蓝牙,ZIGBEE,低功耗蓝牙比较及其在无线体域网中的实际应用
研究生课程考核试卷
科目：专业英语教师：
姓名：学号：
专业：生物医学工程类别：专业上课时间：2012年9月至20 12年10月
考生成绩：
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重庆大学研究生院制
目录
蓝牙技术、ZigBee技术和低能耗蓝牙技术的对比及其在无线体域网中的应用 (1)
第1章体域网、蓝牙技术、ZigBee技术和低能耗蓝牙技术的介绍2
1.1体域网 (2)
1.2 蓝牙（Bluetooth） (2)
1.3 ZigBee (3)
1.4 低能耗蓝牙技术（Bluetooth Low Energy） (4)
第2章蓝牙、ZigBee以及低能耗蓝牙的比较 (4)
2.1 拓扑结构 (4)
2.2 能耗和数据传输速率 (6)
2.3 错误校正 (6)
2.4 数据加密和身份验证 (7)
2.5调制方式 (8)
第3章结论及展望 (10)
参考文献 (12)
蓝牙技术、ZigBee技术和低能耗蓝牙技术的对比及其在无线体域网中的应用
摘要：近年来，医疗保健行业发展迅速，医疗设备通信，健康监测以及移动医疗信息传递发展最为迅速。越来越多的医疗保健机构开始使用无线通信技术，它不但提高了医疗质量，而且有效地降低了医疗成本。鉴于无线通信技术中蓝牙(Bluetooth)技术，ZigBee技术和低能耗蓝牙(Bluetooth Low Energy) 在人体传感器与医疗保健系统的无线互联中使用最为广泛以及它们对无线体域(WBAN:Wireless Body Aera Networks)发展的巨大推动作用，本文将对它们进行分析和比较。最后，本文将对它们的安全性进行详细说明。
关键字：蓝牙(Bluetooth)，ZigBee,低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy),无线体域网。
Abstact: A rapid development of services and technologies in the field of health care has been witnessed in the last few years. The use of wireless technologies for medicaldevice communication, health monitoring (at hospitals or homes) and mobile healthcare information delivery is one of the most rapidly growing areas inhealth-IT research today. More and more healthcare organizations areembracing wireless technology, to reduce cost and at thesame time improve care. In this paper we present an analysis and anextensive comparison of radio communication technologies, namely Zigbee, Bluetooth and Bluetooth Low Energy, that have been proposed as likely candidates to provide wireless connectivity between body sensors and the health care system and consequent- ly to lead the development and extended deployment of Wireless Body Area Networks. After the description of their characteristics, we concentrate on the security that these technologies offer since security is extremely important for the sensitive health care clinical in-formation communicated and the protection of patients’ clinical information privacy.
keywords：Bluetooth,ZigBee,Bluetooth Low Energy,WANS.
第1章体域网、蓝牙技术、ZigBee技术和
低能耗蓝牙技术的介绍
1.1体域网
体域网（wireless body sensor network , WBSN）又可称为生物医疗传感器网络（biomedical sensor network）和无线体域传感网（wireless body area sensor network，WBASN或BAN）。作为无线传感器网络（wireless sensor networks，WSN）的一个分支，是人体上的生理参数收集传感器或移植到人体内的生物传感器共同形成的一个无线网络，这些传感器节点能够采集身体重要的生理信号（如温度、血糖、血压等）、人体活动或动作信号以及人体所在环境信息，处理这些信号并将它们传输到身体外部附近的本地基站。由于无线传感器网络集成了健康监测系统，远程医疗系统，因此它有着广泛的用途，包括程序诊断，慢性病防治，以及康复护理等。同时它能够早期发现异常情况，防止严重后果的产生。例如，WBAN可以通过测量的一个人的重要生理信号，在病人心脏病还没有发作时便提醒医院。蓝牙（Bluetooth）和ZigBee是WBANs使用最为广泛的无线通信技术。对于WBANs，低能耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)则是一种新生的具有很大潜力的无线通信方式。这些技术的使用为传感器信息方便快捷的交换提供了可能，通过这些技术传感器可以将采集到的信号发送给监测装置，同样监测装置也可以将信号发送给传感器。尽管它们都是无线通信方式，但它们在相关参数，例如价格，通信距离，功耗，数据传输速率，带宽和安全性仍然有着显著地差异。
1.2 蓝牙（Bluetooth）
“蓝牙”（Bluetooth）是一种开放的技术规范，IEEE 802.15.1规范对蓝牙技术的规范进行了详细叙述，它可在世界上的任何地方实现短距离的无线语音和数据通信。在1994年，爱立信移动通信公司开始研究在移动电话及其附件之间实现低能耗、低成本无线接口的可行性。随着项目的进展，爱立信公司意识到短距无线通信（Short Distance Wireless Communication）的应用前景无限广阔。爱立信将这项新的无线通信技术命名为蓝牙（Bluetooth）。
蓝牙（Bluetooth）是一种支持设备短距离通信的无线电技术。能在包括移动电话、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。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。
