PAN是Personal Area Network的縮寫，是指個人局域網(wǎng)。無線個人局域網(wǎng)（WPAN）是一種采用無線連接的個人局域網(wǎng)。它被用在諸如電話、計算機(jī)、附屬設(shè)備以及小范圍（個人局域網(wǎng)的工作范圍一般是在10米以內(nèi)）內(nèi)的數(shù)字助理設(shè)備之間的通訊。

　　1 基本定義

　　近年來，隨著各種短距離無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們提出了一個新的概念，即個人局域網(wǎng)（Personal Area Network， PAN）。

　　PAN核心思想是，用無線電或紅外線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線電纜，實現(xiàn)個人信息終端的智能化互聯(lián)，組建個人化的信息網(wǎng)絡(luò)。從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的角度來看，PAN是一個局域網(wǎng)；從電信網(wǎng)絡(luò)的角度來看，PAN是一個接入網(wǎng)，因此有人把PAN稱為電信網(wǎng)絡(luò)“最后一米”的解決方案。

　　PAN定位在家庭與小型辦公室的應(yīng)用場合，其主要應(yīng)用范圍包括話音通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)、信息電器互聯(lián)與信息自動交換等。

　　無線個人域網(wǎng)（Wireless Personal Area Network，WPAN）是為了實現(xiàn)活動半徑小、業(yè)務(wù)類型豐富、面向特定群體、無線無縫的連接而提出的新興無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。WPAN能夠有效地解決“最后的幾米電纜”的問題，進(jìn)而將無線聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行到底。

　　WPAN是一種與無線廣域網(wǎng)（WWAN）、無線城域網(wǎng)（WMAN）、無線局域網(wǎng)（WLAN）并列但覆蓋范圍相對較小的無線網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上，WPAN位于整個網(wǎng)絡(luò)鏈的末端，用于實現(xiàn)同一地點終端與終端間的連接，如連接手機(jī)和藍(lán)牙耳機(jī)等。WPAN所覆蓋的范圍一般在10m半徑以內(nèi)，必須運行于許可的無線頻段。WPAN設(shè)備具有價格便宜、體積小、易操作和功耗低等優(yōu)點。

　　2 原理與方法

　　PAN的實現(xiàn)技術(shù)主要有：Bluetooth、IrDA、Home RF、ZigBee與UWB（Ultra-Wideband Radio）四種。

　　支持無線個人局域網(wǎng)的技術(shù)包括：藍(lán)牙、 ZigBee、超頻波段（UWB）、IrDA、HomeRF等，其中藍(lán)牙技術(shù)在無線個人局域網(wǎng)中使用的最廣泛。每一項技術(shù)只有被用于特定的用途、應(yīng)用程序或領(lǐng)域才能發(fā)揮最佳的作用。此外，雖然在某些方面，有些技術(shù)被認(rèn)為是在無線個人局域網(wǎng)空間中相互競爭的，但是他們常常相互之間又是互補(bǔ)的。

　　美國電子與電器工程師協(xié)會（IEEE）802.15工作組是對無線個人局域網(wǎng)做出定義說明的機(jī)構(gòu)。除了基于藍(lán)牙技術(shù)的802.15之外，IEEE還推薦了其他兩個類型：低頻率的802.15.4（TG4，也被稱為ZigBee）和高頻率的802.15.3（TG3，也被稱為超波段或UWB）。TG4 ZigBee針對低電壓和低成本家庭控制方案提供20 Kbps或250 Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，而TG3 UWB則支持用于多媒體的介于20 Mbps和1Gbps之間的數(shù)據(jù)傳輸速度。

　　3 四種指標(biāo)

　　* 對于要求傳輸速率高、使用次數(shù)少、移動范圍小、價格比較低的設(shè)備，如打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼像機(jī)等，IrDA技術(shù)是首選。

　　* 如果設(shè)備是屬于那種活動范圍比較廣、要求能和多種設(shè)備迅速互聯(lián)，如，筆記本電腦、數(shù)字無繩電話、個人數(shù)字助理（PDA）、手機(jī)等，采用藍(lán)牙或WPAN是十分理想的。

