低频段低功耗的无线局域网技术
Lora技术的射频参数调优与性能优化
Lora技术的射频参数调优与性能优化随着物联网的发展，无线通信技术变得越来越重要。
其中，Lora技术作为一种低功耗远距离通信技术，成为了物联网应用中的重要选择。
然而，要使Lora技术在实际应用中发挥出更高的性能，需要进行射频参数的调优与性能优化。
本文将就Lora技术的射频参数调优与性能优化进行探讨。
一、Lora技术概述Lora技术是一种低功耗、长距离的通信技术，其工作频段为低功耗无线局域网（LPWAN）频段，具有较强的穿透力和抗干扰能力，能够在城市、农村等多样化环境下进行远距离通信。
Lora技术采用频移键控技术（FSK）和扩频技术来实现通信，其中扩频技术能够使信号具有较强的抗干扰能力，从而能够在复杂的环境中实现可靠的通信。
二、射频参数的调优为了达到最佳的通信性能，需要对Lora技术的射频参数进行调优。
射频参数主要涉及到发射功率、带宽、扩频因子等。
1. 发射功率调优发射功率决定了通信的覆盖距离和信号强度。
对于Lora技术而言，可调节的发射功率范围较大，一般为20 dBm（100 mW）至27 dBm（500 mW）。
可以根据具体的应用场景来选择合适的发射功率，过小的发射功率会导致通信覆盖范围不足，而过大的发射功率则可能加大功耗并导致频率冲突。
2. 带宽调优带宽决定了通信速率和传输距离。
Lora技术提供了不同的带宽选项，如125 kHz、250 kHz、500 kHz等。
较小的带宽可以提高信号的抗干扰能力，但传输速率较慢；较大的带宽可以提高传输速率，但信号受到干扰的概率也会增加。
因此，在调优带宽时，需要综合考虑信号传输速率和抗干扰能力的平衡。
3. 扩频因子调优扩频因子用于调整信号的传输速率和抗干扰能力。
Lora技术提供了不同的扩频因子选项，如SF7至SF12等。
较小的扩频因子可以提高信号传输速率，但抗干扰能力较弱；较大的扩频因子可以增强抗干扰能力，但传输速率会降低。
因此，在调优扩频因子时，需要根据具体的应用场景来选择合适的扩频因子。
无线通信网超低功耗技术
RFID系统的基本组成
? 应答器：由天线，耦合元件及芯片组成， 一般来说都是用标签作为应答器，每个标 签具有唯一的电子编码，附着在物体上标 识目标对象。
? 阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成， 读取（有时还可以写入）标签信息的设备
? 应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把 收集的数据进一步处理，并为人们所使用 。
? Wibree技术类似于蓝牙技术，但是只消耗 相当于蓝牙技术一小部分的电池电量
总结
? 随着我国经济的快速发展，建筑的高耗能 问题日益突出基于多方而综合考虑，具有 无线化、微型化、低能耗的传感器网络成 为理想的选择。无线通信低功耗技术是用 来解决功率消耗问题，为了降低功率消耗 问题，从而研究的一种新的无线通信技术 来替代旧的技术来达到降低功率消耗问题 。。
四、RFID原理及应用
? RFID ( Radio Frequency Identification)无 线射频识别是一种利用射频通信实现非接 触式自动识别的技术，即通过无线电讯号 识别特定目标并读写相关数据，而无需识 别系统与特定目标之间建立机械或光学接 触。这一技术早在二战期间就己经在军事 上得到过应用。
短距离无线通信超低功耗技术
随着当今信息社会的发展以及人 类生活水平的提高，近距离无线 通信技术在人类生活中的应用越 来越广泛了，但是现有技术的能 源消耗速度不能满足人们的要求， 因此超低功耗技术就显得非常必 要了
短距离无线通信同长距离无线通信有很多的
区别，主要如下:
? 1、短距离无线通信的主要特点为通信距离短，覆 盖距离一般在几十 m或100m（ 200 m）之内。覆 盖的范围响应也比较小。
五、UWB原理及应用
? UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技 术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲 传输数据。有人称它为无线电领域的一次 革命性进展，认为它将成为未来短距离无 线通信的主流技术。
无线局域网采用的协议
无线局域网采用的协议无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）是指在有线局域网的基础上，利用无线通信技术实现的局域网。
无线局域网采用的协议是指在无线局域网中用来规定通信规则和数据传输方式的协议。
目前，无线局域网采用的主要协议包括Wi-Fi协议、蓝牙协议和ZigBee协议。
Wi-Fi协议是无线局域网中应用最广泛的协议之一。
它是由IEEE组织制定的一系列无线通信标准，用于无线局域网设备之间的通信。
Wi-Fi协议采用的频段包括2.4GHz和5GHz，具有较高的传输速率和较远的覆盖范围，适用于家庭、企业和公共场所的无线网络接入。
Wi-Fi协议通过接入点（Access Point）实现无线网络的覆盖，用户可以通过Wi-Fi设备连接到接入点，实现无线上网和数据传输。
蓝牙协议是一种短距离无线通信协议，适用于个人设备之间的数据传输和连接。
蓝牙协议采用的频段为2.4GHz，传输速率较低，覆盖范围较短，一般用于手机、耳机、音箱等个人设备之间的无线连接。
蓝牙协议具有低功耗、低成本和简单连接的特点，适用于智能家居、智能穿戴等领域。
ZigBee协议是一种低功耗、低速率的短距离无线通信协议，适用于物联网设备之间的数据传输和连接。