随着时间的推移，蓝牙规范也逐渐完善。V1.1(1998年)为最早期版本，传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。V1.2具有748~810kb/s 的传输率，增加了抗干扰跳频功能。V2.1(2004年)改善了装置配对流程，短距离的配对方面，具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC（Near Field CoMMunication）机制。具备更佳的省电效果。V3.0(2009年)核心是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP)，这是一种全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。传输速率更高，功耗更低。V4.0(2010年):包括三个子规范，即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低能耗技术。蓝牙 4.0的改进之处主要体现在三个方面，电池续航时间、节能和设备种类上。有效传输距离也有所提升，为60M。
图1 蓝牙标准的发展历程
1.3 ZigBee
ZigBee是一种近距离、低复杂度、低能耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制、传感、监控和远程控制等领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。IEEE802.15.4工作组定义了一种廉价的供固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术。IEEE 802.15.4定义ZigBee为一个垂直集成的协议套件，它通过低能耗的链路层为设备提供了一个分布式的抽象概念。这个环节的广泛的实用的定义为各种各样的应用
提供了可能，包括家庭自动化，商业楼宇自动化和智能能源以及医疗监护。2006年12月，ZigBee2006规范发布。随后，在2007年10月，ZigBee 2007/PRO规范发布。
蓝牙（Bluetooth）和Zigbee已经被应用在医疗保健系统WBAN中，为病人和独自在家的老人提供监测服务。利用ZigBee的WBAN网络对身体活动的动态监测以及身体状态的检测已经得到了应用，利用蓝牙的WBAN精神卫生保健系统监测个人生理信号的提议也得到了认可。
1.4 低能耗蓝牙技术（Bluetooth Low Energy）
针对蓝牙技术的功耗在新型的应用领域方面的不足，早在2001 年，诺基亚就开始研究一种被称之为Wibree 的短距无线技术，并在2006 年10 月正式推出了该项技术Wibree使用与蓝牙相同的频带和硬件，但是发送功率较低，进行无线通讯的设备也较小。Wibree技术作为一个开放的行业标准，低能耗蓝牙技术由它发展而来。2010年7月，蓝牙技术联盟宣布正式采用蓝牙核心规格4.0版蓝牙低能耗技术的特点。低能耗蓝牙可以用于手表等小型设备的互连，例如运动传感器、家庭自动化和医疗设备。
第2章蓝牙、ZigBee以及低能耗蓝牙的比较2.1 拓扑结构
蓝牙规范定义了一个统一的拓扑结构，大部分的设备都可以实现彼此的互联。蓝牙最初使用点对点的微型网络，其中一个主机控制多个从机。从机只有主机进行通信，它们之间不会进行任何通信。从机可以参与一个或多个微型网络，但是最多只能参与8个。图2显示了蓝牙的拓扑结构。
图2 蓝牙拓扑结构
ZigBee网络为主从结构，一个网络有一个网络协调者和最多65532个终端设备，以及一个或多个路由器。网络协调者必须是FFD(全功能设备)，它负责管理和维护网络，包括路由，安全性，节点的附着与离开等。它有唯一的标志，通过这个标识，终端设备可以加入到网络中。一个网络只需要一个网络协调者，其他设备可以是RFD（精简功能设备）,也可以是FFD。RFD的价格要比FFD的价格便宜得多，其占用系统资源仅为4KB。因此，网络的整体成本比较低。从这一点来说，Zigbee非常适合有大量终端设备的网络，例如传感网络，楼与自动化等。
图3 ZigBee拓扑结构
低能耗蓝牙区别于蓝牙，在一个微型网络中，只有一个主机。从机不使用一公共物理信道，它们通过各自的物理信道与主机进行通信。一个中央设备可以决定一个或多个外围设备的运行安排中央设备被称作主设备，它可以和多个外围设备进行通信外围设备被称作从设备，它只能和一个主设备进行数据包的交换数据包是在链路层的连接中被交换的。一个从设备一次只能有一个链路层的连接因此，一个链路层的连接只能包含一个主设备和一个从设备。
图4 低能耗蓝牙拓扑结构
2.2 能耗和数据传输速率
ZigBee相比蓝牙在功耗发面有了巨大的提高，充分显示了其低能耗的特点，相比蓝牙的100mw，它只需30mw。频带为2.4GHz时，它的数据传输率为250kbps，需要16个信道。频带为868MHz时，数据传输率为20kbps，需要1个信道。频带为915MHz时，数据传输率为40kbps，需要10个信道，如图5所示。
图5 ZigBee的频带和数据传输率
蓝牙1.2实现了最大数据传输速率1.2 Mbps，蓝牙2.0即增强型蓝牙，它的最高传输速率高达3 Mbps 。蓝牙3.0支持的理论数据传输速度最高可达24 Mbit / s。低能耗蓝牙实现了双模式结构，重复使用了蓝牙的RF部分，保证了嵌入式系统与蓝牙的兼容性及其低能耗的性能。低能耗蓝牙物理层传输速率为1 Mbps ，可实现链路距离为10米左右。低能耗蓝牙功率消耗只有普通蓝牙的10％。低能耗蓝牙通常处于休眠状态，我们仅需要在传输数据时将蓝牙唤醒，这样它就可以更好的节约能源和延长电池使用寿命。
2.3 错误校正
蓝牙，ZigBee和低能耗蓝牙使用CRC 校验（循环冗余校验）以防止通信渠道上的错误，CRC侦听错误的能力取决于它的校验长度。蓝牙（Bluetooth）和ZigBee 利用一个16位的CRC码的错误在链路层控制，低能耗蓝牙提供了一个更高的24位的CRC校验用以侦听错误。比特误码率被定义为一次传输过程中误码的个数占总的码元的比值。误码率为10^-6意味着发送10^6个码元，其中会有1个发生错误。但当误码率很低时，例如误码率处于10^-6—10^-8时，16位的CRC校验就很
难发现传输中的错误。因此在医疗应用中，我们通常使用16位校验，相比24为校验它们之间并没有太大的差异。
2.4 数据加密和身份验证
由于无线通信的开放性，它很容易受到攻击，攻击者会拦截或获得传输的数据，从而侵犯参与者的隐私。鉴于这种固有的特点，我们必须通过给加密通信信道，使得只有获得授权的实体才能取得传输数据。
蓝牙技术标准采用E0流算法来加密数据，鉴权过程是基于问询响应模式和共享的加密方式，由链路密钥或主单元密钥产生。在蓝牙使用E0流算法加密时，将会产生一个最多128位的密钥。这些密钥取决于蓝牙的PIN码，它们已经被写入了终端设备。尽管蓝牙使用了128位的密钥，但还是很容易受到攻击。
蓝牙使用基于SAFER的派生密钥算法，即E21和E22用于链路层加密，作为消息认证码进行身份验证。链路密钥分为临时性链路密钥和半永久性链路密钥。临时链路密钥在当前会话结束后就不再用, 它由E22算法产生。蓝牙安全通信中的初始密钥和主单元密钥都属于临时链路密钥;半永久性链路密钥在当前会话终止后仍可使用的链路密钥, 半永久性链路密钥由E21算法产生。蓝牙安全通信中的单元密钥和组合密钥都属于半永久性密钥。当前链路密钥是指正在使用的链路密钥, 它可以是临时性链路密钥,也可以是半永久性链路密钥。
标准对ZigBee的安全性进行了明确说明，要求使用128位密钥的和128位的块长度的AES （高级加密标准）算法。AES可以有多种使用方式，每种方式都包括数据数据的完整性，数据的安全性，身份认证以及它们的组合功能。
ZigBee采用了分级的安全性策略：无安全性，接入控制表，32比特AES和128比特AES。如果系统是用于安全性要求不高的场景，可以选择级别较低的安全措施，从而换取系统成本和功耗的降低；反之，在安全性要求较高的应用场景（如军事），可以选择较高的安全级别。这样，厂商可以综合考虑功耗、系统处理能力、成本和应用环境等方面因素而采取适当的安全级别。ZigBee分别在MAC层和NWK层采取了安全策略。在数据经过一跳就到达目的地时，ZigBee只用MAC层提供的安全机制；当在多跳的情况下，ZigBee就要依赖高层来保证安全。MAC层安全套件(Security Suites)基于以下三种操作模式：计数器(CTR，Counter)模式的