　　* HomeRF技術(shù)對于小型公司或者類似別墅的家庭是再方便不過的了，因為這兩種環(huán)境的活動半徑都比Bluetooth和WPAN規(guī)定的活動范圍大，同時，一般又小于無線局域網(wǎng)的半徑。但這也并非是說HomeRF的地位是高枕無憂的。因為，一項技術(shù)如果想要成為國際認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，其獨特性是必不可少的。 HomeRF在傳輸距離方面的優(yōu)勢很有可能被藍(lán)牙所擊敗。

　　4 藍(lán)牙最熱門

　　藍(lán)牙技術(shù)是一種支持點到點、點到多點的話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的短距離無線通信技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展極大地推動了PAN技術(shù)的發(fā)展，藍(lán)牙的設(shè)計初衷就是利用一種小型化、低成本和低功率的無線通信技術(shù)，形成一種個人身邊的網(wǎng)絡(luò)，使得其覆蓋范圍之內(nèi)各種信息化的移動或固定設(shè)備都能“無縫”地實現(xiàn)資源共享。其實質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的無線電空中接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，使通信和計算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的這類設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，也能在近距離范圍內(nèi)具有互用、互操作的性能。因為藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此它特別適用于小型的移動通信設(shè)備。

　　5 ZigBee倍受關(guān)注

　　ZigBee技術(shù)的安全性很高，至今全球尚未出現(xiàn)一起破解先例。其安全性源于其系統(tǒng)性的設(shè)計：采用AES加密（高級加密系統(tǒng)），嚴(yán)密程度相當(dāng)于銀行卡加密技術(shù)的12倍；其次，Zigbee采用蜂巢結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，每個設(shè)備均能通過多個方向與網(wǎng)關(guān)通信，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性高；另外，其網(wǎng)絡(luò)容量理論節(jié)點為65300個，足夠滿足家庭網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，即便是智能小區(qū)、智能樓宇等仍能全面覆蓋；最后，Zigbee具備雙向通訊的能力，不僅能發(fā)送命令到設(shè)備，同時設(shè)備也會把執(zhí)行狀態(tài)反饋回來，這對終端使用體驗至關(guān)重要，尤其是安防設(shè)備，倘若你點擊了關(guān)門，卻不知道門是否真的已經(jīng)鎖上，將會帶來多大的安全隱患；此外，Zigbee采用了極低功耗設(shè)計，可以全電池供電，理論上一節(jié)電池能使用10年以上，節(jié)能環(huán)保。

　　總的來講，IrDA對于要求傳輸速率高、使用次數(shù)少、移動范圍小、價格比較低的設(shè)備，如打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼像機(jī)等比較適合；IEEE802．11傳輸距離長，速度快，比較適于公司企業(yè)中距離較大的無線網(wǎng)絡(luò)。HomeRF技術(shù)比較適于家居環(huán)境的通信，因為這種環(huán)境的活動半徑大于藍(lán)牙技術(shù)規(guī)定的活動范圍，而且一般又小于IEEE 802．1l的半徑。藍(lán)牙技術(shù)跳頻快．功耗低、靈活性強(qiáng)，因而在移動設(shè)備互連方面更具有優(yōu)勢，尤其適合于那種活動范圍比較廣、要求能和多種設(shè)備迅速互聯(lián)的設(shè)備，如：筆記本電腦、數(shù)字無繩電話、PDA、手機(jī)等，從而在新興的個人局域網(wǎng)領(lǐng)域也更具有吸引力和競爭力。

　　TI用于個人局域網(wǎng)的6LoWPAN解決方案

　 　TI 的低于 1 GHz 和 2.4 GHz 6LoWPAN 解決方案為遠(yuǎn)程、低成本無線傳感器提供了與互聯(lián)網(wǎng)及有線 IP 基礎(chǔ)設(shè)施無線擴(kuò)展進(jìn)行順利連接的通道。TI 的 6LoWPAN 解決方案能夠工作在低于 1GHz 頻段，相對于基于 2.4 GHz 的傳統(tǒng) 6LoWPAN 產(chǎn)品，能夠以更低功率級別提供更長的無線距離。6LoWPAN 解決方案支持大規(guī)模自愈式網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，適用于智能電表、智慧城市之類的應(yīng)用，其中包括街道照明、家庭和樓宇自動化和其他無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。TI 的 6LoWPAN 解決方案完全基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 （IP） 和開放的 IEEE 與 IETF 標(biāo)準(zhǔn)。

