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《物联网与传感器技术:IEEE802.15.×标准》

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:原始的IEEE 802.15.1标准基于蓝牙1.1,在目前大多数蓝牙器件中,采用的都是这一版本。新的版本IEEE 802.15.1a将对应于蓝牙1.2,它包括某些QoS增强功能,完全后向兼容。IEEE 802.15.2是对蓝牙和IEEE 802.15.1的一些改变,其目的是减轻与IEEE 802.11b和IEEE802.11g网络的干扰。IEEE 802.15.3旨在实现高传输速率。打算生产IEEE 802.15.3a产品的厂商成立了WiMedia联盟,它的任务是对设备进行测试和贴牌,以保证标准的一致性。IEEE 802.15.4属于低传输速率、短距离的无线个人局域网。

《物联网与传感器技术:IEEE802.15.×标准》

IEEE 802.15.1本质上是蓝牙低层协议的一个标准化版本,大多数标准制定工作仍由蓝牙特别兴趣组(SIG)来完成,其成果将由IEEE批准。原始的IEEE 802.15.1标准基于蓝牙1.1,在目前大多数蓝牙器件中,采用的都是这一版本。新的版本IEEE 802.15.1a将对应于蓝牙1.2,它包括某些QoS增强功能,完全后向兼容。蓝牙是第一个面向低传输速率应用的标准,但是它的市场情况不太理想,其原因之一是受WiFi(IEEE 802.11b)的冲击,WiFi产品的价格大幅度下降,在某些应用方面抑制了蓝牙的优势。另一个原因是蓝牙为了覆盖更多的应用和提供QoS,使其偏离了原来设计简单的目标,复杂使蓝牙变得昂贵,不再适合那些要求低功率、低成本的简单应用。

IEEE 802.15.2是对蓝牙和IEEE 802.15.1的一些改变,其目的是减轻与IEEE 802.11b和IEEE802.11g网络的干扰。这些网络都使用2.4GHz频段,如果想同时使用蓝牙和WiFi,就需要使用IEEE 802.15.2或其他专有方案。

IEEE 802.15.3(又称WiMedia)旨在实现高传输速率。最初它瞄准的是消费类设备,如电视机数码相机等。其原始版本规定的传输速率高达55Mbit/s,使用基于IEEE 802.11但不兼容的物理层。后来多数厂商倾向于使用IEEE 802.15.3a,它使用超宽带(UWB)的多频段正交频分复用(OFDM)联盟(MBOA)的物理层,传输速率高达480Mbit/s。打算生产IEEE 802.15.3a产品的厂商成立了WiMedia联盟,它的任务是对设备进行测试和贴牌,以保证标准的一致性。

IEEE 802.15.4(又称ZigBee)属于低传输速率、短距离的无线个人局域网。其设计目标是低功耗(长电池寿命)、低成本和低传输速率。传输速率可以低至9.6kbit/s,不支持语音。IEEE802.15.4是一个低传输速率无线个人局域网(LR-WPAN)标准。该标准定义了物理(PHY)层和媒体访问控制(MAC)层。这种LR-WPAN的网络结构简单、成本低廉、具有有限的功率和灵活的吞吐量。LR-WPAN的主要目标是实现安装容易、数据传输可靠、短距离通信、极低的成本、合理的电池寿命,并且拥有一个简单而且灵活的通信网络协议。(www.xing528.com)

由于精简功能设备(RFD)非常简单,就像一个电灯开关或者一个红外线传感器,它们不需要发送大量的数据,并且一次只能同一个全功能设备(FFD)关联,因此RFD能够使用很少的资源和存储空间。从网络拓扑结构看,IEEE 802.15.4定义的LR-WPAN中具有两种拓扑结构:星形网络拓扑和对等网络拓扑。

在星形网络拓扑结构中,通信建立在设备和一个叫做PAN协调器的中心控制设备之间。对于网络通信来说,这些设备可以作为发起设备或者终端设备;PAN协调器则可以作为发起设备、终端设备或路由设备。PAN协调器是主要的耗能设备,其他从设备均可采用电池供电。目前星形网络拓扑结构主要用在家庭自动化、个人计算机外部设备、玩具、游戏和个人健康检查等方面。

在对等网络拓扑结构中,也存在一个PAN协调器。它不同于星形网络拓扑结构的是,网络中的任何一个设备只要在它的通信范围内,就可以与其他设备进行通信。对等网络拓扑结构可以形成更加复杂的网络结构,如网状网。对等网络主要应用于工业控制和检测、无线传感网络、物资跟踪、农业智能化以及安全等领域。对等网络可以是Adhoc、自组网和自恢复的。它同时允许使用多跳的传输方式将消息从一个设备路由到另一个设备。

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