ZigBee协议采用的频段为2.4GHz，传输速率较低，但具有较低的功耗和较远的覆盖范围，适用于传感器、智能家居、工业控制等领域。
ZigBee协议通过网关设备实现与互联网的连接，实现物联网设备的远程监控和控制。
总的来说，无线局域网采用的协议包括Wi-Fi协议、蓝牙协议和ZigBee协议，它们分别适用于不同的场景和设备，为无线通信提供了多样化的选择。
随着无线技术的不断发展，无线局域网采用的协议也在不断更新和完善，为用户提供更加稳定、高效的无线通信体验。
lora无线传输方案
lora无线传输方案Lora（Long Range）是一种低功耗、长距离的无线通讯技术，专门用于物联网设备之间的数据传输。
Lora无线传输方案通过使用低频频段和具有良好抗干扰能力的调制解调技术，为远程传输提供了一种可靠、高效的解决方案。
本文将介绍Lora无线传输方案的原理、优势以及应用场景。
一、原理与工作方式Lora无线传输方案采用了一种称为CSS（Chirp Spread Spectrum）的调制技术，通过改变信号的频率，从而将信息编码到连续的扩频信号中。
CSS技术既具有良好的抗干扰性能，又能够实现长距离传输。
Lora无线传输方案通过将数据分割为多个小包进行传输，并且使用前向纠错编码来提高数据传输的可靠性。
二、优势与特点1. 长距离传输：Lora无线传输方案可以在城市环境下实现覆盖范围达到几公里的无线通信，而在农村或者开阔地区，甚至可以达到数十公里的传输距离。
2. 低功耗：Lora无线传输方案使用了一种低功耗的调制解调技术，使得设备在传输数据时的能耗非常低。
这使得Lora在物联网设备中得到广泛应用，因为物联网设备通常需要长时间的运行，并且供电条件有限。
3. 抗干扰能力强：Lora无线传输方案运行在低频频段，远离了常见的无线干扰源。
同时，CSS调制技术在传输过程中可以抵抗多径衰减和多种干扰，从而保证了数据传输的可靠性。
4. 多设备连接：Lora无线传输方案采用Star型网络拓扑结构，使得多个设备可以同时连接到一个Lora网关，从而实现设备之间的数据交互与协调。
三、应用场景1. 智能城市：Lora无线传输方案可应用于智能城市中的智能路灯、环境监测、停车管理等领域。
通过将各种设备连接到Lora网关，可以实现对城市设施的远程监控和管理，提高城市的可持续发展水平。
2. 农业领域：Lora无线传输方案可以用于农业领域的土壤湿度监测、气象数据采集等应用。
通过将传感器连接到Lora网关，农民可以实时获取农田的环境数据，从而有效调控灌溉和施肥，提高农作物产量。
通信电子中的低功耗无线通信技术
通信电子中的低功耗无线通信技术现代通信电子中的一个重要问题就是功耗。
为了延长设备使用时间或实现“物联网”等大规模应用，需要减小电子设备的功耗。
在无线通信领域，为了实现低功耗，近年来涌现出了许多新技术。
本文就介绍一些低功耗无线通信技术的应用和优势。
1. 低功耗蓝牙技术蓝牙是一种广为应用的短距离通信技术，可实现移动设备间的数据传输、听筒等设备的无线连接等功能，主要应用于消费电子领域。
而在低功耗应用领域，低功耗蓝牙技术（Bluetooth Low Energy，BLE）已得到广泛应用。
与传统蓝牙技术相比，BLE可以显著降低功耗，达到几个月甚至几年的待机和使用时间。
BLE主要应用于物联网领域，如智能家居、健康医疗、运动健身等。
例如，智能手环、智能家居设备等都采用了BLE技术，可以大幅度减小电池容量和大小，提高设备的便携性和舒适度。
2. 窄带物联网技术窄带物联网（Narrowband Internet of Things，NB-IoT）是一种新型的低功耗、广覆盖、双向通信技术，用于实现智能城市、智慧能源、公共安全等领域中，涉及海量设备连接的大规模物联网应用场景。
与传统蜂窝网络技术相比，NB-IoT承载能力更高，能够在保证广覆盖、延长设备使用时间的前提下，支持更多的连接终端。
同时，NB-IoT还能提高系统的安全性和稳定性。
这使得它适用于许多应用场景，如智能物流、智慧停车、智慧农业等。
3. 超窄带技术超窄带（Ultra Narrowband，UNB）技术也是一种低功耗无线通信技术，它的特点是带宽极窄，只需要在几个赫兹的频段中进行通信。
这种技术极其适合于小数据量的无线传输，能够实现远距离通信，且功耗低。
超窄带技术主要应用于物联网领域，如远程水表、智能电表、环境监测等设备中。
超窄带技术还可以用于地下和飞行器环境中的通信，因为它能够穿透泥土、建筑物等障碍物进行信号传输。
4. Zigbee技术Zigbee是一种基于IEEE802.15.4标准的无线通信技术，主要用于家庭智能、工业自动化等领域的短距离低速率无线通信。
蓝牙技术组建无线局域网
蓝牙技术组建无线局域网蓝牙技术组建无线局域网1.引言1.1 背景介绍在现代社会中，无线局域网（WLAN）的需求越来越高。
蓝牙技术作为一种无线通信技术，在无线局域网的组建中发挥了重要作用。
本文档将详细介绍如何利用蓝牙技术来组建无线局域网。
2.蓝牙技术概述2.1 蓝牙技术的基本原理蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，它使用2.4GHz 的ISM频段进行通信。
蓝牙设备可以相互通信，并建立一个称为蓝牙网的网络。
蓝牙技术具有低功耗、低成本和简单易用等特点，适用于组建无线局域网。
2.2 蓝牙技术的组网方式蓝牙技术可以通过主从方式组网，其中一个设备充当主机，其他设备充当从机。
主机负责控制整个网络，从机通过与主机建立连接来实现通信。
2.3 蓝牙技术的应用领域蓝牙技术在无线局域网组建中具有广泛应用，包括家庭、办公室、公共场所以及工业控制等领域。
