无线个域网概述(wpan)
无线个域网概述(wpan)
关键技术
WPAN的关键技术包括 IrDA、HomeRF、UWB、 蓝牙技术、ZigBee技 术等
技术介绍：
☆IrDA(红外)技术 【InfraredDataAssociation】
IrDA是利用红外线进 行通信的技术，最高通信速 率仅115.2kbps，主要优点是 无需申请频率使用权，通信 成本低廉，具有体积小、功 耗低、连接方便、简单易用 等特点
无线个域网在交通控制中的应用
智能交通系统中主要需要进行交通路口 车辆信息检测完成数据采集传送回控制 中心, 通过数据分析处理直接控制交通 信号。
在技术上, ZIGBEE 具有低功耗的特点, 完全适合于安装在机动车辆之上。考虑 到汽车的快速移动性, ZIGBEE 节点设备 接入网络的时间只需 15ms, 完全可满足 要求。ZIGBEE 网络具有非常高的可靠 性, 是一种网状网络，如有主干路由节 点损坏, 仍可转换路径完成数据通信。
☆ZigBee技术
单ZigBee是一种短距离、低功率、低速 率无线接入技术，工作于2.4GHz ISM频 段，传输速率为20~250kbps，传输距离 为10~1igBee中心节点
ZigBee终端节点
节点2 节点1
五种WPAN关键技术的 技术特点
☆ZigBee技术
高速wpan
高速WPAN适合大量多媒体文件、短时 的视频和音频流的传输，能实现各种 电子设备间的多媒体通信。
超宽带WPAN
超宽带WPAN的目标包括支持IP语音、高清电视、 家庭影院、数字成像和位置感知等信息的高速传 输，具备近距离的高速率、较远距离的低速率、 低功耗、共享环境下的高容量、高可扩展性等。
工作频率：3.1GHz~10.6GHz
低速wpan
低速WPAN主要为近距离网络互连而设 计，采用IEEE 802.15.4标准。
无线个人局域网
计算机无线网络技术试验系别：班级：学号：无线个人局域网（WPAN）是一种采用无线连接的个人局域网。
它被用在诸如电话、计算机、附属设备以及小范围（个人局域网的工作范围一般是在10米以内）内的数字助理设备之间的通讯。
支持无线个人局域网的技术包括：蓝牙、ZigBee、超频波段（UWB）、IrDA、HomeRF等，其中蓝牙技术在无线个人局域网中使用的最广泛。
每一项技术只有被用于特定的用途、应用程序或领域才能发挥最佳的作用。
此外，虽然在某些方面，有些技术被认为是在无线个人局域网空间中相互竞争的，但是他们常常相互之间又是互补的。
实验目的和要求：利用蓝牙实现一个简单的WPAN；了解蓝牙WPAN在生活中的实用价值；实验设备：笔记本电脑一台（带蓝牙模块）、手机一部（带蓝牙模块）；实验步骤：1：分别打开手机和电脑的蓝牙模块。
Dial-up Networking使用提供拨号网络服务的启动Bluetooth电话、调制解调器或其它远程Bluetooth设备连接至互联网Serialport与远程Bluetooth设备监理虚拟穿行端口连接。
然后支持制定COM端口号的任何应用程序都可以使用该连接PAN NetworkAccess Point与远程Bluetooth设备监理网络连接。
该连接可用于访问外部网络或互联网Headset Gateway将电脑与手机的音频互联实现音频的同步OBEX Object Push无线名片管理OBEX FileTransfer文件浏览与同步管理OBEX IrMC Sync Server个人信息管理器数据库与远程Bluetooth设备上的PIM数据库同步HID Mouse&Keyboard使用已启用蓝牙功能的鼠标、键盘、或者其它借口设备当电脑与手机通过连接以后可以选择三种模式：幻灯片、媒体播放器、桌面实验结果：通过对三种模式的操作发现可以对电脑实现完全操作，并且在通话，数据备份，文件传输，视频播放等功能方面操作相对方便。
WPAN
WPAN：无线个人局域网通讯技术（WPAN：Wireless Personal Area Network Communication Technologies）无线个人局域网（WPAN）是一种采用无线连接的个人局域网。
它被用在诸如电话、计算机、附属设备以及小范围（个人局域网的工作范围一般是在10米以内）内的数字助理设备之间的通讯。
支持无线个人局域网的技术包括：蓝牙、ZigBee、超频波段（UWB）、IrDA、HomeRF等，其中蓝牙技术在无线个人局域网中使用的最广泛。
每一项技术只有被用于特定的用途、应用程序或领域才能发挥最佳的作用。
