物聯(lián)網(wǎng)概論第三章-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)課件

1、物聯(lián)網(wǎng)概論第三章 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) 2 目 錄3.1 傳感器技術(shù) 3.2 MEMS技術(shù) 3.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) 3.4 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 3.5 自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 3.6 條形碼技術(shù) 3.7 定位技術(shù) 33.1傳感器技術(shù)傳感器和人們的日常生活密切相關(guān)傳感器具有的社會(huì)意義傳感器在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)重要地位43.1傳感器技術(shù) 盡管21世紀(jì)的人們并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)科幻小說(shuō)中的某些預(yù)言。然而更為奇妙的場(chǎng)景很快便會(huì)成為現(xiàn)實(shí)：只需一臺(tái)電腦，一切盡在掌控之中。你可以一邊從個(gè)人pc中調(diào)控欣賞在平面電視上播放的影片，一邊控制烤箱的溫度，等待享受美味的下午茶，同時(shí)密切地監(jiān)控與了解一切需要關(guān)注的信息：工作室里機(jī)器的運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)室里研究的進(jìn)

2、度，家中飲用水的成分和空氣中或許可能出現(xiàn)有毒物質(zhì)的示警，酒窖里不同位置的溫度與濕度，私家公路的燈光調(diào)控，各類(lèi)儀表的數(shù)據(jù)變更不會(huì)再有過(guò)火而敗味的美食，更不會(huì)有小鬼當(dāng)家中入室的匪徒，火災(zāi)和毒氣泄漏都將最大程度地被防止，博物館的館長(zhǎng)則不再擔(dān)驚受怕地憂(yōu)慮古董名畫(huà)的命運(yùn)。 53.1傳感器技術(shù) 傳感器的定義傳感器的組成 傳感器的分類(lèi) 傳感器的應(yīng)用 63.1.1傳感器的定義 傳感器（Sensor）的定義：能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的裝置。傳感器的組成：由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成。半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號(hào)，本身就構(gòu)成傳感器！73.1.1傳感器的定義物理類(lèi)：

3、基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)?；瘜W(xué)類(lèi)：基于化學(xué)反應(yīng)的原理。生物類(lèi)：基于酶、抗體和激素等分子識(shí)別功能。敏感元器件品種83.1.1傳感器的定義 索諾馬溪谷，氣溫急劇上升。但這家位于吉克莊園的葡萄酒商正在通過(guò)每棵葡萄樹(shù)上的小型無(wú)線(xiàn)Zigbee傳感器密切地監(jiān)控自己的田地。這些一枚硬幣大小的機(jī)器可以跟蹤土壤的溫度和營(yíng)養(yǎng)成分等數(shù)據(jù)。它們利用衛(wèi)星無(wú)線(xiàn)發(fā)射機(jī)相連接。 商業(yè)周刊93.1.1傳感器的定義 光化學(xué)傳感器是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型微量和痕量分析技術(shù)，它是把特定的化學(xué)物質(zhì)的種類(lèi)和濃度變成電信號(hào)來(lái)表示的功能元件。主要是利用光敏感材料與被測(cè)物質(zhì)中的分子、 離子或生物物質(zhì)相互接觸時(shí)直接或間接地引起電極電

4、勢(shì)等電信號(hào)的變化 ,使得很少的化學(xué)物質(zhì)加入體系后 ,會(huì)有放大了許多倍的信號(hào)被檢出 ,借此可以獲得某種化學(xué)物質(zhì)的濃度。目前 ,化學(xué)傳感器的研究受到了廣泛的關(guān)注 ,由于其具有靈敏度非常高 ,選擇性好 ,攜帶方便 ,易微型化 ,能用于現(xiàn)場(chǎng)分析和監(jiān)控等特點(diǎn) ,因此在礦山開(kāi)發(fā)、 石油化工、 生物醫(yī)學(xué)及日常生活中越來(lái)越多的被用來(lái)作為易燃 ,易爆 ,有毒 ,有害氣體的檢測(cè)預(yù)報(bào)和自動(dòng)控制裝置 ,或用來(lái)測(cè)定多種含量極低的物質(zhì) ,甚至可以測(cè)量細(xì)胞中的離子濃度。醫(yī)學(xué)上采用化學(xué)傳感器作病情診斷及治療過(guò)程的自動(dòng)控制。103.1.1傳感器的定義 日本制成多功能生物傳感器，它能測(cè)定血液和尿中的各種物質(zhì)，如糖、蛋白質(zhì)和膽固醇

5、等。英國(guó)科學(xué)家研制一種如同一支鋼筆大小的酶?jìng)鞲衅?。它可在瞬間測(cè)出汽車(chē)駕駛員血液中的酒精含量，從而大大方便了警察的執(zhí)法。日本九州大學(xué)的科研人員研制出比人的舌頭還要靈敏10倍的味覺(jué)傳感器。利用傳感器產(chǎn)生不同的電位差，從電位差的變化可了解產(chǎn)生味道的濃度。113.1.2 傳感器的組成傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路和輔助電源等組成123.1.2 傳感器的組成敏感元件：直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。133.1.2 傳感器的分

6、類(lèi) 物理傳感器：應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?；瘜W(xué)傳感器：包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 根據(jù)傳感器的工具原理劃分143.1.3 傳感器的分類(lèi) 根據(jù)傳感器的用途劃分壓敏和力敏傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、輻射傳感器、熱敏傳感器等?根據(jù)傳感器的原理劃分振動(dòng)傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。153.1.3 傳感器的分類(lèi) 根據(jù)輸出的信號(hào)膺數(shù)字傳感器:將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換

7、成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出（包括直接或間接轉(zhuǎn)換）。模擬傳感器:將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。開(kāi)關(guān)傳感器:當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。 數(shù)字傳感器:將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)。163.1.4 傳感器的應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)上的應(yīng)用 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種參數(shù)，使設(shè)備工作在最佳或正常狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到質(zhì)量要求。 鋼鐵企業(yè)應(yīng)用各種傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了生產(chǎn)流程。 173.1.4 傳感器的應(yīng)用在家用電器