3.蓝牙网络的组建步骤3.1 设备选择与配置在组建蓝牙无线局域网之前，需要选择和配置相应的蓝牙设备。
设备的选择应根据实际需求和预算来进行，配置包括设备的命名、密码设置等。
3.2 主机设备的配置主机设备是蓝牙网络的核心，配置主机设备需要设置网络名称、安全等级、通信范围等参数。
同时，主机设备需要负责管理整个网络的连接和通信。
3.3 从机设备的配置从机设备是蓝牙网络中的其他设备，通过与主机设备建立连接来实现通信。
配置从机设备需要设置其连接到的主机设备、通信模式等参数。
3.4 网络连接与通信一旦主机和从机设备完成配置，它们就可以建立连接并进行通信。
网络连接与通信包括设备的扫描和发现、连接建立、数据传输等过程。
4.蓝牙技术的优缺点4.1 优点●低功耗：蓝牙技术采用短距离传输，能够延长设备的电池寿命。
●简单易用：蓝牙技术的配置和使用非常简单，用户无需复杂的操作即可建立通信。
●低成本：蓝牙技术的设备成本较低，适用于各种场景的无线局域网组建。
4.2 缺点●通信距离有限：蓝牙技术的传输距离一般在10米左右，超过此距离信号会衰减，影响通信质量。
ieee15.4标准
ieee15.4标准IEEE 802.15.4标准是一种针对低速、低功耗无线个人局域网（WPAN）的通信技术标准。
它主要应用于物联网、传感器网络、工业自动化等领域，为这些领域提供了一种低成本、低功耗、低速率的无线通信解决方案。
IEEE 802.15.4标准的核心特性包括低功耗、低数据速率、低成本和简单的网络拓扑结构。
这些特性使得它非常适合于需要长时间运行、节点分布广泛、通信距离较短的应用场景。
在物联网中，大量的传感器和执行器需要长时间运行，而且它们通常需要距离较近的通信。
IEEE 802.15.4标准正是为这样的场景而设计的。
在IEEE 802.15.4标准中，定义了两种工作模式，非信标模式和信标模式。
非信标模式下的设备可以在任何时间进行通信，而信标模式下的设备则需要按照信标的时间进行通信。
这种灵活的工作模式设计，使得IEEE 802.15.4标准可以适应不同的应用场景，既可以满足实时性要求较高的应用，也可以满足对功耗要求较高的应用。
IEEE 802.15.4标准还定义了多种物理层和介质访问控制层的选择，包括2.4GHz频段和868/915MHz频段的物理层，以及CSMA/CA和时间分割多址访问的介质访问控制层。
这种灵活的选择机制，使得IEEE 802.15.4标准可以在不同的频段和不同的环境中工作，从而更好地适应不同的应用场景。
除了上述核心特性外，IEEE 802.15.4标准还定义了网络拓扑结构、数据格式、安全机制等内容，为用户提供了完整的通信解决方案。
用户可以根据自己的需求选择合适的网络拓扑结构，可以灵活地定义数据格式，还可以根据需要启用安全机制，保护通信内容的机密性和完整性。
总的来说，IEEE 802.15.4标准是一种非常适合于物联网、传感器网络、工业自动化等领域的无线通信技术标准。
它的低功耗、低成本、灵活的工作模式和丰富的功能特性，使得它可以满足不同应用场景的需求，为各种设备之间的无线通信提供了可靠的解决方案。
MiWi网络
MiWi网络：物联网技术的新潮流随着物联网技术的迅猛发展，越来越多的人开始关注。
那么，什么是？为什么会越来越受到人们的关注？在本文中，我们将会谈论的概念、特点和应用场景。
一、的概念是一种低功耗、低数据速率、短距离无线个人局域网（WPAN）网络协议，适用于基于IEEE802.15.4协议的无线传感器网络（WSN）。
MiWi协议由美国微芯科技公司开发，可以用于建立基于小功率无线电（LR-WPAN）技术的数据链路，并且支持对于可靠和低功耗的通信要求。
在集群与星型拓扑结构下均能实现快速组网，安全通信，同时也支持多跳路由。
二、的特点1. 低功耗是一种低功耗的无线网络，可以运行于1.8至3.6伏的低电压电池上，因此很适合于对电量有很高要求的无线传感器网络（WSN）应用。
传统的无线通信方式需要更高的功率以覆盖更大的范围，但是不同，因为它仅需使用低功率、低频传输。
2. 高效性的通信方式具有高效性，其通信速率可以达到250 kbps。
此外，其快速小小分组（FSP）特点能够使得通信过程更加高效。
3. 多跳路由通过使用多跳路由技术，可以扩展到更大的网络范围。
与其他类似技术相比，它具有更好的可扩展性和灵活性。
这意味着可以为更多的设备提供互联互通的服务，这对于物联网的发展很有益处。
4. 易用性提供了非常简单的API接口和开发工具，可以帮助用户快速开发应用。
比如可以使用MiMicro开发工具对网络进行简单的配置和管理，从而简化了整个的开发过程。
三、的应用场景1. 智能家居可以用于智能家居应用。
在智能家居中，家电设备可以使用MiWi控制器连接到互联网，然后通过开启/关闭等基本功能进行控制。
另外，能够实现更高档次的智能家居体验，例如家庭安全控制、环境检测等。
2. 工业自动化可以用于工业自动化领域。
例如，工业自动化生产线中，可以使用MiWi技术来监控和控制机器人的运行状态，在需要时对机器人进行调整和故障排除。
3. 医疗MiWi技术在医疗领域有广泛的应用。
802154协议
802.15.4协议802.15.4是一种低功耗无线个人局域网（WPAN）协议，由IEEE（国际电气电子工程师协会）制定。
该协议为低功耗设备之间提供了一种简单、低成本的通信解决方案，适用于各种物联网（IoT）应用。
协议概述802.15.4协议定义了物理层和媒体访问控制（MAC）层规范，用于在低功耗、低速率的无线网络中实现设备之间的通信。