此外，虽然在某些方面，有些技术被认为是在无线个人局域网空间中相互竞争的，但是他们常常相互之间又是互补的。
美国电子与电器工程师协会（IEEE）802.15工作组是对无线个人局域网做出定义说明的机构。
除了基于蓝牙技术的802.15之外，IEEE还推荐了其他两个类型：低频率的802.15.4（TG4，也被称为ZigBee）和高频率的802.15.3（TG3，也被称为超波段或UWB）。
TG4 ZigBee针对低电压和低成本家庭控制方案提供20 Kbps或250 Kbps的数据传输速度，而TG3 UWB则支持用于多媒体的介于20 Mbps和1Gbps之间的数据传输速度。
WPAN覆盖围绕个人空间10m左右的地理范围。
根据对超宽带(UWB)的容量分析可知：UWB的容量优势主要体现在10m左右的覆盖区域。
因此，UWB的应用主要定位于WPAN，结合多跳自组织网络(Adhoc)技术，网络拓扑可以灵活变化，覆盖范围可以不断延伸。
目前，IEEE关于WPAN的技术标准可分为两个层次：高速WPAN标准IEEE802.15.1、IEEE802.15.3和低速WPAN标准IEEE802.15.4。
其中，802.15.1采用蓝牙作为物理层传输技术，提供最高1Mb/s的传输速率和10m的传输距离，适用于中低速无线连接。
无线网络
定义：无线网络（Wireless network）指的是任何型式的无线电电脑网络，普遍和电信网络结合在一起，不需电缆即可在节点之间相互连结。
无线电信网络一般被应用在使用电磁波的摇控信息传输系统（CDMA2000，cdmaOne，GPRS，GSM，UMTS，WiFi，WiMax），像是无线电波作为载波和实体层的网络。
【维基百科】所谓无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。
【百度百科】分类：无线个人网无线个人网(WPAN)是在小范围内相互连接数个装置所形成的无线网络，通常是个人可及的范围内。
例如蓝牙连接耳机及膝上电脑，ZigBee也提供了无线个人网的应用平台。
无线局域网无线局域网路(WLAN)类似其他无线装置，利用无线电而非电缆在同一个网络上传送资料，是IEEE 802.11系列标准。
Wi-Fi，Fixed Wireless Data。
无线城域网无线城域网是连接数个无线局域网的无线网络型式。
WiMAX行动装置网络全球移动通信系统（GSM）：GSM网络分成三个主要系统：转接系统、基地系统、操作和支持系统。
移动电话连接到基地系统，然后连接到操作和支持系统；然后连接到转接系统后，电话就会被转到要到的地方。
GSM是大多数手机最常见的使用标准。
个人通信服务（PCS）：PCS是北美地区的一种可借由移动电话使用的无线电频带。
斯普林特（Sprint）正好是第一家创立PCS的服务。
D-AMPS：即数字高阶移动电话服务，由AMPS升级的版本，但是因为技术的进步。
新的网络如GSM、3G等正取代较旧的AMPS系统。
无线局域网
5GHz的频段较宽，干扰小，适合高速传输。
•理论速率与实现速率
实际上就是AP的MAC地址，用来标识AP管理的BSS，在同一个AP内 BSSID和SSID一 一映射。
6、VAP（Virtual Access Point）：虚拟AP
AP通常支持创建多个VAP，每个VAP对应1个BSS。这样只需要安放1 个AP，就可以提供多个BSS，再为这些BSS设置不同的SSID，用户就 可以看到多个VLAN共存，也称为多SSID。
WLAN 无线局域网
•WiFi在企业办公场景的发展趋势
BYOD（Bring Your Own Device）指携带自己的设备办公
WLAN 无线局域网
•新一代WLAN解决方案
Wi-Fi （Wireless Fidelity）
•简介
Wi-Fi（发音： /ˈwaɪfaɪ/），中文里称作“移动热点”。
8、红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输媒体，有较强的 方向性，由于它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质，使用不受无 线电管理部门的限制。
9、红外信号要求视距（直观可见距离）传输，并且窃听困难，对邻近 区域的类似系统也不会产生干扰。
10、在实际应用中，由于红外线具有很高的背景噪声，受日光、环境照 明等影响较大，一般要求的发射功率较高，红外无线局域网是目前 “100Mbit／s以上、性能价格比高的网络”可行的选择。