AES加密、密码块链接模式(CBC-MAC, Cipher Block Chaining）的数据完整性、CTR和CBC-MAC相结合的加密和完整性叫做CCM模式)。IEEE 802.15.4标准要求设备可以支持CCM64模式。ZIGBEE通过一个128位的密钥以及CCM模式的微小变化支持了AES的CCM模式，具有数据加密/解密，身份验证以及数据完整性功能。
类似于ZIGBEE的标准规范，低能耗蓝牙的数据也由AES工作在CCM模式下进行加密，在低能耗蓝牙中使用一个128位的永久密钥（LTK）来产生加密连接时的会话密钥。每当永久密钥被分配一个64位的随机数（RAND），同时会产生一个16位的加密区分标识符(EDIV)。随机数(RAND)和加密区分标识符(EDIV)用来在两个设备配对时识别永久密钥(LTK) ，并建立共享永久密钥以启动加密连接。另一种128位的密钥，称为身份解决密钥(Identity Resolving Key), 它用于生成和解析通信双方，提供隐私随机IP地址。低功耗蓝牙能够支持两个建立了信任关系的设备之间的通道能够发送未加密的认证数据。这是通过数据签名与128位连接的签名解决密钥（CSRK ）。值得注意的是，流密码相比块密码更容易实现，并且硬件实现的复杂性也不高，另外它也不会传播错误。尽管ZigBee和低功耗蓝牙采用AES进行加密和验证，算法强度和安全性有了很大程度的提高。但加密机制和蓝牙认证机制已被证明容易受到攻击，不但会破坏蓝牙通信整体安全性，并会泄露患者的隐私。
2.5调制方式
数字调制技术可以分为三组：幅移键控（ASK ），频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。数据传输速率和可达到的范围直接受到无线技术调制方案决定。ZigBee 使用PSK调制方式，特别是BPSK 方式和OPSK方式。蓝牙使用PSK，其中包括BPSK和OPSK 以及频移键控（GFSK）调制方式，而低能耗蓝牙则采用GFSK 调制方式。频移键控是利用两个不同频率F1和F2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。最小移频键控(MSK)是移频键控(FSK)的一种改进型。在FSK方式中，相邻码元的频率不变或者跳变一个固定值。在两个相邻的频率跳变的码元之间，其相位通常是不连续的。相频键控用于某些调制解调器中的数据传输调制系统。在最简单的方式中，调制前二进制信号发生器产生0和1信号序列，调制过程中用载波相位来表示二进制信号的1
和0。PSK和FSK的性能是相似的，但是PSK发送信号时所需要的带宽显著小于FSK的带宽，另一方面FSK相比PSK更容易。PSK拥有多种形式：它们甚至得到了更为广泛的使用，其中包括：二进制相移键控(BPSK)，差分相移键控(DPSK)，四相相移键控(QPSK) ，差分相移键控(DQPSK)和八进制相移键控（OPSK）。在一定的带宽范围内，高阶调制形式允许更高的数据传输速率。然而，高的数据传输速率要求高的信噪比，否则会导致高的误码率，而且会降低数据传输的速率。
第3章结论及展望
我们对蓝牙，Zigbee以及低能耗蓝牙和标准和性能特点进行了分析和比较。表一对他们的优缺点进行了比较，表二对他们的相似性和差异进行了比较。
表1 蓝牙、ZigBee以及低能耗蓝牙的优缺点比较
表2 蓝牙、ZigBee以及低能耗蓝牙的性能比较
低能耗蓝牙既具备蓝牙的特点又具备Zigbee的特点，同时它也具有一些自身独有的的特点。低能耗蓝牙规范对蓝牙规范和其他无线传输的缺点进行了改进，尤其在功耗，数据安全性，数据纠错，身份验证等方面都有了很大程度的改进，但是这些改进也减小了带宽，削弱了数据传输速率，但对于无线体域网10米的传输距离和1M的传输速度已经足够。
鉴于目前的发展形势，ZigBee会在医疗保健方面逐步替代蓝牙，低功耗蓝牙作为新兴的无线通信技术，有着巨大的发展潜力，相信在不久的将来它会取代ZiggBee，成为医疗保健行业的一颗新星。
参考文献
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规划设计一个中小规模企业无线局域网
目录 一、问题背景概述 (2) 二、需求分析 (2) 三、初步分析及结果 (4) 四、企业布局与规划 (6) 五、方案分析评估 (12) 附录参考文献 (19) 一、问题背景概述 计算机从问世开始，在短短的几十年时间里，已经从美国传向世界各地。尤其是进 入21世纪以来，网络的作用已经处于举足轻重的地位，逐渐渗入到社会生活的方方 面面。在经济快速发展的今天，网络对于企业的重要性不言而喻。我们知道一个人不 可能脱离这个社会而存在，同样对于企业而言，它不可能脱离与他相关的企业之间的 联系，而联系它们的媒介在很大程度上是通过计算机网络来实现的。在今天，脱离网 络的企业必将被网络和相关领域的企业所淘汰。从另一个方面来说，企业要不断的学 习和更新现有的网络资源，如何使自己的网络资源得到最大效益的利用，是现在多数 企业所面临的一个严峻问题。时至今日，我们的学习和生活已经离不开网络了。而我 们所关心的问题是如何合理的构建网络，以使得构建的网络更高效的运行。 然而，目前国内的许多企业对于网络的作用缺乏足够的认识，认为网 络和自己的企业关系不大，在互联网上建立起自己网站的企业为数甚少， 即使企业建立了自己的网站，也并未充分利用网络，存在的另一个问题是 一些网站的内容贫乏、制作粗糙，在这些所谓的网页上，人们看不到关于
企业的详细信息，例如，只有企业介绍和产品简介，却丝毫看不出企业的独特风格和完善的企业功能在哪里，既难以形成固定的网络受众，更无法借此而促进销售并产生品牌效应。面对21世纪越来越激烈的挑战，企业必须学会网上生存，重视利用互联网宣传企业形象，销售自己的产品，开展网络消费心理研究。 因此，一个企业如果想要有更长远的发展就一定要组建一个合理的网络。从某种意义上讲，一个企业有没有自己的网络和网站，建设的网络和网站质量的好坏，直接关系到企业的前途和发展，而不仅仅是几千元的建站费的问题，尤其是对中小企业来说。 二、需求分析（假设做的是一个500人的公司） 公司为了能与现代生产需要接轨，能及时的获得外界信息，又能让外界随时了解本公司“供求信息”的最新动态，所以，公司有自己的网站，向外部发布自己的信息。同时还能利用网络的连通性和资源共享性提高生产力的需求。 而中小企业通常是指规模在500人以下的企业，如果进一步细分，又可分为100人以下的小型企业、100～250人的中小型企业，以及250人以上的中型企业。从广义的角度，又可以将同等规模的政府、科研及教育等单位也作为中小企业来看待。相对于中小企业的人数，中小企业网络是指节点数小于500个的网络。 目前看来，中小规模局域网的需求特点和建网策略有以下几点： 1、高性能的百兆网络核心 随着网络用户数量和应用种类的不断增加，10/100M网络成本的不断下降，目前大部分用户的桌面系统均已采用百兆到桌面，网络主干则为百兆以太网络。与以前的局域网络技术相比，百兆网络具备简单、高效、建设成本低等显着优势。尤其是基于铜缆双绞线的百兆以太网络技术产品的推出，使百兆网络的建设成本进一步降低，百兆网络无疑已经成为建设企业网络核心的最佳之选。
Z-STACK低功耗设置
