可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )核心技術(shù)及應用詳解

1.可穿戴式計算機和可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )

　　可穿戴式計算機可穿戴式計算機是一種新概念的移動(dòng)計算系統。其概念起源于20世紀60年代。自90年代以來(lái)，隨著(zhù)大規模和超大規模集成電路的迅猛發(fā)展，對可穿戴式計算機的研究進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。目前，對可穿戴式計算機的概念并沒(méi)有確切的定義。大體而言，可穿戴式計算機應具備以下基本特征：？可在運動(dòng)狀態(tài)下使用？使用的同時(shí)可騰出手或做其它的事情？使用者可進(jìn)行控制？具有可持續性？多樣性，即不同應用的可穿戴式計算機在構成、功能等方面應有所不同從以上特征可看出，與傳統的計算機相比，可穿戴式計算機與人的結合更為緊密。這就要求穿戴式計算機必須采用全新的人-機交互技術(shù)，從而達到人- 機的和諧統一。這也是當前對可穿戴式計算機研究的熱點(diǎn)問(wèn)題和必須攻克的難點(diǎn)。

　　可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在上面介紹的可穿戴式計算機系統中，各硬件裝置之間主要是通過(guò)通信線(xiàn)纜連接的，采用的操作平臺也是基于有線(xiàn)裝置的。這種系統雖然在一定的場(chǎng)合有其適用性，但它的缺點(diǎn)也是明顯的：首先，它不夠靈活。因為采用通信線(xiàn)纜這種“硬”連接方式，勢必會(huì )影響用戶(hù)軀體的活動(dòng)空間和幅度，而這在一些應用場(chǎng)合是必須的，如體育鍛煉。

　　其次，它沒(méi)有考慮與現有的個(gè)人通信終端（如手機、PDA、MP3等）的融合。這會(huì )使得現有的通信終端成了與可穿戴式計算機實(shí)體上相互獨立而功能上相互重疊的設備。

　　針對這種狀況，本文提出可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的概念。與可穿戴式計算機相比，可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )具有以下特點(diǎn)：

　?、鸥玫撵`活性。

　?、瞥浞挚紤]與現有的個(gè)人通信終端的融合。

　?、悄苓M(jìn)行分散控制。這是由于各通信終端都有一定的運算處理能力和存儲容量（并且隨著(zhù)超大規模集成電路的發(fā)展，這方面的性能勢必會(huì )得到進(jìn)一步的提高）。

　?、雀尤诵曰?。用戶(hù)可根據不同的應用、方便程度、以及個(gè)人的喜好來(lái)選擇合適的主通信設備以控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò )。

　　由此可見(jiàn)，可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )應具有比可穿戴式計算機更好的適用性和更廣泛的應用前景，而且它可在現有的各種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)的基礎上開(kāi)發(fā)。由于現有的各種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)已較為成熟，因而較之可穿戴式計算機，在開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)周期上具有明顯的優(yōu)勢。

　　2.可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的系統模型

　　2.1網(wǎng)絡(luò )模型當前，適合用來(lái)構建可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)主要有藍牙和ZigBee等。這兩種無(wú)線(xiàn)技術(shù)均屬于IEEE802.15家族，工作于ISM頻段。它們之間的區別如下表1-1所示。由于在組網(wǎng)方式上完全一致，因而用它們構建的可穿戴式網(wǎng)絡(luò )模型也基本相同。

　　表1-1藍牙與ZigBee的比較

　?、?用藍牙和ZigBee技術(shù)構建的可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )結構

　　藍牙和ZigBee的組網(wǎng)方式可分為三種形式：星型網(wǎng)、對等網(wǎng)和混合網(wǎng)［2］。采用藍牙和ZigBee技術(shù)構建的可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )宜采用混合結構形式，如圖2.1所示。它是一個(gè)松散的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò )，正好符合穿戴的需要。