　　相關(guān)解決方案

　　1.CC2538：經(jīng)濟(jì)高效型低功耗 6LoWPAN 解決方案的可擴(kuò)展平臺

　 　它包含一個強(qiáng)大的基于 ARM Cortex M3 的微控制器 （MCU） 系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有高達(dá) 32K 片載 RAM 和 512K 片載閃存 這使得它能夠處理具有安全性，包含要求嚴(yán)格的應(yīng)用以及無線下載的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)堆棧。 32 個通用輸入和輸出 （GPIO） 以及串行外設(shè)接口可實現(xiàn)到電路板其它部分的簡單連接。 強(qiáng)大的安全加速器可在 CPU 處理應(yīng)用任務(wù)的同時實現(xiàn)快速且高效的認(rèn)證和加密。 具有保持功能的低功耗模式可實現(xiàn)從睡眠狀態(tài)中的快速喚醒并且大大降低了執(zhí)行周期任務(wù)時的能耗。 為了實現(xiàn)順利平穩(wěn)開發(fā)，CC2538xFnn 包括一個強(qiáng)大的調(diào)試系統(tǒng)和一個綜合性驅(qū)動器庫。 為了減少應(yīng)用閃存封裝尺寸，CC2538xFnn ROM 包含一個實用功能庫和一個串行引導(dǎo)加載器。

　　詳細(xì)資料：CC2538：經(jīng)濟(jì)高效型低功耗 6LoWPAN 解決方案的可擴(kuò)展平臺

　　2.CC2592:2.4GHZ 射頻范圍擴(kuò)展器

　 　CC2592 器件是一款針對低功率和低壓 2.4GHz 無線應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)高效且高性能的 RF 前端。CC2592 器件是一款針對德州儀器 （TI） 所有 CC25XX 2.4GHz 低功率 RF 收發(fā)器、發(fā)射器和片上系統(tǒng)產(chǎn)品的范圍擴(kuò)展器。 為了增加鏈路預(yù)算，CC2592 器件提供一個可增加輸出功率的功率放大器，以及一個具有低噪聲系數(shù)的 LNA，以提升接收器靈敏度。CC2592 器件提供一個極小尺寸，高輸出功率 RF 設(shè)計，此設(shè)計采用 4mm x 4mm 四方扁平無引線 （QFN）-16 封裝。CC2592 器件包含高性能無線應(yīng)用簡單設(shè)計所需的 PA，LNA，開關(guān)，RF 匹配和不平衡變壓器。

　　詳細(xì)資料：CC2592:2.4GHZ 射頻范圍擴(kuò)展器

　　3.CC1180:低于1GHz的6LoWAPN網(wǎng)絡(luò)處理器

　　CC1180 是一款劃算的，低功耗，低于 1GHz的 6LoWPAN 網(wǎng)絡(luò)處理器，此處理器用最少的開發(fā)成本實現(xiàn) 6LoWPAN 的功能性。

　 　由于在微處理器的選擇方面提供了很大的靈活性，CC1180 使同時向全新的或者現(xiàn)有的產(chǎn)品添加 6LoWPAN 功能性變得十分容易。 在用戶指南SWRU298中描述了如何使用 Sensinode NanoStack 2.0 協(xié)議棧。 CC1180 通過UART接口與幾乎所有的微處理器進(jìn)行連接。 例如，CC1180 能與 MSP430聯(lián)合使用。

　　詳細(xì)資料：CC1180：低于1GHz的6LoWAPN網(wǎng)絡(luò)處理器

　　4.CC1200:低功率高性能射頻收發(fā)器

　 　CC1200 是一款完全集成的單芯片無線電收發(fā)器，此無線電收發(fā)器設(shè)計用于在為經(jīng)濟(jì)高效的無線系統(tǒng)中的極低功耗和低電壓操作上實現(xiàn)高性能。 所有濾波器都已集成，因此無需昂貴的外部聲表面波（SAW）和中頻（IF）濾波器。 該器件主要用于 164-192MHz，410-480MHz 和 820-960MHz 頻帶上的 ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療）應(yīng)用以及 SRD（短程器件）頻帶。