Zigbee低功耗设置 1.在预编译选项中使能POWER_SAVING 2.设置 :RFD_RCVC_ALWAYS_ON = FALSE; //（in f8wConfig.cfg(默认情况下就是FALSE)）并执行： else if ( ZSTACK_END_DEVICE_BUILD ) { ZDO_Config_Node_Descriptor.CapabilityFlags = (CAPINFO_DEVICETYPE_RFD #if ( RFD_RC VC_ALWAYS_ON == TRUE) | CAPINFO_RCVR_ON_IDLE #endif ); } 实现功能： End-Device 默认的只有CAPINFO_DEVICETYPE_RFD, 这样就设置了电池供电模式，并且在节点空闲的时候关闭射频接收器。 3.在进入sleep mode之前，2项重要的检查需要执行： First: pwrmgr_device必须为 PWRMGR_BATTERY！ 说明：｛系统初始化时，调用osal_pwrmgr_init（），pwrmgr_device初始化为 PWRMGR_ALWAYS_ON｝ 该项的正确设置是在节点加入网络之后。在ZDApp.c文件中，若POWER_SAVING选项已使能，则调用会 osal_pwrmgr_device（PWRMGR_BATTERY），设置为允许节电； 当器件为路由或协调器时，调用osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON )，不允许节电（睡眠）！ Second：pwrmgr_task_state 必须为no task，这项机制有利于节点在执行重要操作时，禁止sleep mode。 说明:｛系统初始化时，调用osal_pwrmgr_init（），pwrmgr_attribute.pwrmgr_task_state初始化为0,no task，允许节电｝ 协议栈并没有调用osal_pwrmgr_task_state（）函数，即各项任务一直允许节 电。原文如下： If the task always wants to converse power, it doesn't need to call this function at all.（见OSAL_PwrMgr.h文件）
校园无线网组网课程设计
计算机网络设计说明书学院名称：计算机与信息工程学院 班级名称：12级网工(4)班 学生姓名： 学号： 题目：校园无线网络组网方案设计 指导教师 姓名： 起止日期：2014年6月9日-2014年6月16日 计算机网络课程设计任务书
一、选题背景
随着我国教育行业信息化工作的逐步深入，如何建设安全可靠、经济适用、可持续发展的校园网络，如何为未来数字化教育发展培养信息化人才，已经成为所有教育单位关注的焦点。随着校园网络信息化的普及，校园内越来越要求尽可能方便、快速、移动式的使用网络，同时，随着笔记本电脑的普及，越来越多网络访问将走出有线网络的场合，以及如室外广场、大型教室、礼堂、会议室、图书馆和体育场馆等场所，也同样要求能够访问校园网络，这对于校园网的管理者和建设者来说，是急需思考与解决的问题。这对于笔记本电脑用户数量颇为庞大的安徽某些高校来说，更是个迫在眉睫的课题。经过严格测试与甄选，最终“相中”了锐捷网络的STWN（安全可信无线网络）整体解决方案，成功构建了快速、高效、无盲区、高安全、易管理的无线校园网络。其从网络设计、规划、实施的整个过程，对于国内高校建设无线校园网络有很好的借鉴意义,然而无线网络为校园网建设提出了新的可行的思路。无线局域网标准、b 能够与现有的计算机网络进行平滑无缝的连接，并能与现有的计算机网络和终端设备互联，与有线网络资源具有良好的兼容性和整合性。 二、方案设计 概述 WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）是通信行业的一个时髦词语，而且可以肯定它是一种人人都想使用的技术。WLAN 变得如此流行的原因是易于安装和使用。通过WLAN 系统，用户无须考虑复杂的线路连接和布置问题。可是WLAN系统也不是完全的“无线”，因为只有客户端是可移动的，而服务器或者说接入设备是固定的。 使用WLAN 解决方案，网络服务商和企业能给他们的客户提供无线局域网服务，这些服务包括： (1)使用带有WLAN 功能的设备组建一个无线网络。这个网络可以成为接入固网或者Internet 的入口。 (2)配置了无线PCI 网卡的客户端可以与无线网络建立连接并访问固网或Internet。 (3)WLAN 客户端与传统的局域网的互连。 (4)通过不同的加密和认证方式实现安全的访问。 (5)WLAN 功能使用户能够安全的访问网络并且能在同一移动区域内进行快速漫游。 2.校园各子网设计
无线体域网节能策略综述_卢先领
收稿日期：2012-07-05；修回日期：2012-08-24基金项目：国家自然科学基金资助项目（30971689）；中央高校基本科研业务费专项资金 资助项目（JUSRP21129） 作者简介：卢先领（1972-），男，浙江临海人，副教授，硕导，博士，主要研究方向为无线传感器网络、体域网（jnluxl@gmail．com ）；彭能明（1987-），男，湖北荆门人，硕士研究生，主要研究方向为无线体域网节能策略；陆胜男（1990-），女，江苏靖江人，硕士研究生，主要研究方向为功率控制；徐保国（1951-），男，江苏淮阴人，教授，博导，主要研究方向为过程控制、智能仪表及现场总线． 无线体域网节能策略综述 * 卢先领a ，b ，彭能明a ，b ，陆胜男a ，徐保国 a （江南大学a．物联网工程学院；b．轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122） 摘 要：作为无线传感器网络的一个重要分支，无线体域网因其便携、可移动的特点受到各个领域的广泛关注。 然而，节点难以得到充电或替换使得能耗问题日益凸显。针对节点能量受限问题，在简要介绍无线体域网结构和特点的基础上，结合已有的研究，分别从物理层、MAC 层和网络层等方面分析并总结了已有的节能策略。最后， 根据应用需求，提出了几点研究设想。关键词：无线体域网；能量受限；生命周期；节能策略中图分类号：TP929．5 文献标志码：A 文章编号：1001-3695（2013）02-0325-05 doi ：10．3969/j．issn．1001-3695．2013．02．002 Survey of energy-efficient strategy for wireless body area network LU Xian-ling a ，b ，PENG Neng-ming a ，b ，LU Sheng-nan a ，XU Bao-guo a （a．School of Internet of Things Engineering ，b．Key Laboratory of Advanced Process Control for Light Industry of Ministry of Education ，Jiang-nan University ，Wuxi Jiangsu 214122，China ） Abstract ：As an important branch of the wireless sensor networks ，wireless body area network has aroused extensive attention in various fields for its portable and mobile features．However ，that the nodes are difficult to recharge or replace makes the energy issues become increasingly important．