8、領(lǐng)域的應(yīng)用 如全自動(dòng)洗衣機(jī)、電飯煲和微波爐等都離不開(kāi)傳感器。醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，電子脈博儀、體溫計(jì)、醫(yī)用呼吸機(jī)、超聲波診斷儀、斷層掃描（CT）及核磁共振診斷設(shè)備等，都大量地使用了各種各樣的傳感技術(shù)。 溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性工作的. 183.1.4 傳感器的應(yīng)用在軍事國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用 在軍事國(guó)防領(lǐng)域，各種偵測(cè)設(shè)備，紅外夜視探測(cè)，雷達(dá)跟蹤、武器精確制導(dǎo)等，沒(méi)有傳感器是難以實(shí)現(xiàn)的。 目前每架軍用飛機(jī)需 20 多種力學(xué)量的傳感器，對(duì)操縱桿拉力、起落著陸沖擊力、發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)力、救生裝置彈射力、進(jìn)氣管壓力場(chǎng)分布及動(dòng)態(tài)中各種壓力、振動(dòng)、

9、加速度、角加速度、位移等參量的測(cè)量，還要對(duì)過(guò)載和燃油密度及飛行員呼吸的流量等參數(shù)的測(cè)量，檢測(cè)機(jī)艙內(nèi)含氧量、艙內(nèi)煙霧報(bào)警、機(jī)載火控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、隱型用傳感器等。 193.1.4 傳感器的應(yīng)用在航天領(lǐng)域的應(yīng)用 在航空航天領(lǐng)域，空中管制、導(dǎo)航、飛機(jī)的飛行管理和自動(dòng)駕駛著陸系統(tǒng)等，都需要大量的傳感器。人造衛(wèi)星的遙感遙測(cè)等都與傳感器緊密相關(guān)。 “阿波羅10”的運(yùn)載火箭部分，檢測(cè)加速度、聲學(xué)、溫度、壓力、振動(dòng)、流量、應(yīng)變等參數(shù)的傳感器共有2077個(gè)，宇宙飛船部分共有各種傳感器1218個(gè)。203.2 MEMS技術(shù) MEMS的基本概念 MEMS技術(shù)的特點(diǎn)MEMS技術(shù)的起源MEMS的制造工藝 MEMS的加工材料M

10、EMS的分類(lèi)與應(yīng)用 MEMS的發(fā)展前景 213.2.1 MEMS的基本概念MEMSMicro Electromechanical System，微機(jī)電系統(tǒng)MEMS是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。223.2.1 MEMS的基本概念這種微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅能采集、處理與發(fā)送信息或指令，還能按照所獲取的信息自主地或根據(jù)外部的指令采取行動(dòng) 。233.2.2 MEMS的基本概念微型化 MEMS的基本特點(diǎn)低能耗、靈敏度和工作效率高 以硅為主要原料 可批量生產(chǎn) 集成化 學(xué)科上的交叉 應(yīng)用上的高度與廣泛 243.2.3 MEMS的起源半導(dǎo)體傳感器微型傳感

11、器微機(jī)械加工技術(shù)微執(zhí)行器253.2.4MEMS的制造工藝微米/納米技術(shù)包括了從亞毫米到亞微米范圍內(nèi)的材料工藝和裝置的加工制造和綜合集成。微米制造技術(shù)包括對(duì)微米材料的加工和制造。它的制造工藝包括光刻、刻蝕、淀積外延生長(zhǎng)、擴(kuò)散、離子注入、測(cè)試、監(jiān)測(cè)與封裝。納米制造技術(shù)和工藝除了包括微米制造的一些技術(shù) （如離子束光刻等與工藝外，還包括為了利用材料的本質(zhì)特性而對(duì)材料進(jìn)行分子和原子量級(jí)的加工與排列技術(shù)和工藝等。263.2.5 MEMS的加工材料MEMS技術(shù)采用的材料一般可分為襯底材料和附加材料兩類(lèi)。目前微機(jī)械加工采用的襯底材料以硅為主。襯底材料則可以是其他非半導(dǎo)體材料，包括金屬、玻璃、石英、其他晶態(tài)絕緣

12、體、陶瓷、塑料、高聚物以及其他有機(jī)和無(wú)機(jī)材料。273.2.6 MEMS器件的分類(lèi)與應(yīng)用力學(xué)換能器熱學(xué)換能器光學(xué)換能器電磁學(xué)換能器化學(xué)與生物傳感器及微流體器件28力學(xué)換能器分為：力學(xué)傳感器、力學(xué)執(zhí)行器和機(jī)械電路元件3種。力學(xué)傳感器：1速度2壓力3應(yīng)變4聲音5觸覺(jué) 29力學(xué)換能器力學(xué)執(zhí)行器：根據(jù)實(shí)際采用的原理，力學(xué)執(zhí)行器可分為靜電式、熱學(xué)式和壓電式30力學(xué)換能器機(jī)械電路元件：包括采用微機(jī)械加工的方法制作的諧振器、通用繼電器和射頻開(kāi)關(guān)等。31光學(xué)換能器光學(xué)換能器可分為傳感器和執(zhí)行器兩類(lèi)。傳感器的種類(lèi)很多主要是采用微機(jī)械加工技術(shù)制作的半導(dǎo)體光學(xué)傳感器和傳感器陣列（如CCD 器件-Charge-coup

13、led Device，電荷耦合元件?？煞Q(chēng)CCD圖像傳感器，是一種半導(dǎo)體器件，能把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。CCD上植入微光敏物質(zhì)稱(chēng)作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫(huà)面分辨率也就越高。CCD的作用如膠片，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)）。具體采用的效應(yīng)有光電效應(yīng)、光伏效應(yīng)、光倒效應(yīng)和熱電效應(yīng)等。 光學(xué)執(zhí)行器-早期是微型發(fā)光器及其陣列（包括LED、激光LED、等離子光源、熒光光源）和液晶顯示陣列。33熱學(xué)換能器熱學(xué)換能器也分為傳感器和執(zhí)行器。傳感器主要有熱電阻、熱電偶原理和PN結(jié)效應(yīng)制作的多種微型溫度傳感器、微型露點(diǎn)傳感器、微型熱量計(jì)等。執(zhí)行器有制冷器和Peltier效應(yīng)

