一、掌握
1. 蓝牙、ZigBee的特点
蓝牙:①全球范围适用
②同时可传输语音和数据
③可以建立临时性的对等连接
④具有很好的抗干扰能力
⑤蓝牙模块体积很小、便于集成
⑥低功耗
⑦开放的接口标准
⑧成本低
ZigBee:①低功耗
②传输可靠,抗干扰强
③成本低
④安全
⑤速度快,距离远
2.ZigBee的组成、网络设备的分类
在ZigBee网络中,每个结点都具备一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源。这些装置将互相协调工作,以确保数据在网络内进行有效的传输。而一个网络只需要一个网络协调者,其他终端设备可以是RFD(简化功能设备),也可以是FFD(全功能设备)。
网络设备的分类:
①ZigBee协调器:是三类设备中最为复杂的一种,它的存储容量最大,计算能力最强,因此必须是全功能设备,并且一个ZigBee网络中也只能存在一个协调器。ZigBee协调器负责发送网络信标,建立和初始化ZigBee网络,确定网络工作的信道以及16位网络地址的分配等。
②ZigBee路由器:是一个全功能设备。在接入网络后它就自动获得一个16位网络地址,并允许在其通信范围内的其他结点加入或者退出网络,同时还具有路由和转发数据的功能。
③ZigBee终端设备:可以由简化功能设备或者全功能设备构成。它只能与父结点进行通信,并从父结点处获得网络标识符和短地址等信息。
二、理解
1.蓝牙、ZigBee的体系结构
蓝牙:蓝牙协议体系结构可以分为底层硬件模块、核心协议层、高端应用层三大部分。
ZigBee体系结构
物理层、媒体接入层、网络层、安全层、应用层
2.ZigBee的路由过程和路由发现过程
路由过程:
ZigBee路由过程指的是当收到一个数据帧之后,结点设备的网络层对其的处理过程。
当节点网络层收到一个数据帧之后,如果网络层从更高的接收到数据帧,且数据帧的目的地址和广播地址一致,那么节点将数据帧广播发送出去。如果该接收节点时路由器或者协调器,同时数据帧的目的节点是一个终端设备,并且正是该节点的子节点,那么这个数据帧将直接传送到目的地址上,并且设置下一跳目的地址和最终的目的地址一致。
一个有路由能力的节点会首先检查路由表中目的地址,如果有对应目的地址的路由条目的节点应当使用路由表条目来路由数据帧;而如果没有对应目的地址的路由条目,应当检查帧控制域中的路由发现标志。当路由发现标志的值为1时,节点按照路由发现的发起条件和方法来发起路由发现;当发现路由标志的值为0或者该节点无法发起路由发现时,那么数据帧将沿着树状路径路由。
路由发现过程:
源节点首先创建一个路由请求分组(RREQ),并使用多播的方式向周围节点进行广播。
如果一个节点发起了路由发现过程,它就应该建立相应的路由表条目和路由发现表条目,状态设置为路由发现中。任何一个节点都可能从不同的邻居节点处接收到广播的RREQ。接收到后节点将进行分析:
1)如果是第一次接收到这个RREQ消息,且消息的目的地址不是自己,则节点会保留这个RREQ分组的信息用于建立反向路径,然后将这个RREQ消息广播出去。
2)如果之前已经接受过这个RREQ消息,表明这是由于网络内多个节点频繁广播产生的多余消息,对路由建立过程没有任何作用,则节点将丢弃这个消息。
3.UWB原理
①UWB技术是一种使1GHz以上带宽的最先进的无线通信技术。虽然是无线通信技术,但是其通信速率可以到达几百兆比特每秒以上。
②UWB是一种无载波通信技术,即它不采用载波,二十利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB适用于高速、近距离的无线个人通信。
③UWB是利用起、落点的时域脉冲(几十纳秒)直接实现调制,超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行,而且以这一过程中所持续的时间来决定带宽所占据的频率范围。
④UWB通信系统的主要实现方式:基带脉冲方式和载波调制方式。
三、了解
1.RFID的原理
标签进入磁场后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。
一套完整的RFID系统,是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部的数据送出,此时Reader便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。
2.NFC原理
支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据。
在被动模式下,启动NFC通信的设备,也称为NFC发起设备(主设备),在整个通信过程中提供射频场。它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度,将数据发送到另一台设备。
另一台设备称为NFC目标设备(从设备),不必产生射频场,而使用负载调制技术,即可以相同的速度将数据传回发起设备。