WLAN 无线局域网
•概念
11、 无线电波 采用无线电波作为无线局域网的传输介质是目前应用最 多的，这主要是因为无线电波的覆盖范围较广，应用较广泛。
12、使用扩频方式通信时，特别是直接序列扩频调制方法因发射功率低 于自然的背景噪声，具有很强的抗干扰抗噪声能力、抗衰落能力。
无线个域网技术和应用简介
无线个域网技术和应用简介无线通信的最大优点就是自由方便，无线网络让人们在摆脱了线缆的束缚之后，更加便捷自由地相互随时沟通，在网上享受冲浪的乐趣。
近年来无线网络的应用日渐增加，无论在军事领域、仓储物流业还是在制造业、区域办公环境、家庭组网等方面，无线网络扮演着越来越重要的角色。
如今无线网络技术与Internet （互联网）相结合，向我们迸发出极其诱人的活力。
无线个域网WPAN （Wireless Personal Area Network ）是一种新兴的无线通信网络，如果把接入网称为迈向用户数字家庭的“最后一公里”，那么，那么无线个域网则可称为“最后的几十米”。
当计算机的外围设备如打印机、扫描仪、调制解调器、音频播放器、数码相机等逐渐增多后，用户不仅需在自己的主机上连接诸多外设，又要通过USB （通用串行总线）接口将一些数据来回传输并存储到硬盘中去或从硬盘中读取。
频繁地插拔某个接口、计算机前后面板上缠绕着的各种接线，是用户在体验新技术、新快乐、新用途的同时，又不得不忍受的“烦恼。
”此外，公司办公大楼内部、企业各部门之间的信息短距离快速传递也显得十分迫切和必要。
在一间不大的办公室里因有线局域组网带来的密密麻麻的布线令使用者心烦不已，且某个设备一旦需要“搬家，”还会“牵动株连”其它设备。
无线个域网就是为了解决这些问题而诞生的。
WPAN 是一种与无线广域网WWAN ( Wireless Wide Area Network )、无线城域网WMAN ( Wireless Metropolitan Area Network )、无线局域网WLAN (Wireless Local Area Network) 并列但覆盖范围相对较小的无线网络，是一种为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定使用群体、无线无缝连接而提出的新兴无线通信网络组网技术。
它能够有效地解决“最后几米至几十米电缆连接”的问题，进而将无线联网进行到底。
无线个域网概述
精品课件
☆HomeRF技术
HomeRF是数字无线电话技术与WLAN技术融合发展的产物， 它采用共享无线连接协议(Share Wireless Access Protocol，SWAP)，工作在2.4GHz ISM频段，在语音和数据 业务上应用甚广。
特点
安全可靠；成本低廉； 简单易行；不受墙壁和 楼层的影响；传输交互 式语音数据采用TDMA技 术，传输高速数据分组 则采用CSMA/CA技术；无 线电干扰影响小；支持
工作频率：3.1GHz~10.6GHz
精品课件
低速wpan
低速WPAN主要为近距离网络互连而设 计，采用IEEE 802.15.4标准。 其结构简单、数据率低、通信距离近 、功耗低、成本低，被广泛用于工业 监测、办公和家庭自动化及农作物监 测等
IEEE 802.15.4标准。
IEEE 802.15.4描述了低速率无线个人局域网的 物理层和媒体接入控制协议。它属于IEEE 802.15工作组。
节点4 节点3
节点5
PC控制
ZigBee中心节点
ZigBee终端节点
节点2 节点1
精品课件
五种WPAN关键技术的技 术特点
☆ZigBee技术
精品课件
应用实例
精品课件
无线个域网的应用实例
电子称，内置 ZigBee 模块
ZigBee 基站
干货区 水果区 生鲜区
精品课件
服务器 收银台
收银台 收银台 内置 ZigBee 模块
无线个域网(四)
无线个域网（四）无线个域网就是在个人周围空间形成的无线网络，现通常指覆盖范围在10m半径以内的短距离无线网络，尤其是指能在便携式消费者电器和通信设备之间进行短距离特别连接的自组织网。
WPAN被定位于短距离无线通信技术，但根据不同的应用场合又分为高速WPAN （HR－WPAN）和低速WPAN（LR－WPAN）两种。
发展高速WPAN是为了连接下一代便携式消费者电器和通信设各，支持各种高速率的多媒体应用，包括高质量声像配送、多兆字节音乐和图像文档传送等。