该协议支持多种网络拓扑结构，如星型、树型和网状网络。
物理层规范802.15.4协议使用ISM频段（Industrial, Scientific and Medical，工业、科学和医疗频段），包括2.4GHz频段和868/915MHz频段。
其中2.4GHz频段是最常用的频段，具有全球范围内的可用性。
协议支持多种调制方式和数据速率，例如O-QPSK调制和250kbps的数据速率。
MAC层规范802.15.4协议的MAC层规范定义了一套用于媒体访问控制和网络管理的协议。
MAC层使用了CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，载波监听多点接入/冲突避免）机制来实现多节点之间的无冲突数据传输。
协议规定了两种不同的MAC层工作模式：非信标模式和信标模式。
非信标模式中，节点可以根据需要自由发送和接收数据；信标模式中，网络中存在一个信标节点，用于同步和调度其他节点的通信。
网络拓扑结构802.15.4协议支持多种网络拓扑结构，以满足不同应用场景的需求。
1.星型网络：所有节点直接连接到一个中心节点，中心节点负责网络的管理和调度。
2.树型网络：节点之间以层级结构组织，根节点负责网络管理，并通过中间节点转发数据。
3.网状网络：节点之间可以直接通信，没有中心节点，数据可以通过多个路径传输。
适用场景802.15.4协议在物联网应用中具有广泛的应用前景。
1.家庭自动化：通过无线传感器和执行器，实现家庭设备的智能控制，如灯光、温度、安防等。
低功耗无线通信技术研究与设计
低功耗无线通信技术研究与设计随着物联网的不断发展和智能设备的广泛应用，对低功耗无线通信技术的需求也越来越高。
因此，研究和设计低功耗无线通信技术变得尤为重要。
本文将深入探讨低功耗无线通信技术的研究与设计。
首先，我们需要了解低功耗无线通信技术的基本原理和工作原理。
低功耗无线通信技术通过优化通信协议、节约能量和增强信号传输的效率来降低功耗。
它可以采用多种技术，如蓝牙低能耗（BLE）、ZigBee、LoRa等。
这些技术在无线传感器网络、物联网等领域中得到了广泛应用。
其次，我们需要深入研究低功耗无线通信技术的关键技术和挑战。
其中一个关键技术是节能策略的设计和优化。
这包括了使用低功耗电子元器件、优化通信协议、灵活的功耗管理等方面。
另一个关键技术是信号传输效率的提高，这可以通过有效的信号调制、码化和信号处理技术实现。
此外，还需要解决无线通信中的干扰、传输距离和传输速率等挑战。
在进行低功耗无线通信技术的设计时，我们需要考虑实际应用场景和需求。
不同的应用场景对低功耗无线通信技术的要求有所不同。
例如，在物联网中，传感器节点通常需要长时间运行，因此功耗必须尽可能低。
在医疗设备中，通信距离可能比较短，但对信号的可靠性和稳定性有较高要求。
因此，在进行设计时，我们需要综合考虑各种因素，并选择合适的技术和策略。
在低功耗无线通信技术的研究和设计过程中，测试、仿真和评估也非常重要。
通过合适的测试和评估手段，我们可以验证设计的性能和可行性，对系统进行优化和改进。
常用的评估指标包括传输距离、传输速率、能耗、抗干扰能力等。
通过对这些指标进行全面的评估，我们可以选择最优的技术和方案。
除了上述基础的研究与设计，低功耗无线通信技术的应用也非常广泛。
例如，可以用于无线传感器网络中的温度、湿度和光线等环境监测，实现智能家居系统中的设备互联等。
同时，低功耗无线通信技术还可以应用于远程控制、数据采集和监测等领域。
随着物联网的不断发展，低功耗无线通信技术将继续得到推广和应用。
无线网络中的低功耗传输技术
无线网络中的低功耗传输技术第一章低功耗传输技术的背景和意义随着智能终端的普及和无线互联的快速发展，人们对低功耗传输技术的需求日益增加。
不仅仅是为了延长电池寿命，降低设备能耗，还有更多的应用场景需要低功耗传输技术来实现。
本章将介绍低功耗传输技术的背景和意义。
1.1 低功耗传输技术的背景随着物联网的兴起，越来越多的设备需要通过无线网络进行传输和通信。
这些设备通常由电池供电，因此低功耗传输技术成为了一项必要的需求。
高功耗传输技术会导致终端设备电池寿命缩短，用户需要频繁更换电池或者充电，给用户带来了困扰，同时也不利于设备的使用和推广。
1.2 低功耗传输技术的意义低功耗传输技术的应用范围非常广泛。
首先，对于智能手机、平板电脑等消费电子产品，低功耗传输技术可以延长电池寿命，提升用户体验。
其次，对于物联网设备，低功耗传输技术可以减少能耗，提高设备的可靠性和稳定性。
另外，低功耗传输技术在军事通信、医疗设备等领域也具有重要的意义。
第二章低功耗传输技术的发展现状低功耗传输技术的发展经历了多个阶段，不断推陈出新。
本章将介绍低功耗传输技术的发展现状。
2.1 无线传感器网络技术无线传感器网络是低功耗传输技术的重要应用之一。
利用无线传感器节点采集实时数据，并通过无线传输方式将数据传输到数据中心，实现对环境的监测和控制。
无线传感器网络采用低功耗传输技术，可以使节点长时间运行，减少能耗。
2.2 低功耗蓝牙技术低功耗蓝牙技术（BLE）是一种专门用于短距离通信的低功耗传输技术。
BLE在蓝牙4.0标准中引入，相较于传统蓝牙技术，BLE具有更低的功耗，适用于智能家居、健康监测等应用场景。
2.3 ZigBee技术ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗无线通信技术。
ZigBee技术是为了满足对低功耗、低数据速率、低成本等要求的无线感知与控制应用而设计的。
ZigBee技术在工业自动化、楼宇自控等领域有着广泛的应用。