To solve this problem ，this paper briefly introduced the architecture and features of wireless body area network．Next ，combining with the existing researches ，it analyzed and summarized some energy-efficient strategies from physical level ，media access control level and network level ，respectively．Finally ，taking account of applica-tion requirements ，it put forward several future research directions． Key words ：wireless body area network （WBAN ）；energy constrained ；lifetime ；power-saving strategies 0引言 无线体域网（WBAN ）又称体域传感网（body area sensor net- works ，BASN ）［1］，是一种以人体为中心，由和人体相关的网络元素等组成的通信网络，能够通过置于人体周围或人体内部的各种传感器节点对人体的一些重要生理参数（如体温、血压、心率、血氧浓度等）或人体周围的一些环境参数（如温度、湿度、光照强度等）进行感知和采集，继而通过无线的方式发送到人体附近的基站（base station ， BS ）或移动单元（mobile unit ，MU ），最后通过Internet 上传到终端服务器进行分析和处理，如图1所示。WBAN 涉及多类学科的高度交叉和多种知识的高度融合，综合了传感器、微机电系统（micro-electro-mechanism system ，MEMS ）、嵌入式计算、数据融合（data fusion ，DF ）、现代网络以及无线通信、分布式信息处理等技术，目前已被广泛应用于军事、娱乐、消费电子、智能家居、公共服务，尤其是医疗保健等领域 ［2］ 。 与传统的以数据为中心无线传感器网络（wireless sensor network ，WSN ）相比，WBAN 有着如下特点：a ）网络规模小。研究表明，人体体表或体内大约可以部署10 20个各类传感器节点 ［3］ ，因此它不可能像WSN 那样，向目标区域随机部署大 量的传感器节点， 让它们以协作的方式完成对某一参数的采集任务，这样就增加了对单个节点数据处理能力和能耗的要求。b ）能量高度受限。对于植入体内的传感器节点很难替换和充电，即便是对可穿戴式的传感节点进行替换也是对人体有侵害性的，而且影响人体的舒适度 ［1］ ，这就要求每个传感器节点利 用有限的能量最大限度地延长自身的生命周期。c ）信号传输的衰减快，由于人体组织结构的特异性和阴影效应，信号传输过程中会造成极大的路径损耗 ［4，5］ ，这也就意味着WBAN 中通 信所需要的能量要比同等规模的其他网络多得多。d ）网络的异构性。WBAN 中的每个节点因其功用不同而被部署在人体的特定位置，每个节点都以不同的频率和数据速率完成对不同目标参数的采集和发送，因此对单个节点的能耗要求更高。 e ）无线链路的时变性［6，7］ 。WBAN 是以人体为中心的网络，人 体姿势的轻微变化（尤其是人体四肢的活动）都会影响整个网络的拓扑结构，由此带来的通信中断而产生的数据重传以及网络拓扑的重构都会消耗大量的额外能量。 WBAN 的上述独特要求和制约因素为体域网的应用与研究提出了新的技术问题，如何高效利用体域网中节点的有限能量来延长整个网络的生命周期成为WBAN 的首要设计目标。已有的研究综述分别就体域网的数据融合、情景感知、系统技 第30卷第2期2013年2月计算机应用研究 Application Research of Computers Vol．30No．2Feb．2013
无线局域网络设计
目录 校园无线网设计原则 (3) 校园各子网设计 (3) 宿舍无线组网方案分析 (4) 校园网无线网络覆盖解决方案 (5) WLAN特有的内容 (5) 纯AP多蜂窝覆盖 (6) 从室外向室内覆盖 (7) WLAN＋GSM的合路覆盖 (7) 单纯WLAN的天馈覆盖 (8) 无线网用户管理 (8) 提高管理和应用水平 (9) 方案完备应用为先 (9) 1、大型建筑无线网络解决方案 (10) 应用于校园网需注意的几个问题 (12) 1．网络覆盖的问题 (12) 2．每个AP接入点的发射功率 (13) 3．访问AP的权限 (13) 4．对校园网WLAN的管理 (13) 5．无线局域网应用校园网暂时的弊端 (13) （1）标准的不统一 (13) （2）网络安全问题 (14) （3）性价比暂时不高 (14) 无线网络基础架构 (14) 具体建设方案 (15) 1. 室内 (15) 2 . 室外 (15) 当前无线校园网解决的问题 (16) 1.解决信息点流动的问题 (16) 2.解决难以布线的问题 (17) 3. 提高教学效率 (17)
4. 节约成本 (17)
校园无线网络 随着宽带网络的迅猛发展，高校网络建设的逐步普及，越来越多的师生已经离不开网络，在实验室可以调阅数据库、图书馆里可以查阅全部分类藏书、回宿舍可以登录校园网站等等；越来越多的上网需求也带来了上网方式的逐步丰富——作为有线网络的有益补充和技术发展，无线在校园里的应用已经越来越普遍。 校园无线网设计原则 校园无线网的设计原则建立在充分考虑学校使用需要的基础上，力求满足整个校园网的可靠性、先进性、实用性、可兼容及可扩展性。 (1)可靠性：确保系统可靠运行，关键设备应有冗余； (2)先进性：采用当今国内、国际上最先进和成熟的计算机软、硬件技术，使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术和业务发展的需要； (3)实用性：能够最大限度地满足实际工作的需求，是每个信息系统在建设过程中所必须考虑的一种系统性能，他是自动化系统对用户最基本的承诺； (4)可兼容及可扩展性：在进行方案建设时，力求做到网络结构清晰、合理并具有扩展能力；硬件设置先进、可靠，能够满足网络及软件运行的需要；系统软件安全、可靠，界面友好，易于操作和维护。 校园各子网设计 (1)教学子网：校园网建网的目的之一是利用计算机网络实现多媒体教学。在教学过程中，大量传送的是文本、图像和部分视频等数据，对速度需求较高，所以设计时推荐所有教学用有线接入百兆无线设备覆盖； (2)办公子网：办公子网主要面向学校的各级领导及各职能部门，办公计算机所实现的功能主要是对网络数据的查询、修改、添加、删除等操作。这样对无线的需求不是非常高，一般的无线设备都能够使用。 (3)图书馆子网：图书馆从应用来说是个相对独立的系统，因此设计时在图书馆设图书
基于蓝牙的无线个域网组网机制