这些多媒体设各之间的对等连接要提供20Mb／s以上的数据速率以及在确保的带宽内提供一定的服务质量（QoS）。
高速率WPAN在宽带无线移动通信网络中占有一席之地。
发展低速WPAN是因为在我们的日常生活中并不是都需要高速应用。
在家庭、工厂与仓库自动化控制，安全监视、保健监视、环境监视，军事行动、消防队员操作指挥、货单自动更新、库存实时跟踪以及在游戏和互动式玩具等方面都可以开展许多低速应用。
有许多低速应用比高速应用对我们的生活更为重要，甚至能够挽救我们的生命。
例如，当你忘记关掉煤气炉或者睡前忘锁门的时候，有了低速WPAN就可以使你获救或免于财产损失。
从网络构成上来看，WPAN位于整个网络架构的底层，用于很小范围内的终端与终端之间的连接，即点到点的短距离连接。
WPAN是基于计算机通信的专用网，工作在个人操作环境，把需要相互通信的装置构成一个网络，且无须任何中央管理装置及软件。
用于无线个域网的通信技术有很多，如蓝牙、红外、HomeRF等，下面就几种主要的技术进行讲述。
①蓝牙。
蓝牙是由爱立信、英特尔、诺基亚、IBM和东芝等公司于1998年5月联合主推的一种短距离无线通信技术，它可以用于在较小的范围内通过无线连接的方式实现固定设备或移动设各之间的网络互联，从而在各种数字设各之间实现灵活、安全、低功耗、低成本的语音和数据通信。
蓝牙技术的一般有效通信范围为10m，强的可以达到100m左右，其最高速率可达lMb／s。
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技术指标
工作频段
蓝牙
2.4GHz
HomeHF
2.4GHz
IrDA
红外线
UWB
3.1~10.6GH z
ZigBee
2.4GHz
传输速率
通信距离 应用前景
1Mbps
10m 中
6~10Mbps
50m 中
16Mbps
1m 一般
480Mbps
10m 好
20~250kbps
10~100m 好
应用实例
无线个域网的应用实例
基于UWB建立高速无 线办公信息网
现阶段，计算机和计算机之间，计 算机和液晶显示屏、打印机、扫描 仪等外设之间主要通过通用以太电 缆或串行总线接口技术进行有线连 接。
基于蓝牙技术的WPAN能在一定程度上 解决计算机与外设之间的无线互连问题， 但由于其在传输速率和设备兼容性等方 面的局限，无法得到更为广泛的应用。 基于UWB的高速WPAN使得这一问题 迎刃而解。
☆HomeRF技术
特点
HomeRF是数字无线电话技术与WLAN技术融合发展的产物， 它采用共享无线连接协议(Share Wireless Access Protocol，SWAP)，工作在2.4GHz ISM频段，在语音和数据 业务上应用甚广。
安全可靠；成本低廉； 简单易行；不受墙壁和 楼层的影响；传输交互 式语音数据采用TDMA技 术，传输高速数据分组 则采用CSMA/CA技术；无 线电干扰影响小；支持 流媒体。
无线个域 网的分类
通常将WPAN按传输速率分为低速、高速和超高 速三类，如下图所示 低速WPAN 通信速率：0.25Mbps 通信距离：10m 工作频率：2.4GHz 通信速率：55Mbps 通信距离：10m 工作频率：2.4GHz
无线个域网
高速WPAN
通信速率：110/200/480Mbps 超高速WPAN 通信距离：10m、4m和4m以下 工作频率：3.1GHz~10.6GHz
高速wpan
高速WPAN适合大量多媒体文件、短时 的视频和音频流的传输，能实现各种 电子设备间的多媒体通信。
超宽带WPAN
超宽带WPAN的目标包括支持IP语音、高清电视、 家庭影院、数字成像和位置感知等信息的高速传 输，具备近距离的高速率、较远距离的低速率、 低功耗、共享环境下的高容量、高可扩展性等。
ห้องสมุดไป่ตู้
☆超宽带(UWB)技术 超宽带(Ultra Wide Band，UWB)是 一种基于IEEE 802.15.3的超高速、短距 离无线接入技术，通信范围在10米范围 内，能实现每秒数百兆位的数据传输率， 具有抗干扰性强、传输速率高、带宽大、 消耗电能低、保密性好等众多优势
☆蓝牙技术
蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在手机、 PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换， 其工作于2.4GHz ISM频段，数据速率为1Mbps，采用时分双工传输方案