第三章低功耗传输技术的关键技术低功耗传输技术的实现离不开一些关键技术的支持。
IEEE 802.15.4无线传感器网络性能分析
IEEE 802.15.4无线传感器网络性能分析IEEE 802.15.4是一种无线传感器网络协议，专门用于低功耗、低速率的无线个人局域网。
它使用在2.4GHz频段的无线电频谱，并且被广泛应用于各种传感器网络系统中，例如智能家居、工业自动化、环境监测等领域。
在传感器网络系统中，性能分析是非常重要的，它可以帮助我们了解系统的稳定性、可靠性以及性能瓶颈，从而优化网络设计和改进系统性能。
本文旨在对IEEE 802.15.4无线传感器网络的性能进行分析，包括其数据传输性能、能耗性能和网络连接性能。
通过深入分析这些方面，可以帮助研究人员和工程师更好地理解IEEE 802.15.4协议的优势和局限性，为未来的传感器网络系统设计和优化提供参考。
1. 数据传输性能分析数据传输性能是衡量IEEE 802.15.4无线传感器网络的重要指标之一。
在这一方面，我们关注的主要是数据传输速率、传输时延和数据丢失率等指标。
首先是数据传输速率。
IEEE 802.15.4无线传感器网络在物理层和数据链路层的技术支持下，可以实现最高250 kbps的数据传输速率。
在实际应用中，由于网络拓扑结构、信道干扰等因素的影响，数据传输速率往往无法达到最大值。
对于具体的传感器网络系统，需要经过实际测试和评估，得出其真实的数据传输速率。
其次是数据传输时延。
数据传输时延是指从数据发送到数据接收所经过的时间，它直接影响着数据的实时性和对网络的响应速度。
IEEE 802.15.4协议支持低延迟的数据传输，通常情况下数据传输时延在数十毫秒至数百毫秒之间，适用于对实时性要求较高的传感器网络应用。
最后是数据丢失率。
数据丢失率是指在数据传输过程中丢失的数据包的比例。
通过对IEEE 802.15.4协议的性能测试，研究人员发现，由于局部信道干扰和网络拓扑结构的影响，数据丢失率可能较高。
在实际应用中，需要针对具体的传感器网络系统进行数据丢失率的测试和评估，从而保证系统的可靠性和稳定性。
无线通信物联网中的低功耗通信技术探究
无线通信物联网中的低功耗通信技术探究随着物联网的快速发展，无线通信技术在连接各种设备和传感器上起着至关重要的作用。
然而，由于物联网的设备数量庞大，其中大部分需要长时间运行，因此低功耗通信技术变得尤为重要。
本文将探究无线通信物联网中的低功耗通信技术。
一、背景介绍随着物联网的兴起，越来越多的智能设备加入到无线网络中，例如智能家居、智能城市和智能工业。
然而，这些设备通常需要通过电池供电，并且需要长时间运行，因此对于低功耗通信技术的需求也越来越迫切。
二、低功耗通信技术的分类在无线通信物联网中，低功耗通信技术可以分为以下几类：1. 窄带物联网（NB-IoT）NB-IoT是一种适用于低速和低功耗应用的通信技术。
它使用窄带和低复杂度的调制方案，能够在较差的信号条件下实现长距离通信。
NB-IoT的优势在于其低功耗和低成本，使其成为大规模物联网应用中的理想选择。
2. 蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy，BLE）BLE是一种专为低功耗应用而设计的蓝牙技术。
它采用了先进的调制方案和波形设计，能够在低功耗的同时实现较高的数据传输速率。
BLE广泛用于智能家居、健康监护和智能传感器等领域。
3. ZigBeeZigBee是一种短距离、低功耗的无线通信技术，适用于低速率和低功耗的应用。
它被广泛应用于物联网中的传感器网络、智能电网和智能照明系统等。
4. LoRaWANLoRaWAN是一种广域物联网通信协议，使用了长距离扩频技术，能够在大范围内实现低功耗通信。
LoRaWAN的特点在于其长传输距离和低功耗，使其适用于农业、智能城市和智能能源等领域。
三、低功耗通信技术的优势低功耗通信技术在无线通信物联网中具有以下几个优势：1. 延长电池寿命：由于物联网设备通常需要长时间运行，低功耗通信技术能够有效延长电池的使用寿命，减少更换电池的频率。
2. 降低设备成本：低功耗通信技术通常使用较低频段、较简单的调制方案和波形设计，从而降低了设备的功耗和成本。
低功耗wifi方案
低功耗WiFi方案1. 引言低功耗WiFi方案是一种针对无线局域网（WiFi）技术进行优化的方案，旨在减少设备在连接WiFi网络时的功耗消耗。
在智能家居、物联网和移动设备等领域，低功耗WiFi方案具有重要的应用价值。
本文将介绍低功耗WiFi方案的原理、设计和实施方法。
2. 低功耗WiFi方案的原理低功耗WiFi方案的原理主要包括以下几个方面：2.1 睡眠模式设备在没有数据传输时可以进入睡眠模式以降低功耗。
在睡眠模式下，设备会关闭与WiFi网络的连接，并将无线模块的功耗降至最低。
当有数据需要传输时，设备会自动唤醒，重新连接WiFi网络。
2.2 节能算法低功耗WiFi方案需要优化数据传输的算法，以减少功耗的消耗。
例如，可以通过选择最佳的信道和调整数据传输速率来降低功耗。
此外，还可以通过使用更高效的数据压缩算法和错误纠正算法来减少数据传输的能量消耗。
2.3 低功耗硬件设计低功耗WiFi方案还需要考虑硬件设计方面的优化。
例如，可以使用低功耗的无线芯片、优化供电电路和使用高效的功耗管理模块。
此外，还可以通过减少无线模块和天线的功耗来降低总体的功耗。
3. 设计和实施低功耗WiFi方案的步骤设计和实施低功耗WiFi方案需要经过以下几个步骤：3.1 硬件选择选择低功耗的无线芯片和其他硬件组件。
需要考虑芯片的功耗特性、性能、成本和可用性。
3.2 软件开发开发适用于低功耗WiFi方案的软件。
