。通常符合以下條件之一的應(yīng)用，就可以考慮采用ZigBee技術(shù)：①設(shè)備成本很低，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很小。②設(shè)備體積很小，不便放置較大的充電電池或電源模塊。③沒(méi)有充足的電力支持，只能使用一次性電池。④無(wú)法做到或者很難做到頻繁地更換電池或者反復(fù)地充電。⑤需要較大范圍的通信覆蓋，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備非常多，但僅僅用于監(jiān)測(cè)或控制。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

3．ZigBee的特點(diǎn)①功耗低：數(shù)據(jù)傳輸速率低，發(fā)射功率僅為1mW，而且采用了休眠模式，功耗低，ZigBee設(shè)備非常省電。據(jù)估算，ZigBee設(shè)備僅靠?jī)晒?jié)5號(hào)電池就可以維持長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年的使用時(shí)間。②成本低：硬件成本低，ZigBee協(xié)議是免專利費(fèi)的。ZigBee技術(shù)的成本是同類產(chǎn)品的幾分之一甚至十分之一。③時(shí)延短：通信時(shí)延和休眠激活的時(shí)延都非常短，典型的搜索設(shè)備時(shí)延為30ms，休眠激活的時(shí)延是15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms。因此，ZigBee技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無(wú)線控制應(yīng)用（工業(yè)控制場(chǎng)景等）。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論④網(wǎng)絡(luò)容量大：一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個(gè)從設(shè)備和1個(gè)主設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，而且網(wǎng)絡(luò)組成靈活。⑤可靠性高：ZigBee采取了碰撞避免策略，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避開(kāi)了發(fā)送數(shù)據(jù)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。介質(zhì)訪問(wèn)控制層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式，發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息，如果傳輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題可以重發(fā)。⑥安全性高：ZigBee提供了基于CRC的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能，支持鑒權(quán)和認(rèn)證，采用了AES-128加密算法，各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全性。⑦工作頻段靈活：ZigBee使用的頻段分別為2.4GHz（全球），868MHz（歐洲）及915

MHz（美國(guó)），均為免授權(quán)頻段。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論4．ZigBee的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

以O(shè)SI

7層模型為基礎(chǔ)，定義了和實(shí)際應(yīng)用功能相關(guān)的層。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論5．ZigBee協(xié)議模型

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映（1）物理層

物理層的特征是啟動(dòng)和關(guān)閉無(wú)線收發(fā)器、信道能量檢測(cè)、鏈路質(zhì)量指示、信道選擇、清除信道評(píng)估（CCA），以及通過(guò)物理媒體對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送和接收。物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論①ZigBee的工作頻段

藍(lán)牙全球2.4GHz的ISM頻段，調(diào)制采用快速跳頻擴(kuò)頻技術(shù)。而ZigBee不同，不同的國(guó)家和地區(qū)為其提供的工作頻段不同。②發(fā)射功率

ZigBee的發(fā)射功率有嚴(yán)格的限制。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（2）媒體訪問(wèn)控制層

提供了兩種類型的服務(wù)：通過(guò)媒體訪問(wèn)控制層管理實(shí)體服務(wù)接入點(diǎn)（MLMESAP）向媒體訪問(wèn)控制層數(shù)據(jù)和媒體訪問(wèn)控制層管理提供服務(wù)。媒體訪問(wèn)控制層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過(guò)物理層數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送和接收媒體訪問(wèn)控制層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（MPDU）。

具體特征：信標(biāo)管