无线个域网概述

未来展望
WPAN的初衷是实现各种外围设备小范围 内的无缝互联，这种想法在未来很长的一 段时间内可能还只是一个美好的愿望。
但是，无论如何，在当前标准林立的短 距离无线通信市场，我们所要做的应该 是完善和创新。未来这些技术的命运， 是走向融合，还是多足鼎立，我们只能 等待市场的选择。
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媒介
WPAN主要通过无线电 或红外线代替传统有 线电缆，实现个人信 息终端的互联。
无线个域网的基本概念
WPAN是为了实现活动半径小(如几米)、业务类型 丰富、面向特定群体的连接而提出的新型无线网 络技术。
WPAN是一种与无线广域网(WWAN)、无线城域网 (WMAN)、无线局域网(WLAN)并列但覆盖范围更小 的无线网络，对应关系如下图所示
高速wpan
高速WPAN适合大量多媒体文件、短时 的视频和音频流的传输，能实现各种 电子设备间的多媒体通信。
超宽带WPAN
超宽带WPAN的目标包括支持IP语音、高清电视、 家庭影院、数字成像和位置感知等信息的高速传 输，具备近距离的高速率、较远距离的低速率、 低功耗、共享环境下的高容量、高可扩展性等。
无线个域网概述
何鑫 蓝玉笛 方焕
壹 · 基本概念 贰 · 分类 叁 · 关键技术 肆 · 应用实例 伍 · 未来展望
基本概念
便捷
无线网的兴起
无线网络让人们在摆脱了线缆的束缚 之后，更加便捷自由地相互随时沟通， 在网上享受冲浪的乐趣。
近年来无线网络的应用日渐增加，无 论在军事领域、仓储物流业还是在制造 业、区域办公环境、家庭组网等方面， 无线网络扮演着越来越重要的角色，向 我们迸发出极其诱人的活力。
分类
无线个域 网的分类
通常将WPAN按传输速率分为低速、高速和超高 速三类，如下图所示
无线个域网
低速WPAN 高速WPAN
通信速率：0.25Mbps 通信距离：10m 工作频率：2.4GHz
通信速率：55Mbps 通信距离：10m 工作频率：2.4GHz
通信速率：110/200/480Mbps 超高速WPAN 通信距离：10m、4m和4m以下
个域网的基本概念
个域网
通信范围
个域网(Personal Area Network， PAN)，是一种范围较小的计 算机网络，主要用于计算机 设备之间的通信，还包括电 话和个人电子设备等。
PAN的通信范围往往仅 几米，被看作是最后几 米的解决方案
无线个域网
无线个域网(Wireless PAN， WPAN)是一种采用无线连接 的个域网
基于UWB建立高速无 线办公信息网
现阶段，计算机和计算机之间，计 算机和液晶显示屏、打印机、扫描 仪等外设之间主要通过通用以太电 缆或串行总线接口技术进行有线连 接。
基于蓝牙技术的WPAN能在一定程度上 解决计算机与外设之间的无线互连问题， 但由于其在传输速率和设备兼容性等方 面的局限，无法得到更为广泛的应用。 基于UWB的高速WPAN使得这一问题 迎刃而解。
工作频率：3.1GHz~10.6GHz
低速wpan
低速WPAN主要为近距离网络互连而设 计，采用IEEE 802.15.4标准。
其结构简单、数据率低、通信距离近 、功耗低、成本低，被广泛用于工业 监测、办公和家庭自动化及农作物监 测等
IEEE 802.15.4标准。
IEEE 802.15.4描述了低速率无线个人局域网的 物理层和媒体接入控制协议。它属于IEEE 802.15工作组。
关键技术
WPAN的关键技术包括 IrDA、HomeRF、UWB、 蓝牙技术、ZigBee技 术等
技术介绍：
☆IrDA(红外)技术 【InfraredDataAssociation】
IrDA是利用红外线进 行通信的技术，最高通信速 率仅115.2kbps，主要优点是 无需申请频率使用权，通信 成本低廉，具有体积小、功 耗低、连接方便、简单易用 等特点
☆HomeRF技术
HomeRF是数字无线电话技术与WLAN技术融合发展的产物， 它采用共享无线连接协议(Share Wireless Access Protocol，SWAP)，工作在2.4GHz ISM频段，在语音和数据 业务上应用甚广。
特点
安全可靠；成本低廉； 简单易行；不受墙壁和 楼层的影响；传输交互 式语音数据采用TDMA技 术，传输高速数据分组 则采用CSMA/CA技术；无 线电干扰影响小；支持
流媒体。
☆超宽带(UWB)技术 超宽带(Ultra Wide Band，UWB)是
一种基于IEEE 802.15.3的超高速、短距 离无线接入技术，通信范围在10米范围 内，能实现每秒数百兆位的数据传输率， 具有抗干扰性强、传输速率高、带宽大、 消耗电能低、保密性好等众多优势
☆蓝牙技术
蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在手机、 PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换， 其工作于2.4GHz ISM频段，数据速率为1Mbps，采用时分双工传输方案
☆ZigBee技术
单ZigBee是一种短距离、低功率、低速 率无线接入技术，工作于2.4GHz ISM频 段，传输速率为20~250kbps，传输距离 为10~100m
节点4 节点3
节点5
PC控制
ZigBee中心节点
ZigBee终端节点
节点2 节点1
五种WPAN关键技术的 技术特点
☆ZigBee技术
四种无线网络间的关系与通信范围
WPAN(802.15) 10米以内
WLAN(802.11) 100米以内
WMAN(802.16) 数千米
WWAN(802.20) 15千米
无线个域网的特点
①高数据速率并行链路：>100Mbps ②邻近终端之间的短距离连接：典型为 1~10m ③标准无线或电缆桥路与外部因特网或 广域网的连接 ④典型的对等式拓扑结构 ⑤中等用户密度
无线个域网在交通控制中的应用
智能交通系统中主要需要进行交通路口 车辆信息检测完成数据采集传送回控制 中心, 通过数据分析处理直接控制交通 信号。
在技术上, ZIGBEE 具有低功耗的特点, 完全适合于安装在机动车辆之上。考虑 到汽车的快速移动性, ZIGBEE 节点设备 接入网络的时间只需 15ms, 完全可满足 要求。ZIGBEE 网络具有非常高的可靠 性, 是一种网状网络，如有主干路由节 点损坏, 仍可转换路径完成数据通信。
应用实例
无线个域网的应用实例
电子称，内置 ZigBee 模块
ZigBee 基站
干货区 水果区 生鲜区
服务器 收银台
收银台 收银台 内置 ZigBee 模块
超市运用ZigBee技术， 在原有基础上增加或组 建WPAN，使所有电子 称都在无线信号覆盖内， 任何电子称的数据都实 时连通，极大方便了消 费者，将电子称故障造 成的影响降到最低。 其优势在于： ①电子称任意分布 ②提高盘货效率 ③安全性好