14、（兩種不同的金屬構(gòu)成閉合回路，當(dāng)回路中存在直流電流時(shí)，兩個(gè)接頭之間將產(chǎn)生溫差。這就是Peltier效應(yīng)），是法國(guó)科學(xué)家珀?duì)柼?834年發(fā)現(xiàn)的）熱泵等。 34電磁學(xué)換能器（1）磁傳感器：包括霍爾效應(yīng)傳感器、磁敏電阻式傳感器、真空電子式磁傳感、磁通門(mén)式磁力計(jì)、隧道式磁力計(jì)和超導(dǎo)量子干涉磁力計(jì)等。（2）電磁執(zhí)行器：目前已有采用磁致伸縮原理和傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理制作的執(zhí)行器。為了能在微結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生磁場(chǎng)，可采用制作永磁薄膜和微型線(xiàn)圈的辦法。35化學(xué)與生物傳感器及微流體器件化學(xué)和生物傳感器主要用在醫(yī)學(xué)診斷、植入式檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和食品工藝檢測(cè)等方面，基本還處在研究階段。除了與宏觀化學(xué)和生物傳感器對(duì)應(yīng)的微觀器件外

15、，這類(lèi)傳感器還包括基因芯片及各種可與生物神經(jīng)系統(tǒng)接口的微電極陣列等。36微流體器件（1）流體傳感器 包括檢測(cè)流量、流速、密度和粘滯性等物理量的傳感器。 （2） 閥 微型閥根據(jù)有無(wú)動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為有源和無(wú)源兩類(lèi)。有源閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)可采用熱膨脹、氣動(dòng)、壓電靜電和電磁等原理。 （3） 泵 微流體泵可實(shí)現(xiàn)的功能有輸送反應(yīng)物或懸浮顆粒、產(chǎn)生壓力差、使冷卻水循環(huán)、產(chǎn)生推進(jìn)力等。（4） 流體通道 流體通道是微流體系統(tǒng)的基本構(gòu)件， 可以采用包括硅在內(nèi)的多種材料，采用的方法是體或表面微機(jī)械加工技術(shù)。（5） 集成的化學(xué)分析系統(tǒng) 這類(lèi)實(shí)例包括氣體和液體的色彩分析系統(tǒng)、細(xì)胞融合裝置以及DNA放大分析系統(tǒng)等。3

16、73.2.7 MEMS發(fā)展前景 與應(yīng)用領(lǐng)域 MEMS技術(shù)也正發(fā)展成為一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，多數(shù)工業(yè)觀察家預(yù)測(cè)，未來(lái)5年MEMS器件的銷(xiāo)售額將呈迅速增長(zhǎng)之勢(shì)，年平均增長(zhǎng)率約為18%，因此對(duì)機(jī)械電子工程、精密機(jī)械及儀器、半導(dǎo)體物理等學(xué)科的發(fā)展提供了極好的機(jī)遇和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。38MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域（1）航空航天在飛機(jī)和載人航天器上應(yīng)用的各種傳感器數(shù)量很大，若采用微型集成傳感器，體積、質(zhì)量、耗電功率將減少很多，對(duì)航天器來(lái)說(shuō)，儀表系統(tǒng)的體積質(zhì)量減少后，運(yùn)載效益將非常可觀。MEMS技術(shù)首先將促進(jìn)航天器內(nèi)傳感器的微型化，使之節(jié)能、降低成本和大幅度提高系統(tǒng)可靠性。微型衛(wèi)星和小衛(wèi)星就是這一領(lǐng)域的成果。39MEMS的應(yīng)用

17、領(lǐng)域（2）醫(yī)藥衛(wèi)生應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的微機(jī)電系統(tǒng), 通常稱(chēng)為生物微機(jī)電系統(tǒng)（BioMEMS）。傳統(tǒng)上把在數(shù)平方厘米大小的硅片等材料上加工出的應(yīng)用于生化分析的生物微機(jī)電系統(tǒng)稱(chēng)為生物芯片（BioChip）以生物芯片為核心的微全分析系統(tǒng)（Micro Total Analysis Systems ，MTAS）是微機(jī)電系統(tǒng)當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。由于具有效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，所以生物芯片的研究和開(kāi)發(fā)將對(duì)生物和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究、疾病診斷與治療、農(nóng)業(yè)育種、新藥開(kāi)發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、司法鑒定等產(chǎn)生重大影響。40MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域（3）光學(xué)器件微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)利用制作硅芯片的微細(xì)加工工藝，可以實(shí)現(xiàn)超小型精密立體微結(jié)構(gòu)和把許多微

18、結(jié)構(gòu)組合成系統(tǒng)。因此，微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)在制作光學(xué)器件中大有用武之地。如光開(kāi)關(guān)和光交換器、光存儲(chǔ)等。41MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域（4）微能源對(duì)于微機(jī)電或包含微機(jī)電的器件，常規(guī)能源用一般的方法很難高效地完成供能任務(wù)。因此，微能源也成為了微機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)非常重要的領(lǐng)域。目前正在研制的微能源種類(lèi)很豐富，主要有微型內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，微燃料電池、微蓄電池等。42MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域（5）微機(jī)器人微機(jī)器人是微系統(tǒng)最典型的應(yīng)用。在許多特殊場(chǎng)合，在人難以接近或不能接近的空間中，微機(jī)器人完成人的工作，如狹小空間中的機(jī)器人、電纜維修機(jī)器人等。433.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概述 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域 443.3.