包括设备的功耗管理模块、数据传输算法和睡眠模式的控制。
3.3 测试和调试对低功耗WiFi方案进行测试和调试，确保其在各种情况下都能正常工作。
测试包括功耗测试、数据传输测试和睡眠模式测试等。
3.4 优化和改进根据测试结果对低功耗WiFi方案进行优化和改进。
可以通过优化算法、改进硬件设计和调整功耗管理策略等方式来提高方案的性能和效果。
4. 低功耗WiFi方案的应用低功耗WiFi方案在以下领域有广泛的应用：4.1 智能家居在智能家居领域，低功耗WiFi方案可以降低智能设备的功耗，延长电池寿命，提高设备的续航时间。
Zigbee实验报告
一、Zigbee简介1.1 什么是ZigBeeZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。
ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。
主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。
1.2Zigbee协议栈ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。
其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
1.3 Zigbee技术优势•数据传输速率低：10KB/秒~250KB /秒，专注于低传输应用•功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6~24个月•成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本•网络容量大：网络可容纳65,000个设备•时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。
•网络的自组织、自愈能力强，通信可靠•数据安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一）,各个应用可灵活确定其安全属性•工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美国），均为免执照（免费）的频段1.4 Zigbee应用条件•低功耗；•低成本；•较低的报文吞吐率；•需要支持大型网络接点的数量级；•对通信服务质量QoS要求不高（甚至无QoS）；•需要可选择的安全等级（采用AES-128），•需要多方面的较复杂的网络拓扑结构应用；•要求高的网络自组织、自恢复能力。
二、CC2530实验及实验修改2.1 基础实验（1）实验要求：按键触发中断，DS18B20测外部温度，数据以一定格式传输到串口显示（2）程序代码：#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作uint KeyTouchtimes=0; //定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint); //延时函数声明void Initial(void); //初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是：XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4, 0xCE,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//初始化按键为中断输入方式void InitKeyINT(void){P0INP |= 0x02; //上拉P0IEN |= 0X02; //P01设置为中断方式PICTL |= 0X01; //下降沿触发EA = 1; //使能总中断IEN1 |= 0X20; // P0设置为中断方式;P0IFG |= 0x00; //初始化中断标志位}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//外部中断程序#pragma vector = P0INT_VECTOR__interrupt void P0_ISR(void){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行P0IFG = 0; //清中断标志P0IF = 0; //清中断标志}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){}}（3）实验效果：按键一下，串口传出一次“DS18B20采集到的温度是：xx”显示在串口调试助手软件显示屏上2.2 实验修改（1）实验要求：按键触发中断改成按键检测程序代码：#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作int Keytouchtimes=0;//定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint); //延时函数声明void Initial(void); //初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是：XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4,0xCE ,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//按键初始化函数void