　　詳細(xì)資料：CC1200：低功率高性能射頻收發(fā)器

　　5.CC1120：面向窄帶系統(tǒng)的超低功耗收發(fā)器

　　功能框圖

　　詳細(xì)資料：CC1120：面向窄帶系統(tǒng)的超低功耗收發(fā)器

　　6.CC1190：850 - 950MHz 射頻前端

　　功能框圖

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　　詳細(xì)資料：CC1190：850 - 950MHz 射頻前端

　　TI用于家庭網(wǎng)絡(luò)的Zigbee解決方案

　　作為 ZigBee 聯(lián)盟的長期促進(jìn)者，TI 是 ZigBee 解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商。TI 提供完整的硬件和軟件 ZigBee 兼容平臺。

　　主要特性

　　完整的硬件和軟件解決方案經(jīng) ZigBee 聯(lián)盟認(rèn)可的測試機(jī)構(gòu)認(rèn)證，是符合 Zigbee 的平臺

　　免費的 IEEE 802.15.4 MAC 軟件和最高業(yè)內(nèi)水平的協(xié)議棧實施 （Z-Stack?）

　　可出色兼容 WLAN、藍(lán)牙?和其它 2.4GHz 解決方案的高性能無線電

　　世界范圍的應(yīng)用支持

　　開發(fā)套件和工具

　　ZigBee 應(yīng)用框圖

　　完整ZigBee解決方案

　　詳細(xì)資料：

　　CC2538：經(jīng)濟(jì)高效型低功耗 6LoWPAN 解決方案的可擴(kuò)展平臺

　　CC2590：2.4-GHz射頻前端

　　CC2520：符合2.4 GHz IEEE802.15.4/ ZigBee射頻收發(fā)器

　　ZigBee相關(guān)工具與軟件

　　Atmel用于個人局域網(wǎng)的無線解決方案

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)不斷深入人們的生活，無線連接性比以往任何時候都更加重要。隨著無線產(chǎn)品從計算機(jī)外設(shè)和家庭娛樂應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到智能網(wǎng)絡(luò)及下一代應(yīng)用領(lǐng) 域，消費者需求也在迅速膨脹。為支持這些復(fù)雜的應(yīng)用，Atmel 提供了完整系列的符合 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)、基于 IPv6/6LoWPAN、經(jīng)過 ZigBee 認(rèn)證的無線解決方案。這些解決方案基于 Atmel 豐富的射頻接收器系列、8 位和 32 位 AVR 以及 ARM 微控制器。為簡化開發(fā)過程并加快面市時間，Atmel 提供各種免費軟件棧、參考設(shè)計、無線模塊和開發(fā)工具包。而且，Atmel 解決方案和工具提供了可以滿足低成本、低功耗、無線控制和傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等獨特需求的一切。

　　關(guān)鍵特性

　　單芯片解決方案 — Atmel 的符合 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的單芯片解決方案將基于 ARM? Cortex?-M0+ 的微控制器或行業(yè)領(lǐng)先的 AVR 微控制器與一流的 2.4GHz 射頻收發(fā)器結(jié)合使用。它是要求最小電路板空間和最低成本但又不希望降低 MCU 和射頻性能的應(yīng)用的理想選擇。

　　收發(fā)器 — 我們種類齊全的高性能、低功耗、符合 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器支持地區(qū)性 700/800/900MHz 頻帶（中國、歐洲、日本和北美）以及 2.4GHz 頻帶（全球）。為最大限度地提高靈活性，這些獨特的射頻收發(fā)器可以通過 SPI 接口與 Atmel 任何屢獲大獎的微控制器整合在一起。

　　模塊 — ZigBits 是緊湊型 802.15.4/ZigBee 模塊，具有破紀(jì)錄的距離性能和異常簡便的集成性。ZigBits 還將完整的、經(jīng)過 FCC/CE/ARIB 驗證的、可以減少射頻開發(fā)成本和時間的射頻設(shè)計打包，可以將您的產(chǎn)品按時按預(yù)算推向市場。