19、1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概述 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN）是信息科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)全新的發(fā)展方向，也是新興學(xué)科與傳統(tǒng)學(xué)科進(jìn)行領(lǐng)域間交叉的結(jié)果。 453.3.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概述三個(gè)階段智能傳感器 無(wú)線(xiàn)智能傳感器 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng) 46無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概述智能傳感器將計(jì)算能力嵌入到傳感器中，使得傳感器節(jié)點(diǎn)不僅具有數(shù)據(jù)采集能力，而且具有信息處理能力。無(wú)線(xiàn)智能傳感器在智能傳感器的基礎(chǔ)上增加了無(wú)線(xiàn)通信能力，大大延長(zhǎng)了傳感器的感知觸角，降低了傳感器的工程實(shí)施成本。47無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到無(wú)線(xiàn)智能傳感器中，使得傳感器不再是單個(gè)的感知單元，而是能夠

20、交換信息、協(xié)調(diào)控制的有機(jī)體，實(shí)現(xiàn)物與物的互聯(lián)，把感知觸角深入世界各個(gè)角落，成為下一代互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。 48無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展背景 1996年，美國(guó)UCLA大學(xué)的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗無(wú)線(xiàn)集成微型傳感器”揭開(kāi)了現(xiàn)代WSN網(wǎng)絡(luò)的序幕。在其后的10余年里，WSN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到學(xué)術(shù)界、工業(yè)界、政府的廣泛關(guān)注，成為在國(guó)防軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)、健康護(hù)理、智能家居、建筑物結(jié)構(gòu)監(jiān)控、復(fù)雜機(jī)械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車(chē)間和倉(cāng)庫(kù)管理以及機(jī)場(chǎng)、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域中最有競(jìng)爭(zhēng)力的應(yīng)用技術(shù)之一。 493.3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)由部署

21、在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)、具有無(wú)線(xiàn)通信與計(jì)算能力的大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)自組織方式構(gòu)成能夠根據(jù)環(huán)境完成指定任務(wù)的分布式、智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)間一般采用多跳（multi-hop）方式進(jìn)行通信。傳感網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)協(xié)作監(jiān)控不同位置的物理或者環(huán)境狀況（如溫度、濕度、聲音、壓力或污染物等）。503.3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖傳感網(wǎng)通過(guò)一組傳感器以特定方式構(gòu)成有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，使各節(jié)點(diǎn)能協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)地理區(qū)域中的感知對(duì)象信息，并發(fā)布給觀察者。513.3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)傳感網(wǎng)的構(gòu)建必須具備三個(gè)基本要素：感知對(duì)象：需要被感知的任何事物或者環(huán)

22、境參數(shù)。感知節(jié)點(diǎn)：既有感知功能，也有路由選擇功能，用于檢測(cè)周?chē)录陌l(fā)生或者環(huán)境參數(shù)。匯聚節(jié)點(diǎn)：即SINK，從傳感器節(jié)點(diǎn)采集并處理最終的檢測(cè)數(shù)據(jù)。傳感網(wǎng)可在獨(dú)立的環(huán)境下運(yùn)行，也可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接到網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)自組織無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知的信息傳送到用戶(hù)終端。523.3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)單元結(jié)構(gòu)示意533.3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的組成和功能，包括6個(gè)單元：感知單元：由傳感器和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成。用于感知、獲取外界信息，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。處理單元：由微處理器、存儲(chǔ)器、嵌入式操作系統(tǒng)等構(gòu)成。負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)各部分的工作，如對(duì)感知單元獲取的

23、信息進(jìn)行必要的處理、保存，控制感知單元和電源的工作模式等。通信單元：由無(wú)線(xiàn)收發(fā)器構(gòu)成，負(fù)責(zé)與其他傳感器或者收發(fā)器進(jìn)行通信。電源部分：為傳感器工作提供必要的能源。定位系統(tǒng)：用于觀察者對(duì)傳感器的位置進(jìn)行跟蹤。移動(dòng)系統(tǒng)：用于在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)，移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)。543.3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 傳感器節(jié)點(diǎn)在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)中可作為數(shù)據(jù)采集者、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站或者簇頭節(jié)點(diǎn)。作為數(shù)據(jù)采集者，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)收集周?chē)h(huán)境數(shù)據(jù)，通過(guò)通信路由協(xié)議直接或者間接將數(shù)據(jù)傳遞給遠(yuǎn)方基站或者sink節(jié)點(diǎn)；作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，節(jié)點(diǎn)除了完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)以外，還要接收鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，將其發(fā)送給距離基站更近的鄰居節(jié)點(diǎn)或者直接發(fā)送到基站或者si

24、nk節(jié)點(diǎn)；作為簇頭節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)收集該簇內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)融合后，發(fā)送到基站或者sink節(jié)點(diǎn)。553.3.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和部署無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有三種：星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合網(wǎng)。56星狀網(wǎng)星狀網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是單跳（single-hop）。如傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，所有終端節(jié)點(diǎn)直接與基站進(jìn)行雙向通信，而彼此之間不進(jìn)行連接?；竟?jié)點(diǎn)可以是一臺(tái)PC、專(zhuān)用控制設(shè)備或其他與數(shù)據(jù)處理設(shè)備通信的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)中各終端節(jié)點(diǎn)也可按應(yīng)用需求而各不相同。這種結(jié)構(gòu)對(duì)傳感網(wǎng)并不合適，因?yàn)閭鞲衅髯陨砟芰坑邢?，如果每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要保證數(shù)據(jù)的正確接收，則傳感器節(jié)點(diǎn)需要以較大功率發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)節(jié)點(diǎn)之間距離較近時(shí)，會(huì)監(jiān)測(cè)

25、到相似或者相同的信息，這些不必要的冗余會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。57混合網(wǎng)混合網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)力求兼具星狀網(wǎng)的簡(jiǎn)潔、易控以及網(wǎng)狀網(wǎng)的多跳和自愈的優(yōu)點(diǎn)，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建立、維護(hù)以及更新更簡(jiǎn)單、高效。其中，分層式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)屬于混合網(wǎng)中較典型的一種，尤其適合節(jié)點(diǎn)眾多的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的應(yīng)用。分層網(wǎng)中，整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)形成分層結(jié)構(gòu)，傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)基站指定或者自組織的方法形成各個(gè)獨(dú)立的簇（cluster），每個(gè)簇選出相應(yīng)的簇首（cluster head），由簇首負(fù)責(zé)簇內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的控制，并對(duì)簇內(nèi)所收集的信息進(jìn)行整合、處理，隨后發(fā)送給基站。分層式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)既通過(guò)簇內(nèi)控制，減少了節(jié)點(diǎn)與基站間遠(yuǎn)距離的信令交互，降低了網(wǎng)絡(luò)建立的復(fù)雜度，減