InitKey(){P0SEL &= ~0X2; //设置P04为普通IO口P0DIR &= ~0X2; //按键在P04 口，设置为输入模式P0INP &= ~0x2; //打开P04上拉电阻,不影响}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//按键检测函数uchar KeyScan(void){if(KEY1==0) //判断按键是否按下{Delayms(10); //延时很短一段时间if(KEY1==0) //再次判断按键情况{while(!KEY1); //松手检测return 1; //有按键按下}}return 0; //无按键按下}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){Keyvalue = KeyScan(); //读取按键动作if(Keyvalue==1){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行}Delay(100); //延时}}实验效果：按键一下，串口传出一次“DS18B20采集到的温度是：xx”显示在串口调试助手软件显示屏上（2）实验要求：去掉松手检测，观察效果程序代码：#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作int Keytouchtimes=0;//定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint); //延时函数声明void Initial(void); //初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是：XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4, 0xCE,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//按键初始化函数void InitKey(){P0SEL &= ~0X2; //设置P04为普通IO口P0DIR &= ~0X2; //按键在P04 口，设置为输入模式P0INP &= ~0x2; //打开P04上拉电阻,不影响}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//按键检测函数uchar KeyScan(void){if(KEY1 == 1) //高电平有效{Delay(100); //检测到按键if(KEY1 == 1){return(1);}}return(0);}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){Keyvalue = KeyScan(); //读取按键动作if(Keyvalue==1){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行}Delay(100); //延时}}实验效果：按键按下时，不断循环换行显示“DS18B20采集到的温度是：xx”，显示速度很快。
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（3）目标唤醒时间TWT
为了使终端节点能够最大限度地节省功耗，就需要使其尽可能关闭发 送接收模块进入到休眠状态，只在有数据发送或接收时醒来；802.11ah使 用了目标唤醒时间TWT机制，这个机制允许AP管理BSS下面节点的唤醒时 间，使不同的终端能够在不同的时间段醒来，从而降低竞争冲突，提高系 统的使用效率，同时也大大降低了终端节点的功耗。TWT主要有两种操作 模式：隐性TWT操作和显性TWT操作模式。在显性TWT操作模式下，AP会 通过与终端节点间的帧交换将下一次TWT唤醒时间发送给终端节点；而在 隐性TWT操作模式下，终端节点可以通过前面获得的TWT信息计算出下次 的唤醒时间。TWT可以是周期性的，也可以是非周期性的。周期性TWT能 够避免STA在每次苏醒时都发送一次TWT值，这样进一步降低了终端唤醒 时间，从而达到了降低终端功耗的目的。
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发展前景
物联网市场呈现持续快速增长的趋势， 这将会促 进多种无线技术的发展802.11ah 将凭借其技术优势 和 WLAN 完善且强大的产业链支撑， 在未来物联网市 场 上占据一席之地， 扮演越来越重要的角色。
在一些应用场景中，节点通过电池供电，为了节省电源，节点 会在不进行收发操作时进入到节能模式。对于处于这种模式下的 节点，AP（无线访问接入点）通过在Beacon（信标帧）中发送业 务指示图（TrafficIndicationMap，简称TIM）信息元素通知其是否 有缓冲数据待发。传统WLAN的TIM只支持2007个节点，但在物联 网应用场景中，需要支持大用户数（如智能抄表），要求一个BSS （基站子系统）最多支持6000个节点，因此802.11ah引入了分层 TIM。分层TIM是将TIM分成多Page，每页再分成多Block，每块再 分成多个Subblock。通过在多个Beacon间隔分别发送这些页从而达 到支持大用户数的目的。