2009年第7 期 蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它起初的目标是取代现有的计算机外设、掌上电脑和移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接。从目前应用来看，由于蓝牙在体积小和功耗低方面的突出表现，它几乎可以被集成到任何数字设备中，特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备。 1蓝牙个域网的网络特性 蓝牙个人区域网工作组是蓝牙SIG 下属的一 个工作组，其主要目标是定义基于IP 的蓝牙个域网应用协议，解决以太网数据包的封装、单个微微网中基于IP 的个人区域网络、主设备的转发以及局域网接入点的问题。蓝牙个人区域网协议描述了2个及更多的蓝牙设备如何组成一个Ad hoc 网络以及如何使用同样的机制通过网络接入点接入远程网络。网络接入点可以是传统的LAN 数据接入点，而分组Ad hoc 网络表示的仅是一组相互连接的设备。 1.1网络接入点（NAP ） 无线与主机控制器通常以直接总线的方式连接 到具有网络接入点的网络接口设备。网络接入点是含有一个或多个蓝牙无线收发器的设备，可分别担任网络（10Based-T 或GSM 等）与蓝牙网络间的桥节点、代理或路由器。每个网络接入点为一个或多个计算设备提供接入服务，使它们能获取LAN 的共享资源。网络接入点同时也为其他网络（ISDN 、家庭PNA 、电缆调制解调器及移动电话等）提供接入服务。 1.2分组Ad hoc 网络 分组Ad hoc 网络是一组移动主机的集合，它们 可在无需其他网络硬件或网络设施的支持下组成一个Ad hoc 无线网络。PAN 协议更侧重的是由一个蓝牙微微网构成的简单个人Ad hoc 网络。网络中有最多8个设备，其中一个是主节点，其余是从节点。 网络接入点与分组Ad hoc 网络是两种不同的服务。网络接入点为每个连接的蓝牙设备提供网络服务，而分组网络是使多个蓝牙设备成为Ad hoc 网络的一部分。网络接入点与分组Ad hoc 网络均向应用提供使用IP 与其他网络协议的设备。 1.3蓝牙个域网与Ad hoc 的共同点 蓝牙个域网具备许多特殊的优良性能，可广泛 应用在各个领域。首先，蓝牙技术经过多年的发展，技术成熟而且硬件成本低廉，在全世界日益普及，蓝牙设备随处可见。其次，小型化、微功率与灵活快速的组网能力使蓝牙个域网覆盖范围内的各种数字化移动或固定设备都能无缝实现资源共享。此外，蓝牙可以进一步延伸移动通信系统的覆盖范围。蓝牙个域网与Ad hoc 网有许多共同特点。 a ）独立组网能力。各节点在一定网络构成算法 的支持下，可以在很短时间内自动组成一个独立的网络，无需任何网络设施支持。 b ）多跳路由。由于节点的发射功率较低，因此覆 盖范围有限。相互通信范围之外的节点通信需要经过中间节点的转发，经过多跳实现。 c ）拓扑动态变化。在蓝牙个域网中，某些节点具 有移动性，可能随时离开或再次加入网络，也有些节点会随时关闭电源，引起节点和链路数量及分布的变化。因此，蓝牙个域网的拓扑结构随时会发生变化。 基于蓝牙的无线个域网组网机制 杨志君1，吴 鹏1，陈薛刚1，徐小涛2 （1.中国人民解放军91982部队，海南省三亚市572000； 2.解放军通信指挥学院，湖北省武汉市430010） 摘 要 基于蓝牙技术的无线个域网技术是近年来新兴的一项近距离组网通信技术。文 章以蓝牙设备的无线个域网络的组网运用为着眼点，以蓝牙无线个域网的网络特性、典型的组网网络结构为基础，介绍蓝牙设备构建个域网的基本形式，详细探讨蓝牙个域网的组网连接方式，对于蓝牙设备的近距离组网运用有着重要的实践指导意义。关键词 蓝牙；无线个域网；组网机制 技术交流 17
基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计
密级一般 分类号TP393硕士学位论文 作者：杨朋伟 指导教师：侯宏录教授 申请学位学科： 2009年4月20日 XI’ANTECHNOLOGICAL UNIVERSITY 基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计 测试计量技术及仪器 题目:
基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计 学科：测试计量技术及仪器 研究生签字： 指导教师签字： 摘要 Zigbee无线传感器网络技术是一种全新的短距离无线通信技术，广泛应用于智能控制、无线监控及环境监测等领域。目前，对于Zigbee无线传感器网络技术的应用还存在诸多问题，本文重点对无线传感器网络时间同步算法、低功耗系统设计开展深入研究。 1.对Zigbee无线传感器网络时间同步算法进行了全面分析研究,从降低同步开销和关键路径长度的角度出发，提出了两种应用于不同环境下的时间同步算法。1）当网络规模较小时，采用二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法，该算法通过构造二层拓扑结构和时延估计的方法实现了ms级的时间同步精度.降低了时间同步开销；2）当网络规模较大时，采用多跳传感器网络时间同步算法，该算法通过构造较优拓扑结构和累计时延估计的办法降低了时间同步开销及关键路径长度。 2.通过对Zigbee协议栈的研究及分析，从低功耗设计的角度出发，完成了Zigbee低功耗无线数据采集及传输系统设计。主要内容包括如下几个方面： 1）完成了Zigbee无线网络节点的电路设计及相关应用电路设计，在此基础上，应用IAR7.20H开发平台完成了Zigbee无线网络节点的功能软件设计。 2）使用TI公司的CC2430芯片完成了Zigbee节点点对点无线通信的设计及Zigbee 简单网络节点通信设计。 3）完成了多路传感器数据采集接口的设计及Zigbee无线网络监控管理软件设计。 4）研究了无线网络节点功能软件的低功耗设计方法。 5）搭建了Zigbee低功耗无线数据采集及传输系统，对其进行了调试和实验，结果表明该系统在70m范围内工作稳定，误码率较低，时间同步精度较高，能够满足工业环境下的参数远程监控。 关键词：数据采集及传输；低功耗；无线传感器网络；时间同步算法；Zigbee
无线网络规划与设计
随着WLAN技术的成熟和终端的普及，WLAN网络承载的业务与应用逐渐丰富，为越来越多的终端用户所喜爱，各大运营商与企业也不断加大对WLAN网络建设的投入，在各热点楼宇（写 字楼、酒店、机场等）规划部署WLAN网络，以满足终端用户不断上涨的业务需求。本文将 对无线网络的规划设计原则加以总结和分析，可作为无线网络部署的指导意见。 无线网络规划与设计 当前WLAN网络采用的主流协议为802.11a/g/n，在设计无线网络部署方案时，首先应对这些协议有所了解，特别是与网络部署相关的信道、频率等信息，最终根据协议规定的相关原则来指导网络的规划与设计。本文主要以802..11g协议为例阐述无线网络的规划与设计。 1、802.11g协议频谱 如图1所示，IEEE 802.11g协议的频谱范围是2.4~2.4835GHz。802.11协议在2.4GHz 频段定义了14个信道，每个频道的频宽为22MHz。两个信道中心频率之间为5MHz。信道1 的中心频率为2.412GHz，信道2 的中心频率为2.417GHz，依此类推至位于2.472GHz 的信道13 。信道14 是特别针对日本所定义的，其 中心频率与信道13 的中心频率相差12 MHz。 图1 802.11g协议频谱划分图 从图1可以看到，信道1在频谱上和信道2、3、4、5都有交叠的地方，这 就意味着：如果有两个无线设备同时工作，且它们工作的信道分别为1和3，则它们发送出来的信号会互相干扰。
为了最大程度的利用频段资源，可使用1、6、11；2、7、12；3、8，13；4、9、14这四组互相不干扰的信道来进行无线覆盖。 下面的表1列出了802.11g在各国家授权使用的频段。在北美地区（美国、加拿大）开放1-11信道，在欧洲开放1-13信道。中国与欧洲一样，同样开放 1-13信道。 表1 802.11g协议的授权使用频段 由于只有部分国家开放了12~14信道频段，所以一般情况下，使用1、6、11这一组互相不干扰的信道来进行无线覆盖。 注：对于802.11a的5G频段，在中国一共开放了5个信道，分别是149、153、157、161、165信道，这5个信道相互之间不重叠，为互不干扰信道。 2、规划设计原则 在了解的802.11g协议的频谱分布后，下面将遵照协议标准指导无线网络的规划与设计。
新无线体域网