　　相關(guān)器件

　　詳細(xì)資料：

　　Atmel 8位AVR微控制器

　　ZigBee低功耗收發(fā)器應(yīng)用手冊

　　ZigBee平衡射頻輸出的無線模塊

　　ZigBee 2.4GHz 無線放大模塊

　　基于AT86RF230 ZigBee的WPAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計

　　1硬件電路設(shè)計

　　一般情況下IEEE802．15．4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本構(gòu)成如圖l所示。系統(tǒng)的電源通常由電池提供，也可以由穩(wěn)壓模塊供給。RF收發(fā)芯片負(fù)責(zé)射頻信號的產(chǎn) 生和接收解調(diào)，其基準(zhǔn)時鐘由外部高精度的晶體振蕩器提供；同時要實現(xiàn)一些物理層和 MAC層的基本功能，例如編解碼、信道選擇、功率控制、接收機(jī)能量檢測（RSSI）、鏈路質(zhì)量指示（LQI）、空閑信道評估（CCA）和硬件CRC校驗 等。在實現(xiàn)這些基本功能的前提下，RF芯片應(yīng)該盡量做到低功耗、高靈敏度和較小封裝。微控制器要有豐富的資源來完成對RF芯片的控制，以及對傳感器、各類 應(yīng)用接口和用戶接口的實時響應(yīng)。通常協(xié)議棧需要占用32KB左右的存儲空間。

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　　1.1AT86RF230性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　Atmel公司的AT86RF230是與ZigBee／IEEE802．15．4兼容的無線射頻收發(fā)芯片。它工作在2.4GHzISM頻段，擁有 104dB鏈路預(yù)算，-101dB的接收靈敏度和3 dB的傳輸功率，從而減少網(wǎng)絡(luò)中所需節(jié)點設(shè)備的總數(shù)，大大降低了IEEE 802．15．4系統(tǒng)的組網(wǎng)成本。所有RF關(guān)鍵器件（除了天線、晶振、去耦電容外）都集成在一塊芯片中，封裝形式采用32引腳、5 mm×5mm×0．9mm大小的QFN封裝。由該芯片所構(gòu)成的設(shè)備僅需6個外部組件，功能框圖如圖2所示。終端節(jié)點通常是電池供電，發(fā)射模式下電流消耗為 17 mA，接收模式下為15 mA，睡眠模式下僅為O．7μA；工作電壓可達(dá)1．8～3．6V，內(nèi)部有集成的1．8V LDO。AT86RF230內(nèi)部有35個可以通過SPI控制時序訪問的8位寄存器，工作時有8個基本狀態(tài)（可以根據(jù)需要擴(kuò)展為14個）。片內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的緩沖分別為129字節(jié)和130字節(jié)，正好可以滿足IEEE802．15．4協(xié)議規(guī)定的最大幀長度127字節(jié)的要求。發(fā)送時需要加2字節(jié)的 CRCl6校驗碼，接收時還要多加1字節(jié)的鏈路質(zhì)量指示。

　　2軟件設(shè)計

　　軟件開發(fā)環(huán)境為AVRSTUDIO+AVRGCC。這兩個軟件均是免費的。軟件設(shè)計主要包括射頻驅(qū)動、外圍電路控制和ZigBee協(xié)議棧設(shè)計3個部分。基于IEEE802．15．4協(xié)議的WPAN網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的軟件流程基本相同，只是網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)建立的功能，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點則要承擔(dān)一些控制或測量的功能。為了與其他ZigBee產(chǎn)品相兼容，軟件設(shè)計必須嚴(yán)格遵守IEEE802．15．4協(xié)議。本設(shè)計建立的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫欠浅瑤Y(jié)構(gòu)的星形網(wǎng)絡(luò)，具體軟件流程如圖5所示。

　　基本過程為：網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器首先初始化WPAN信息數(shù)據(jù)庫，建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，分配網(wǎng)絡(luò)ID號和16位網(wǎng)絡(luò)地址，初始化鄰居設(shè)備表，然后等待其他節(jié)點連接；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上電后，初始化內(nèi)部資源、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的WPAN信息數(shù)據(jù)庫，發(fā)送掃描信號請求連接，連接成功后，記錄下網(wǎng)絡(luò)ID和分配好的16位網(wǎng)絡(luò)地址，按功能設(shè)定向協(xié)調(diào)器發(fā)送信息。因為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點一般為電池供電，所以在空閑時要進(jìn)入休眠節(jié)能狀態(tài)。外圍電路控制主要是針對傳感器、開關(guān)等器件的控制，可根據(jù)不同需求對軟件進(jìn)行相應(yīng)的修改。