26、少了網(wǎng)絡(luò)路由和數(shù)據(jù)處理的開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)又可通過(guò)數(shù)據(jù)融合降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，而多跳也減少了網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。58網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是多跳的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都可直接通信。通過(guò)一定的算法，網(wǎng)絡(luò)選擇一條或者多條路由進(jìn)行多跳數(shù)據(jù)傳輸。由于每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都有多條路徑可達(dá)基站節(jié)點(diǎn)，故其故障修復(fù)能力較強(qiáng)。系統(tǒng)以多跳代替了單跳傳輸，減少了每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的功率。然而由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，分布隨機(jī)、且拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化復(fù)雜，因此在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行多跳路由查找以及路由維護(hù)和修復(fù)很困難。同時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)必須時(shí)刻保持“監(jiān)聽(tīng)”狀態(tài)，相應(yīng)增加了網(wǎng)絡(luò)能耗，減少了網(wǎng)絡(luò)壽命。59無(wú)線(xiàn)傳器網(wǎng)絡(luò)的部署 在傳感網(wǎng)中，傳感器節(jié)點(diǎn)可通

27、過(guò)飛機(jī)播撒、人工安裝等方式部署在感知對(duì)象內(nèi)部、附近或周邊等。這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織或設(shè)定方式組網(wǎng)，以協(xié)作方式感知、采集和處理覆蓋區(qū)域中特定的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息在任意地點(diǎn)、任意時(shí)間的采集、處理和分析，并以多跳中繼的方式將數(shù)據(jù)傳回匯聚節(jié)點(diǎn)sink。傳感網(wǎng)的部署過(guò)程603.3.4 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)協(xié)議傳輸層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層MAC協(xié)議物理層613.3.4 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)協(xié)議物理層通信協(xié)議主要解決傳輸介質(zhì)選擇、傳輸頻段選擇、無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器的設(shè)計(jì)、調(diào)制方式等問(wèn)題。由于無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量有限，物理層（包括其他層）的一個(gè)核心設(shè)計(jì)原則就是節(jié)能。傳感網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)主要包括無(wú)線(xiàn)電、紅外線(xiàn)、光波等，其中無(wú)線(xiàn)電是目前最主

28、要的傳輸介質(zhì)。使用這種介質(zhì)需要解決頻段選擇、調(diào)制方式的選擇等問(wèn)題。623.3.4 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層的研究主要集中在MAC協(xié)議。傳感網(wǎng)的MAC協(xié)議旨在為資源（特別是能量）受限的大量傳感器節(jié)點(diǎn)建立具有自組織能力的多跳通信鏈路，實(shí)現(xiàn)公平優(yōu)先的通信資源共享，處理數(shù)據(jù)包之間的碰撞，重點(diǎn)是如何節(jié)約能源。633.3.4 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議主要包括基于聚簇的路由協(xié)議、基于地理位置的路由協(xié)議、能量感知路由協(xié)議、以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議等。（1）基于聚簇的路由協(xié)議- 根據(jù)規(guī)則把所有節(jié)點(diǎn)集分為多個(gè)子集，各集為一個(gè)簇，有簇頭，負(fù)責(zé)全局路由，其他節(jié)點(diǎn)通過(guò)簇頭接受或發(fā)送數(shù)據(jù)。（2）基于地理位置的路由協(xié)議-

29、假定各節(jié)點(diǎn)都知道自己的地理位置以及目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的地理位置。（3）以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議 - 節(jié)點(diǎn)不具有全局唯一地址，而是觀測(cè)數(shù)據(jù)的屬性。sink用洪泛方式將興趣消息（監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)）傳播到整個(gè)或部分區(qū)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。傳播中，協(xié)議在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上建立反向的從數(shù)據(jù)源到sink的傳輸路徑，再把數(shù)據(jù)沿己確定的路徑向sink傳送。該類(lèi)協(xié)議的能量和時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)大。（4）能量感知路由協(xié)議 - 源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間建立多條通信路徑，各路徑具有一個(gè)與節(jié)點(diǎn)剩余能量相關(guān)的選擇概率，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，協(xié)議根據(jù)路徑的選擇概率選擇一條路徑傳輸。 在設(shè)計(jì)路由協(xié)議時(shí)要考慮節(jié)能與通信服務(wù)質(zhì)量的平衡、如何支持拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁改變、如何面向應(yīng)用設(shè)計(jì)

30、路由協(xié)議、安全路由協(xié)議等問(wèn)題。643.3.4 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)協(xié)議傳輸層協(xié)議傳感網(wǎng)的傳輸層與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸層擔(dān)負(fù)的任務(wù)大致相同，負(fù)責(zé)端到端的傳輸控制。傳感網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)相連時(shí)，傳輸層協(xié)議尤其重要。因傳感網(wǎng)的能量受限性、節(jié)點(diǎn)命名機(jī)制、以數(shù)據(jù)為中心等特征，使其傳輸控制很困難，傳感網(wǎng)的傳輸層需要特殊的技術(shù)和方法。653.3.5無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)可使用眾多類(lèi)型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。663.3.5無(wú)線(xiàn)傳感

31、器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境的監(jiān)測(cè)和保護(hù) 醫(yī)療護(hù)理軍事領(lǐng)域 生產(chǎn)作業(yè)67無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測(cè)對(duì)象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤，具有快速展開(kāi)、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)。68環(huán)境的監(jiān)測(cè)和保護(hù) 英特爾研究實(shí)驗(yàn)室研究人員曾經(jīng)將32個(gè)小型傳感器接入互聯(lián)網(wǎng)，以讀出緬因州“大鴨島”上的氣候，用來(lái)評(píng)價(jià)一種海燕巢的條件。 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)還可以跟蹤候鳥(niǎo)和昆蟲(chóng)的遷移，研究環(huán)境變化對(duì)農(nóng)作物的影響，監(jiān)測(cè)海洋、大氣和土壤的成分等。 它也可以應(yīng)用在精致農(nóng)業(yè)中，監(jiān)測(cè)農(nóng)作物中的害蟲(chóng)、土壤的酸堿度和施肥狀況等。 69醫(yī)療