未来展望
WPAN的初衷是实现各种外围设备小范围 内的无缝互联，这种想法在未来很长的一 段时间内可能还只是一个美好的愿望。
但是，无论如何，在当前标准林立的短 距离无线通信市场，我们所要做的应该 是完善和创新。未来这些技术的命运， 是走向融合，还是多足鼎立，我们只能 等待市场的选择。
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个域网
通信范围
个域网的基本概念
个域网(Personal Area Network， PAN的通信范围往往仅 PAN)，是一种范围较小的计 几米，被看作是最后几 算机网络，主要用于计算机 米的解决方案 设备之间的通信，还包括电 话和个人电子设备等。
无线个域网 无线个域网(Wireless PAN， WPAN)是一种采用无线连接 的个域网 媒介 WPAN主要通过无线电 或红外线代替传统有 线电缆，实现个人信 息终端的互联。
关键技术
WPAN的关键技术包括 IrDA、HomeRF、UWB、 蓝牙技术、ZigBee技 术等
技术介绍：
☆IrDA(红外)技术 【InfraredDataAssociation】 IrDA是利用红外线进 行通信的技术，最高通信速 率仅115.2kbps，主要优点是 无需申请频率使用权，通信 成本低廉，具有体积小、功 耗低、连接方便、简单易用 等特点
无线个域网的基本概念
WPAN是为了实现活动半径小(如几米)、业务类型 丰富、面向特定群体的连接而提出的新型无线网 络技术。
WPAN是一种与无线广域网(WWAN)、无线城域网 (WMAN)、无线局域网(WLAN)并列但覆盖范围更小 的无线网络，对应关系如下图所示
四种无线网络间的关系与通信范围
WPAN(802.15) 10米以内
☆ZigBee技术
单ZigBee是一种短距离、低功率、低速 率无线接入技术，工作于2.4GHz ISM频 段，传输速率为20~250kbps，传输距离 为10~100m
节点5
节点4 ZigBee中心节点 节点3 节点1
PC控制
ZigBee终端节点
节点2
五种WPAN关键技术的 技术特点
☆ZigBee技术
无线个域网在交通控制中的应用
智能交通系统中主要需要进行交通路口 车辆信息检测完成数据采集传送回控制 中心, 通过数据分析处理直接控制交通 信号。
在技术上, ZIGBEE 具有低功耗的特点, 完全适合于安装在机动车辆之上。考虑 到汽车的快速移动性, ZIGBEE 节点设备 接入网络的时间只需 15ms, 完全可满足 要求。ZIGBEE 网络具有非常高的可靠 性, 是一种网状网络，如有主干路由节 点损坏, 仍可转换路径完成数据通信。
ZigBee 基站
电子称，内置 ZigBee 模块
服务器 收银台 干货区 收银台 水果区 收银台 生鲜区 内置 ZigBee 模块
超市运用ZigBee技术， 在原有基础上增加或组 建WPAN，使所有电子 称都在无线信号覆盖内， 任何电子称的数据都实 时连通，极大方便了消 费者，将电子称故障造 成的影响降到最低。 其优势在于： ①电子称任意分布 ②提高盘货效率 ③安全性好
无线个域网概述
何鑫 蓝玉笛 方焕
壹 · 基本概念 贰 · 分类 叁 · 关键技术 肆 · 应用实例
伍 · 未来展望
基本概念
无线网的兴起 便捷
无线网络让人们在摆脱了线缆的束缚 之后，更加便捷自由地相互随时沟通， 在网上享受冲浪的乐趣。 近年来无线网络的应用日渐增加，无 论在军事领域、仓储物流业还是在制造 业、区域办公环境、家庭组网等方面， 无线网络扮演着越来越重要的角色，向 我们迸发出极其诱人的活力。
WLAN(802.11) 100米以内
WMAN(802.16) 数千米
WWAN(802.20) 15千米
无线个域网的特点
①高数据速率并行链路：>100Mbps ②邻近终端之间的短距离连接：典型为 1~10m ③标准无线或电缆桥路与外部因特网或 广域网的连接 ④典型的对等式拓扑结构
⑤中等用户密度
分类
低速wpan
低速WPAN主要为近距离网络互连而设 计，采用IEEE 802.15.4标准。 其结构简单、数据率低、通信距离近 、功耗低、成本低，被广泛用于工业 监测、办公和家庭自动化及农作物监 测等
IEEE 802.15.4标准。
IEEE 802.15.4描述了低速率无线个人局域网的 物理层和媒体接入控制协议。它属于IEEE 802.15工作组。