　　文章詳情：基于AT86RF230 ZigBee的WPAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計

　　藍(lán)牙無線個人局域網(wǎng)的組建方案解析

　　藍(lán)牙技術(shù)作為一種小范圍無線連接技術(shù)，能夠在設(shè)備間實現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)和語音通信，是目前實現(xiàn)無線個人局域網(wǎng)的主流技術(shù)之一。

　　1藍(lán)牙組網(wǎng)機(jī)制

　　1.1藍(lán)牙個域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特性

　　藍(lán)牙PAN網(wǎng)絡(luò)具有以下Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的共同特點：

　　（1）獨立組網(wǎng)能力

　　（2）多跳路由

　　（3）拓?fù)鋭討B(tài)變化

　　（4）特殊的信道特征

　　（5）節(jié)點的局限性

　　（6）安全性

　　1.2藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　藍(lán)牙系統(tǒng)采用一種靈活的無基站的組網(wǎng)方式，使得一個藍(lán)牙設(shè)備可與7個其他的藍(lán)牙設(shè)備相連接。藍(lán)牙系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有2種形式：微微網(wǎng)（Piconet）和散射網(wǎng)（Scatternet）。

　　微微網(wǎng)是通過藍(lán)牙技術(shù)以特定方式連接起來的一種微型網(wǎng)絡(luò)，一個微微網(wǎng)可以只是2臺相連的設(shè)備，比如一臺便攜式電腦和一部移動電話，也可以是8臺連在一起的設(shè)備。在一個微微網(wǎng)中，所有設(shè)備的級別是相同的，具有相同的權(quán)限。藍(lán)牙采用自組式組網(wǎng)方式（Ad Hoc），微微網(wǎng)主設(shè)備（Master）單元（發(fā)起鏈接的設(shè)備）和從設(shè)備（Slave）單元構(gòu)成，有一個主設(shè)備單元和最多7個從設(shè)備單元，如圖1所示。主設(shè)備單元負(fù)責(zé)提供時鐘同步信號和跳頻序列，從設(shè)備單元一般是受控同步的設(shè)備單元，受主設(shè)備單元控制。

　　1.3藍(lán)牙散射網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)建的規(guī)則

　　在一個藍(lán)牙WPAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，主設(shè)備或從設(shè)備只是節(jié)點的一個邏輯狀態(tài)。一個單元只能是一個微微網(wǎng)的主設(shè)備，但可以參與多個相互重疊的微微網(wǎng)。一個主設(shè)備或一個參與多個微微網(wǎng)的活動從設(shè)備稱為橋；允許微微網(wǎng)構(gòu)成一個被稱為散射網(wǎng)的較大網(wǎng)絡(luò)。由于使用了跳頻技術(shù)，一個橋在同一時間不能作為多個微微網(wǎng)的活動設(shè)備；橋必須在一個時分基上的2個微微網(wǎng)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時必須與當(dāng)前的微微網(wǎng)再同步，這會帶來一個嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能的重要開銷。

　　1.4藍(lán)牙散射網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)建的關(guān)鍵問題

　　藍(lán)牙散射網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)建就是將一組彼此分離的藍(lán)牙節(jié)點連接起來，因此藍(lán)牙節(jié)點的互相發(fā)現(xiàn)過程和節(jié)點的角色分配等問題對藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡影響很大。

　　藍(lán)牙微微網(wǎng)通過M/S橋連接而形成的藍(lán)牙散射網(wǎng)的拓?fù)錇榉旨壗Y(jié)構(gòu)，如圖4示：

　　圖4 牙散射網(wǎng)的分級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　分級結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔憩F(xiàn)為樹形，假設(shè)樹的根節(jié)點所在的微微網(wǎng)為根微微網(wǎng)，其他的微微網(wǎng)為葉微微網(wǎng)，則葉微微網(wǎng)的主節(jié)點為根微微網(wǎng)的從節(jié)點。各微微網(wǎng)的內(nèi)部通信可獨立進(jìn)行，但微微網(wǎng)之間的通信要通過根微微網(wǎng)。因為葉微微網(wǎng)的主節(jié)點為橋節(jié)點，當(dāng)它參與根微微網(wǎng)的通信時，所有葉微微網(wǎng)的通信將被掛起，嚴(yán)重降低了系統(tǒng)的吞吐量。