体域网 1 绪论 1.1 研究背景及意义 近年来，随着经济的发展，人们对生活品质的需求不断提升。随着传感器技术的成熟，无线通信技术的不断发展，无线体域网的应用逐步进入人们的日常生活。以远程医疗监护为例，无线穿戴式医疗监护已成为了可能。根据需求，人们可通过将各种传感器置于身体各部位，组建所需要的无线体域网结构，通过传感器端的检测和发送数据来获到人体健康、运动等状况。 对比传统医疗存在的不足，远程无线医疗监控通过在患者身体上布置无线体域网，将医护人员所需要的各种生理参数通过无线的方式传送至监控仪器，这样可以避免仪器线路的影响，也解决了仪器对病人活动空间的影响，也减轻医护人员24 小时监护病患的工作量，工作数据记录也可完整无误。此外，无线监护系统的长期监控状态，在病理数据累积的过程中，起到了预防疾病的作用。对于正常的健康人，也可以通过这样便携的监护体系进行健康保健。同时，在一些特定的人群中，比如运动员，可以通过监测心律、体温以及运动速度强度等信息，来提示运动员控制训练强度，在无形之中监护系统也起到了健康体能教练的作用。同时，无线体域网也能帮助残疾人定位，进行行动导航。 随着技术的成熟和发展，无线体域网在日常生活、医疗、娱乐、军事等领域也将有着重要的地位和应用。也就是说，无线体域网所涉及到的范围可以大致分为医疗应用和非医疗应用这两大类。无线体域网在多方面的应用都将发挥着显著的意义，因此对无线体域网的深入研究有着深远的意义。 目前，越来越多的学者专家投入到无线体域网的研究领域，而随着应用当中越来越多的需要以及限制，对无线体域网的系统和架构的思考有了新的要求和挑战。例如，能量限制、数据传输速率的可变范围、可靠性和服务质量、针对医疗专业人士的易用性、互操作性、防干扰、安全性等。 IEEE802.15.1 是第一个将短距离作为重点的个域网标准，而 IEEE802.15.4 则将重点放在了低功耗的操作上。之前的研究表明，IEEE802.15.4 只满足了低速率的医疗应用寿命要求，而事实上 IEEE802.15.4 标准却为医疗应用提供了一个解决方案[3]。 2004 年起，国际届每年会召开 BSN（Body Sensor Network）会议来交流探讨无线通信领域相关体系的技术细节。2007 年11 月，IEEE 组织成立了IEEE802.15.6 工作小组，该小组旨在制订专门用于无线体域网的通信标准。2010
H3C 技术甜甜圈 无线网络规划与设计
无线网络规划与设计 随着WLAN技术的成熟和终端的普及，WLAN网络承载的业务与应用逐渐丰富，为越来越多的终端用户所喜爱，各大运营商与企业也不断加大对WLAN网络建设的投入，在各热点楼宇（写字楼、酒店、机场等）规划部署WLAN网络，以满足终端用户不断上涨的业务需求。本文将对无线网络的规划设计原则加以总结和分析，可作为无线网络部署的指导意见。 无线网络规划与设计 当前WLAN网络采用的主流协议为802.11a/g/n，在设计无线网络部署方案时，首先应对这些协议有所了解，特别是与网络部署相关的信道、频率等信息，最终根据协议规定的相关原则来指导网络的规划与设计。本文主要以802..11g协议为例阐述无线网络的规划与设计。 1、802.11g协议频谱 如图1所示，IEEE 802.11g协议的频谱范围是2.4~2.4835GHz。802.11协议在2.4GHz 频段定义了14个信道，每个频道的频宽为22MHz。两个信道中心频率之间为5MHz。信道1 的中心频率为 2.412GHz，信道2 的中心频率为2.417GHz，依此类推至位于2.472GHz 的信道13 。信道14 是特别针对日本所定义的，其中心频率与信道13 的中心频率相差12 MHz。 图1 802.11g协议频谱划分图 从图1可以看到，信道1在频谱上和信道2、3、4、5都有交叠的地方，这就意味着：如果有两个无线设备同时工作，且它们工作的信道分别为1和3，则它们发送出来的信号会互相干扰。 为了最大程度的利用频段资源，可使用1、6、11；2、7、12；3、8，13；4、9、14这四组互相不干扰的信道来进行无线覆盖。 下面的表1列出了802.11g在各国家授权使用的频段。在北美地区（美国、加拿大）开放1-11信道，在欧洲开放1-13信道。中国与欧洲一样，同样开放1-13信道。
无线体域网的体系结构及面临的挑战
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d5206260.html, 无线体域网的体系结构及面临的挑战 作者：刘璐薛秀芹罗先露金凡孙俊 来源：《电脑知识与技术》2012年第29期 摘要：作为物联网的重要组成部分，WBAN被广泛应用于医疗保健方面来提高人民医疗 保健的水平，并因此日益受到研究人员和企业的关注。该文围绕WBAN的概念、研究现状和发展趋势给出了较全面的介绍并分析了体域网发展所面临的挑战，最后对WBAN未来研究给出了展望。 关键词：体域网；物联网；节点；信息传输 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）29-6918-03 人口高龄化是一种全球性的发展趋势。根据联合国的调查预测，2030 年中国65 岁及以上高龄人口将占总人口的15.7%。全球人口老龄化以及医疗成本上升导致世界卫生保健基础设施的紧张。在中国，曾经的婴儿潮一代正进入一个受到慢性疾病影响的年龄段。根据卫生部的统计，目前我国60岁以上的老人已经超过1.8亿，而且每年还以500万-800万的数量不断增加，人口老龄化所带来的慢性疾病、医疗保健以及老年生活质量等问题已经成为我国社会发展的重要挑战。 由于疾病负担的加重，医疗保健系统将无法提供足够的专业人士来照顾病人。我们正处在一个用以往成熟科技满足当今急需解决的医疗需求的时期，例如如何提高卫生保健覆盖率和质量、降低卫生保健成本。无线体域网技术就是解决该问题的重要手段之一。本文将围绕WBAN的概念、研究现状和发展趋势进行介绍并分析体域网发展所面临的挑战，对WBAN未来研究给出展望 1 WBAN体系结构概述 1.1 WBAN的概念 无线体域网（WBAN，Wireless Boay Area Network），是以人体为中心，以采集人体各种生理参数为目的，由分布在人体表面或植入人体内部的传感器及个人数据采集处理终端组成的通信网络。通过WBAN，人可以和其身上携带的个人电子设备（如PDA、手机等）进行通信、数据同步等。WBAN可以和其它数据通信网络（比如其他人的WBAN、无线/有线接入网络、移动通信网络等）成为整个通信网络的一部分，和网络上的任何终端（如PC、手机、电话机、媒体播放设备、数码相机、游戏机等）进行通信【1】。 1.2 WBAN的应用举例
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。在网络构成上，WPAN位于整个网络链的末端，用于实现同一地点终端与终端间的连接。WPAN工作在个人操作系统下，相互无线射频通信的装置构成一个网络，而无需任何中央管理装置及软件。这种专用网络最重要的特性是采用动态拓扑结构以适应网络节点的移动性。 无线个域网的基本功能 便携式技术产品的发展和应用需求迅速增长。无线个域网WPAN 的诞生，继无线局域网（WLAN）、无线城域网（WMAN）无线广域网WWAN之后，使得无线接入链接更加完善。WPAN使得便携式电器设备和通信设备之间能进行短距离“特别连接”，即设备既能承担主控功能，又能承担被控功能，而且设备加入或离开现有网络十分方便。WPAN的主要技术及其特征和WLAN并无明显界限，随着短距离无线移动通信组网技术的发展，能够近距离为设备建立连接，还可以将一组相互连接的设备中的一个或多个或全部设备连入局域网或广阔的互联网。与LAN连接机制不同的是，LAN中的各个设备是相对固定的，WPAN设备则是时常移动的，这意味着WPAN的技术标准应
zigbee模块使用手册