32、護(hù)理 曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家使用無(wú)線(xiàn)傳感器創(chuàng)建了一個(gè)智能醫(yī)療房間，使用微塵來(lái)測(cè)量居住者的生理征兆（血壓、脈搏和呼吸）、睡覺(jué)姿勢(shì)以及每天24小時(shí)的活動(dòng)狀況。70醫(yī)療護(hù)理英特爾公司也推出了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭護(hù)理技術(shù)。該技術(shù)是作為探討應(yīng)對(duì)老齡化社會(huì)的技術(shù)項(xiàng)目CAST（Center for Aging Services Technologies）的一個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)發(fā)的。該系統(tǒng)通過(guò)在鞋、家具以家用電器等家具和設(shè)備中嵌入半導(dǎo)體傳感器，幫助老齡人士、阿爾茨海默病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無(wú)線(xiàn)通信將各傳感器聯(lián)網(wǎng)可高效傳遞必要的信息從而方便護(hù)理。 71軍事領(lǐng)域 由于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)具有密集型、隨機(jī)分布的特點(diǎn)，非常

33、適用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，包括偵察敵情、監(jiān)控兵力、裝備和物資，判斷生物化學(xué)攻擊等多方面用途。美國(guó)國(guó)防部遠(yuǎn)景計(jì)劃研究局已投資幾千萬(wàn)美元，幫助大學(xué)進(jìn)行“智能灰塵”（Smart Dust）傳感器技術(shù)的研發(fā)。 72生產(chǎn)作業(yè)英特爾正在對(duì)工廠中的一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，該網(wǎng)絡(luò)由40臺(tái)機(jī)器上的210個(gè)傳感器組成，這樣組成的監(jiān)控系統(tǒng)將可以大大改善工廠的運(yùn)作條件。它可以大幅降低檢查設(shè)備的成本，同時(shí)由于可以提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，因此將能夠縮短停機(jī)時(shí)間，提高效率，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 733.4 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涵蓋的范圍很廣，既包括允許用戶(hù)建立遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)連接的全球語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，也包括為近距離無(wú)線(xiàn)連接進(jìn)行優(yōu)化的紅

34、外線(xiàn)技術(shù)及射頻技術(shù)等。 743.4.1無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型 無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng) 無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng) 無(wú)線(xiàn)個(gè)人網(wǎng) 75無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng) 無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)（WWAN）技術(shù)可使用戶(hù)通過(guò)遠(yuǎn)程公用網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)建立無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。通過(guò)無(wú)線(xiàn)服務(wù)提供商負(fù)責(zé)維護(hù)的若干天線(xiàn)基站或衛(wèi)星系統(tǒng)，這些連接可以覆蓋廣大的地理區(qū)域，例如若干城市或者國(guó)家和地區(qū)。 目前的WWAN 技術(shù)被稱(chēng)為第二代移動(dòng)通信技術(shù)（2G）系統(tǒng)。2G系統(tǒng)主要包括移動(dòng)通信全球系統(tǒng)（GSM）、蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD）和碼分多址（CDMA）?，F(xiàn)在正努力從 2G 網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）過(guò)渡。 76無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng) 無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)（WMAN）技術(shù)使用戶(hù)可以在城區(qū)的多個(gè)場(chǎng)所之間創(chuàng)建

35、無(wú)線(xiàn)連接（如在一個(gè)城市或大學(xué)校園的多個(gè)辦公樓之間），而不必花費(fèi)高昂的費(fèi)用鋪設(shè)光纜、銅質(zhì)電纜和租用線(xiàn)路。 WMAN使用無(wú)線(xiàn)電波或紅外光波傳送數(shù)據(jù)。77無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng) 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)可以使用戶(hù)在本地創(chuàng)建無(wú)線(xiàn)連接（例如，在公司或校園的大樓里，或在某個(gè)公共場(chǎng)所，如機(jī)場(chǎng)、賓館、酒店、候車(chē)室等）。 78無(wú)線(xiàn)個(gè)人網(wǎng) 無(wú)線(xiàn)個(gè)人網(wǎng)（WPAN）技術(shù)使用戶(hù)能夠?yàn)閭€(gè)人操作空間（POS）設(shè)備（如 PDA、移動(dòng)電話(huà)和筆記本電腦等）創(chuàng)建臨時(shí)無(wú)線(xiàn)通訊。POS 指的是以個(gè)人為中心，最大距離為 10 米的一個(gè)空間范圍。 主要的 WPAN 技術(shù)是藍(lán)牙“Bluetooth”和紅外線(xiàn)。793.4.2無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)常用設(shè)備類(lèi)型 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)

36、卡 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋 無(wú)線(xiàn)天線(xiàn) 80無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的作用類(lèi)似于以太網(wǎng)中的網(wǎng)卡，作為無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的接口，實(shí)現(xiàn)與無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的連接。 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡根據(jù)接口類(lèi)型的不同，主要分為三種類(lèi)型，即PCMCIA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡、PCI無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡和USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡。 81無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋用于連接兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)段，這些獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)段通常位于不同的建筑內(nèi)，相距幾百米到幾十公里,廣泛應(yīng)用在不同建筑物間的互聯(lián)。 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋的特點(diǎn)是功率大，傳輸距離遠(yuǎn)（最大可達(dá)約50km），抗干擾能力強(qiáng)等，不自帶天線(xiàn)，一般配備拋物面天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。82無(wú)線(xiàn)天線(xiàn) 當(dāng)計(jì)算機(jī)與無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)（AP）或其他計(jì)算機(jī)相距較遠(yuǎn)時(shí)，隨著信號(hào)的減弱，傳輸速率會(huì)明顯下降