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802.11协议簇是国际电工电子工程学会（IEEE）为无 线局域网络（WLAN）制定的标准。802.11ah是IEEE针对物 联网需求定制的一种低频段低功耗的无线局域网技术。 2010年启动定制，于2016年完成。
01 | 需求来源
目
CONTENT
02 | 关键技术
录
03 | 应用场合 04 | 特点与优势 05 | 发展前景
（ 2 ） 限制接入窗口 RAW
为了能支持大用户，使节点能够尽可能的省电，同时使系统工 作的更有效率，802.11ah引入限制窗口RAW技术。RAW的基本思想 是将节点分成不同的组，让其在给定的时间段进行传输，这一方 面使各个节点都能获得数据传输的机会，另外一方面也降低了接 入冲突，提高了系统工作效率。在上行信道接入过程中，节点STA 在预先设定的时间醒来，并开始监听Beacon帧，Beacon帧中会携 带RAW的相关信息，如RAW的开始时间、RAW的时长、RAW中Slot 的数量及节点将被分配到哪个RAW中传输等；
（ 3）Wi-Fi覆盖扩展（含 蜂窝网分流）
这种场景下， 802.11ah 主要扩展 Wi-Fi 热点的覆 盖， 并能为蜂窝网提供业务分流。
PA R T F O U R
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特点与优势
01 | 低功耗
02 | 覆盖范围广
03 | 容纳节点数多 04 | 针对中低速优化增强
PA R T F I V E
PA R T T W O
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关键技术
802.11ah的技术优化主要体现在使其能实现功耗降低、覆盖范围扩大、 容纳节点数增多等；有些技术优化同时考虑其中多个特性，比如TIM，其在降 低终端的功率的同时还要支持6000以上用户。下面对802.11ah使用的关键技 术进行介绍：
（ 1 ） 业务指示图 TIM
（4）中继Relay
在物联网的某些应用场景，要求 能够实现大范的覆盖，为了满足这 一需求，802.11ah采用了中继Relay技 术。802.11ah中的Relay是一个功能实 体，逻辑上包含RelayAP和RelaySTA两 种功能。节点Relay下面同终端节点连 接，主要扮演AP的角色；Relay节点 上面同AP相连，扮演终端节点的角色， 具体如图6所示。Relay通过中转数据 包的方式实现了网络更大范围的覆盖。
物联网从网络架构上来说主要分为3层：感知层、网络层和应用层。感知 层主要实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过 通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。在感知层面有多种无线技术并 存（如蓝牙、Zigbee、RFID、二维码等），每种技术都有各自的优势，拥有各 自的应用领域，并没有一种技术能处于绝对的主导地位。物联网拥有广大的 应用市场，同时在技术层面也呈现百花齐放的局面，这就给新技术以进入的 机会。802.11ah正是在这种大背景下出现的无线局域网技术，它具有覆盖范 围广、容纳节点数多、更低功率、针对中低速进行优化增强等特点，能够满 足物联网应用的需要。
（ 2 ） 限制接入窗口 RAW
节点STA收到此信息后，将知道AP（无线访问接入点）分配给它的接入 时间，在接入时间到来之前，STA进行休眠，这样可以最大限度地节省功 率；在接入时间到来时，节点STA醒来，在基于EDCA（ EDCA中虚拟碰撞 问题的一种解决策略, IEEE 802.11MAC信道接入方式,并支持优先级QoS和 参数化QoS。 ）的基础上进行信道接入。如图5所示，假如STA被分配在 RAW的第四个Slot进行数据传输，其在前三个Slot可以进入到休眠状态，在 第四个Slot到来时醒来，并抢占信道进行数据传输。
PA R T O N E
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需求来源
从2005年国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：“物联网”》正 式提出物联网概念，到美国总统奥巴马提出“物联网”经济振兴计划，启动110 亿美元智能电网的研究和建设，再到09年温家宝总理提出“感知中国”，物联 网已成为继移动互联网之后又一轮的产业革命。随着各国对物联网应用的不 断推进，物联网已在电网、医疗、物流、交通等领域获得广泛的应用，大大 提升了其信息化水平，同时为人们的生产生活带来了极大的便利。2008-2012 年间，物联网并购交易不温不火，但13年起，交易数开始井喷。Hampleton的 一份物联网并购报告，对着13-15这三年间爆发的154笔物联网并购交易进行 梳理，按并购活动的集中度，将物联网并购分散在四个细分行业里：监控、 半导体、信息技术和平台。2016年，全球物联网的并购活动基本上会延续 2015年的趋势。其中大量的工业、民用领域的战略投资者涌入物联网市场， 势必把并购的数量和金额推至新高。
PART THREE
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应用场合
（1）传感器和智能抄表
这种场景下，802.11ah主 要作为末端网络使用，用于将 传感器收集的数据传输到上层 网络或应用平台。
（2）传感器和 智能抄表回传链 路
这种场景下， 802.11ah主要作为 回传链路使用，下 面将接802.15.4g等 底层网络，将从底 层网络得到的数据 传输到应用平台。