2.4G无线模块WLT2408NZ 产品数据手册编号：DSWLT01003 更新日期：2012/04/26 版本：V1.03 产品概述 WLT2408NZ模块是广州晓网电子出品的WLT系列ZigBee数据传输模块，具备最大8dBm 输出功率，视距传输距离可达500米（@5dbi天线），工作频段2.380GHz~2.500Ghz，除标准ZigBee的16个通道外，还有9个扩展频段，可以有效避开WIFI、蓝牙等其他2.4G信号干扰。 广州晓网电子为WLT2408NZ用户提供mesh对等无线路由协议，无组网延时，采用时间空间权值均衡原则，路由时间短，通讯稳定可靠。 基本参数产品图片 输出功率： 供电电压： 天线接口： 数字接口： 视距传输距离：功耗： 休眠电流 工作温度： 存储温度： 尺寸：-50~+8dBm 1.9~3.3V SMA，U.FL UART,GPIO,AD 500米@5dbi天线 发送峰值电流46.3mA，接收时36.4mA <1uA -40℃至+85℃ -40℃至+105℃ 16×23mm 公司简介 广州晓网电子科技有限公司是一家专门从事无线通讯方案设计、生产及服务的公司，公司拥有一流的设计团队，运用先进的工作方法，集合无线设计经验，公司拥有业界实用的各种模块，也为客户提供客制化服务。 订货信息 WLT2408NZ-S SMA形式天线接头 WLT2408NZ-U U.FL形式天线接头 WLT2408NZ SDK 无线模块评估板套件，包含两个评估板，搭载的模块为 WLT2408NZ-S。 数据手册
版权声明 本文档提供有关晓网电子产品的信息，并未授予任何知识产权的许可，并未以明示或暗示，或以禁止发言或其它方式授予任何知识产权许可，任何单位和个人未经版权所有者授权不得在任何形式的出版物中摘抄本手册内容。 产品命名规则 图1-1 产品命名规则 例如：WLT2408NZ-S表示晓网电子模块类的产品，频段为2.4GHz，理论输出功率为﹢8dBm（实际输出为﹢7.7dBm），超小封装，调制方式为ZigBee，外置SMA头的模块。
家庭无线局域网的组网方案设计
摘要 在无线局域网WLAN发明之前，人们要想通过网络进行联络和通信，必须先用物理线缆-铜绞线组建一个电子运行的通路，为了提高效率和速度，后来又发明了光纤。当网络发展到一定规模后，人们又发现，这种有线网络无论组建、拆装还是在原有基础上进行重新布局和改建，都非常困难，且成本和代价也非常高，于是WLAN的组网方式应运而生无线局域网(WLAN)产业是当前整个数据通信领域发展最快的产业之一。因其具有灵活性、可移动性及较低的投资成本等优势，无线局域网解决方案作为传统有线局域网络的补充和扩展，获得了家庭网络用户、中小型办公室用户、广大企业用户及电信运营商的青睐，得到了快速的应用。 然而在整个无线局域网中，却有着种种问题困扰着广大个人用户和企业用户。首先是该如何去组建无线局域网，这也是无线局域网中最基本的问题之一。 具体来分，组建无线局域网包括组建家庭无线局域网和组建企业无线局域网。下面让我们来看看家庭无线局域网的组建设计。 关键词：无线局域网，家庭无线组网方式，家庭无线局域的搭建共享文件
目录 摘要 (1) 家庭无线局域网组建 (1) 1无线局域网的组成 (2) 1.1无线网卡 (5) 1.2无线AP (6) 1.3无线路由器 (6) 1.4无线天线 (7) 1.5其它无线设置 (7) 2 家庭无线局域网的接入方式 (8) 2.1 独立无线网络 (8) 2.2接入以太网的无线网络 (8) 3 家庭无线局域的搭建 (9) 3.1无线设备的选购 (9) 3.2无线网卡的安装 (9) 3.3无线路由的安装 (10) 3.4计算机接入无线网络 (13) 4 家庭局域网文件共享 (14) 4.1创建家庭组 (14) 4.2加入“家庭组” (14) 4.3家庭无线局域网自定义共享文件资源 (16) 4.4退出家庭组 (17)
校园无线网络的规划设计与实施
黄冈师范学院 课程论文 课程名称：短距离无线与移动通信网络论文题目：校园无线网络的规划设计与实施学生班级：网络工程201301班 学生姓名：刘宏博 学生学号：2013263040111 授课教师：刘小俊
目录 一、需求分析 (2) 二、网络设计原则 (3) 三、组网分析和设计 (4) 四、无线网络的规划与设计 (5) 4.1 无线接入点信道划分 (5) 4.1.1 楼栋内各楼层信道划分 (7) 4.1.2 室外区域的信道划分 (7) 4.2 无线上网的认证 (9) 4.3 无线区域漫游 (12) 五、无线网络安全 (13) 5.1 数据加密 (13) 5.2 建立无线虚拟专用网 (15) 5.3 使用入侵检测系统 (15) 总结 (16) 参考文献 (17)
一、需求分析 以黄冈师范学院校园网为例，进行需求分析 （一）．网络应用需求 （1）所有学生在缴费后均可接入Internet； （2）在校园内部，接入校园网的方式同时满足有线和无线； （3）通过网页或客户端的方式进行上网认证； （4）无线网络要覆盖整个校园，能够满足移动设备随时随地上网需求； （5）通过无线方式访问网络后，能够在校内各区域实现漫游； （二）．安全需求 1. 校园网接入Internet,应该使用防火墙技术防止黑客和其他非法入侵者入侵网络系统， 并对接入Internet用户进行权限控制。 2. 进行用户权限设置，对不同的用户分组进行权限的设置。 3. 按照相应标准进行局域网的建设，确保物理层的安全。2.采用主机访问控制手段加 强对主机的访问控制。 4. 划分完全子网，加强网络边界的访问控制，防止内外的攻击威胁，定期进行网络安 全的检测。 5. 建立身份认证系统，对各应用系统本身进行加固。 （三）.技术需求 1. 为确保校园网的性能及安全需求，采用光纤以太网作为校园网的主干。主干网承担 了整个学校网络包交换，子网的划分，网络管理等重要的任务，应采用具有三层路由功能，包交换性能高的交换机作为主干网的节点机，分布在网络中心，图书馆，教学楼，实训楼，食堂，教师公寓和学生公寓。 2. 设立一个网络中心，配置相应的服务器以及路由交换等设备。网络中心可对整个校 园网进行管理，并作为校内连接Internet的网络关口，承担防御过滤等功能。 3. 对校内各网络节点进行监控，防止病毒的传播。校园的主要建筑有图书馆，教学楼， 实训楼，食堂，教师公寓，学生公寓，必须在这些建筑物内安装足够信息点以及信息终
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。 蓝牙技术运行在全球通行的、无须申请许可的2．46Hz频段◇采用GFSK调制技术，传输速率达1Mb／s；采用跳频扩频（frequency hopping spread spectrum，FHSS）扩频技术，把信道分成若干个长为625pts的时隙，每个时隙交替进行发射和接收，实现时分双工。在2.402～2.480GHz频段内含有间隔为lMHz的79个跳频载频及一系列的跳频序列，跳频速率为1600hops／s，每个时隙传送一个分组数据。蓝牙由于采用了时分双工，可以防止收发信机之间的串扰；采用跳频技术提高了设各抗干扰能力，以及提供了一定的安全保障，便于叠区组网。蓝牙采用电路交换和分组交换技术，可独立或同时支持异步数据信道和语音信道。每个同步语音信道数据速率为64Kb／s，语音信号编码采用脉冲编码调制或连续可变斜率增量调制方法。当采用非对称信道传输数据时，其速率可达723.2Kb/s；当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.GKb／s。蓝牙还使用了前向纠错（forward errorcorrectIon，FEC）机制，从而抑制了长距离链路的随机噪声。 基于蓝牙技术的设备在网络中所扮演的角色有主设各和从设各之分。主设各负责设定跳频序列，从设各必须与主设备保持同步。主设各负责控制主从设各之间的业务传输时间与速