37、，或者根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)與AP或其他計(jì)算機(jī)之間通訊，此時(shí)，就必須借助于無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)對(duì)所接收或發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行增益（放大）。 83無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)常見(jiàn)的類(lèi)型有兩種一種是室內(nèi)天線(xiàn)，優(yōu)點(diǎn)是方便靈活，缺點(diǎn)是增益小，傳輸距離短另一種是室外天線(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)。比較適合遠(yuǎn)距離傳輸。 843.4.3無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入方式根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，目前無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有:網(wǎng)橋連接型訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)連接型HUB接入型無(wú)中心型85網(wǎng)橋連接型 該結(jié)構(gòu)主要用于無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)局域網(wǎng)之間的互連。當(dāng)兩個(gè)局域網(wǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)連接或使用有線(xiàn)連接存在困難時(shí)，可使用網(wǎng)橋連接型實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接。 在這種結(jié)構(gòu)中局域網(wǎng)之間的通信是通過(guò)各自的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋來(lái)實(shí)現(xiàn)的，

38、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋起到了網(wǎng)絡(luò)路由選擇和協(xié)議轉(zhuǎn)換的作用。86訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)連接型 這種結(jié)構(gòu)采用移動(dòng)蜂窩通信網(wǎng)接入方式，各移動(dòng)站點(diǎn)間的通信是先通過(guò)就近的無(wú)線(xiàn)接收站將信息接收下來(lái)，然后將收到的信息通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)傳入到“移動(dòng)交換中心”，再由移動(dòng)交換中心傳送到所有無(wú)線(xiàn)接收站上。 在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何地方都可以接收到該信號(hào)，并可實(shí)現(xiàn)漫游通信。87HUB接入型 在有線(xiàn)局域網(wǎng)中利用HUB可組建星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同樣也可利用無(wú)線(xiàn)AP組建星型結(jié)構(gòu)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，其工作方式和有線(xiàn)星形結(jié)構(gòu)很相似。但在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中一般要求無(wú)線(xiàn)AP應(yīng)具有簡(jiǎn)單的網(wǎng)內(nèi)交換功能。 88無(wú)中心型結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)的工作原理類(lèi)似于有線(xiàn)對(duì)等網(wǎng)的工作方式。它要求網(wǎng)中任意兩個(gè)站點(diǎn)間均

39、能直接進(jìn)行信息交換。每個(gè)站點(diǎn)既是工作站，也是服務(wù)器。 893.4.4無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)與特點(diǎn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)最初標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.11，解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中，用戶(hù)及各類(lèi)終端設(shè)備的無(wú)線(xiàn)接入問(wèn)題，其速率最高只能達(dá)到2Mbps。早期的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡都支持該標(biāo)準(zhǔn)，但因其在帶寬和傳輸距離上都不能滿(mǎn)足實(shí)際需要，IEEE便推出了802.11a。 IEEE 802.11a 采用了與原始標(biāo)準(zhǔn)相同的核心協(xié)議，工頻為5GHz，使用52個(gè)正交頻分多路復(fù)用副載波，最大原始數(shù)據(jù)傳輸率在物理層為54 Mbps，傳輸層可達(dá)25 Mbps， 達(dá)到了現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中等吞吐量（20 Mbps ）的要求。可提供25Mbps的無(wú)線(xiàn)ATM接口和

40、10Mbps的以太網(wǎng)無(wú)線(xiàn)幀結(jié)構(gòu)接口，以及TDD/TDMA的空中接口；擁有12條不相互重疊的頻道，8條用于室內(nèi)，4條用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)；一個(gè)扇區(qū)可接入多個(gè)用戶(hù)，每個(gè)用戶(hù)可帶多個(gè)終端。90無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)的特點(diǎn) 安裝便捷 使用靈活 經(jīng)濟(jì)節(jié)約 易于擴(kuò)展 更好的安全性 913.4.5 3G技術(shù) 國(guó)際電信聯(lián)盟在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA以及WiMAX四大主流無(wú)線(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)，寫(xiě)入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件2000年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃（簡(jiǎn)稱(chēng)IMT2000）。 92CDMA技術(shù) CDMA是Code Division Multiple Access (碼分多址)的縮寫(xiě)

41、，是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)的模擬調(diào)制方式，這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話(huà)音業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用時(shí)分多址(TDMA)的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大為改善，但TDMA的系統(tǒng)容量仍然有限，越區(qū)切換性能仍不完善。 93CDMA技術(shù)目前中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)所使用的GSM移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)采用的便是FDMA和TDMA兩種方式的結(jié)合。 GSM比模擬移動(dòng)電話(huà)有很大的優(yōu)勢(shì)，但在頻譜效率上僅是模擬系統(tǒng)的3倍，容量有限；在話(huà)音質(zhì)量上也很難達(dá)到有線(xiàn)電話(huà)水平；TDMA終端接入速率最高也只能達(dá)到9.6kbit/s；TD

42、MA系統(tǒng)無(wú)軟切換功能，因而容易掉話(huà)，影響服務(wù)質(zhì)量 。94CDMA技術(shù)TDMA并不是現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)通信的最佳無(wú)線(xiàn)接入，而CDMA技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換等，正受到越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商和用戶(hù)的青睞。 95CDMA技術(shù) CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。 96CDMA技術(shù)第二次世界大戰(zhàn)期間研發(fā)出CDMA技術(shù)，其思想初衷

43、是防止敵方對(duì)己方通訊的干擾，在戰(zhàn)爭(zhēng)期間廣泛應(yīng)用于軍事抗干擾通信，后來(lái)由美國(guó)高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)。1995年，第一個(gè)CDMA商用系統(tǒng)運(yùn)行之后，CDMA技術(shù)理論上的諸多優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)，從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應(yīng)用。全球許多國(guó)家和地區(qū)，包括中國(guó)香港、韓國(guó)、日本、美國(guó)都已建有CDMA商用網(wǎng)絡(luò)。 973G標(biāo)準(zhǔn) W-CDMA CDMA2000 TD-SCDMA WiMAX 98W-CDMA 也稱(chēng)為WCDMA，全稱(chēng)為Wideband CDMA，也稱(chēng)為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取。這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較