　　藍(lán)牙微微網(wǎng)通過S/S橋連接而形成的藍(lán)牙散射網(wǎng)的拓?fù)錇槠矫娼Y(jié)構(gòu)，如圖5所示：

　　圖5 藍(lán)牙散射網(wǎng)的平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　2藍(lán)牙散射網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)建算法

　　藍(lán)牙散射網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)建算法就是將一組彼此分離的，對相鄰節(jié)點信息一無所知的節(jié)點連接起來，確定每個節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的角色，從而形成一個連通的藍(lán)牙散射網(wǎng)。本節(jié)提出的算法可以對微微網(wǎng)數(shù)目進(jìn)行合理控制，并能有效減少微微網(wǎng)間的冗余通信鏈接，減輕橋設(shè)備的負(fù)載，從而提高藍(lán)牙散列網(wǎng)的性能。

　　藍(lán)牙散射網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)建算法就是將一組彼此分離的，對相鄰節(jié)點信息一無所知的節(jié)點連接起來，確定每個節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的角色，從而形成一個連通的藍(lán)牙散射網(wǎng)。本節(jié)提出的算法可以對微微網(wǎng)數(shù)目進(jìn)行合理控制，并能有效減少微微網(wǎng)間的冗余通信鏈接，減輕橋設(shè)備的負(fù)載，從而提高藍(lán)牙散列網(wǎng)的性能。

　　2.1主節(jié)點的選擇

　　算法采用分布式機(jī)制，在組網(wǎng)空間內(nèi)選出部分權(quán)值較高的設(shè)備為主節(jié)點。每個藍(lán)牙節(jié)點都有變量WEIGHT、變量BACK和變量TIMEOUT，其中變量WEIGHT代表節(jié)點的權(quán)值（電力等級、剩余能量、數(shù)據(jù)處理能力等資源狀況），這個值表示節(jié)點作為主設(shè)備的適合度，軟件模擬時，每個節(jié)點的WEIGHT值由程序隨即設(shè)為（1－255）之間的整數(shù)；變量BACK代表節(jié)點是否需要備份，初始值為0，當(dāng)節(jié)點角色確定為主節(jié)點和橋節(jié)點時，變量BACK變?yōu)?，變量TIMEOUT為超時設(shè)定值。

　　2.2.橋節(jié)點的選擇

　　各個已選出的主節(jié)點根據(jù)選橋策略確定互連各微微網(wǎng)的橋節(jié)點，并且優(yōu)先使用權(quán)值較高的設(shè)備作橋。

　　2.3組成散射網(wǎng)

　　每個主節(jié)點尋呼各自所發(fā)現(xiàn)的設(shè)備。通過互連各個微微網(wǎng)，形成藍(lán)牙散列網(wǎng)。

　　第二、三階段程序流程圖如圖6所示：

　　圖6逐級構(gòu)建微微網(wǎng)從而構(gòu)成散射網(wǎng)

　　3.對于算法的節(jié)點插入和移除的兩個過程

　　對于一個被給定的藍(lán)牙WPAN拓?fù)洌懻搩煞N分布式過程來處理拓?fù)渥兓５谝粋€過程是允許在WPAN中插入一個新的節(jié)點;第二個過程是從網(wǎng)絡(luò)中去除一個節(jié)點，這兩個過程要達(dá)到的主要目標(biāo)是滿足藍(lán)牙規(guī)范的限制條件，即全網(wǎng)絡(luò)連通性，有高的吞吐流量，降低控制信息的開銷等。當(dāng)然，可以加入一個新節(jié)點到網(wǎng)絡(luò)中去，也意味著可以同時加入幾個節(jié)點。因此，根據(jù)這個，我們可以依靠最初給定的一系列藍(lán)牙設(shè)備用來建立一個可增長的BT--WPAN或者形成一個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

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