44、輕易地過(guò)渡，而GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲對(duì)這套新技術(shù)的接受度預(yù)料會(huì)相當(dāng)高。 99W-CDMA該標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進(jìn)策略。 GPRS是General Packet Radio Service (通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù))的簡(jiǎn)稱(chēng)，EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution (增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn))的簡(jiǎn)稱(chēng)，這兩種技術(shù)被稱(chēng)為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。 100CDMA2000 CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的寬帶CDMA技術(shù)，也稱(chēng)為CDMA Multi-Carrier，由高通北美公司提出，

45、摩托羅拉、Lucent和韓國(guó)三星都參與，韓國(guó)現(xiàn)在成該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。 該標(biāo)準(zhǔn)提出了從CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演進(jìn)策略。CDMA20001x被稱(chēng)為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。目前中國(guó)聯(lián)通正在采用這一方案向3G過(guò)渡，并已建成了CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)。101 346 TD-SCDMA全稱(chēng)為T(mén)ime Division - Synchronous Code Division Multiple Access（時(shí)分同步CDMA），該標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)大陸制定的3G標(biāo)準(zhǔn)，1999年6月29日，中國(guó)原郵電部電信科學(xué)技術(shù)研究院（大唐電信）向ITU提出。 102TD-SCD

46、MA該標(biāo)準(zhǔn)將智能無(wú)線(xiàn)、同步CDMA和軟件無(wú)線(xiàn)電等當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。由于中國(guó)龐大的市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TDSCDMA標(biāo)準(zhǔn)。 該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過(guò)2.5代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G過(guò)渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級(jí)。 103WiMAX WiMAX 的全名是微波存取全球互通（Worldwide Interoperability for Microwave Access），又稱(chēng)為80216無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)，是又一種為企業(yè)和家庭用戶(hù)提供“最后一公里”的寬帶無(wú)線(xiàn)連接方案。將此技術(shù)與

47、需要授權(quán)或免授權(quán)的微波設(shè)備相結(jié)合之后，由于成本較低，將擴(kuò)大寬帶無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)，改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認(rèn)知度。 104346 TD-SCDMA 在與歐洲、美國(guó)各自提出的3G標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)中，中國(guó)提出的TD-SCDMA已正式成為全球3G標(biāo)準(zhǔn)之一，這標(biāo)志中國(guó)在移動(dòng)通信領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入世界領(lǐng)先之列。該方案的主要技術(shù)集中在大唐公司手中，它的設(shè)計(jì)參照了TDD（時(shí)分雙工）在不成對(duì)的頻帶上的時(shí)域模式。 105TD-SCDMATDD模式是基于在無(wú)線(xiàn)信道時(shí)域里，周期地重復(fù)TDMA幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)幀結(jié)構(gòu)被再分為幾個(gè)時(shí)隙。在TDD模式下，可方便地實(shí)現(xiàn)上/下行鏈路間靈活切換，其優(yōu)勢(shì)是，在上/下行鏈路間的時(shí)隙分配可以被一個(gè)靈活的轉(zhuǎn)換

48、點(diǎn)改變，以滿(mǎn)足不同的業(yè)務(wù)要求 106TD-SCDMATDSCDMA的無(wú)線(xiàn)傳輸方案綜合了FDMA，TDMA和CDMA等基本傳輸方法。通過(guò)與聯(lián)合檢測(cè)相結(jié)合，它在傳輸容量方面表現(xiàn)非凡。通過(guò)引進(jìn)智能天線(xiàn)，容量還可以進(jìn)一步提高。 基于高度的業(yè)務(wù)靈活性，TDSCDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）連接到交換網(wǎng)絡(luò)。在最終版本里，計(jì)劃讓TDSCDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)直接相連。 107TD-SCDMATDSCDMA在應(yīng)用范圍內(nèi)有自身的特點(diǎn)：一是終端的移動(dòng)速度受現(xiàn)有DSP運(yùn)算速度的限制，只能做到240km/h；二是基站覆蓋半徑在15km以?xún)?nèi)時(shí)頻譜利用率和系統(tǒng)容量可達(dá)最佳，在用戶(hù)容量不是很大的區(qū)域，基站最

49、大覆蓋可達(dá)40km。 108TDSCDMA的優(yōu)勢(shì) 技術(shù)優(yōu)勢(shì)- TD-SCDMA相對(duì)其它3G備選技術(shù)擁有明顯的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)及財(cái)務(wù)優(yōu)勢(shì)。 標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勢(shì)-無(wú)論在資金上、技術(shù)上還是政策上，政府都給予了TD-SCDMA最大的支持。 用戶(hù)優(yōu)勢(shì) -我國(guó)的移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)數(shù)突破8億戶(hù)，這么大的基數(shù)給了TD-SCDMA最好的支持。3.4.7 4G技術(shù) 1093.4.7 4G技術(shù) 在2009年2月，歐洲的四家移動(dòng)設(shè)備生產(chǎn)商阿爾卡特、愛(ài)立信、諾基亞和西門(mén)子組成了世界無(wú)線(xiàn)研究論壇（WWRF），研究3G的發(fā)展方向。WWRF預(yù)計(jì)4G技術(shù)在2010年開(kāi)始投入應(yīng)用。這一代通信技術(shù)可將不同的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)和通信標(biāo)準(zhǔn)、手機(jī)信號(hào)、無(wú)線(xiàn)電通

50、信和電視廣播以及衛(wèi)星通信結(jié)合起來(lái)。1103.4.7 4G技術(shù)第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)具備以下幾種基本特性：(1) 集中服務(wù) 個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、廣播和娛樂(lè)等各項(xiàng)業(yè)務(wù)將會(huì)結(jié)合成一個(gè)整體，提供給用戶(hù)比以往更廣泛的服務(wù)和應(yīng)用；系統(tǒng)的使用將會(huì)更加安全、方便以及更多地考慮到用戶(hù)的個(gè)性。(2) 泛在移動(dòng)接入 在4G系統(tǒng)中，移動(dòng)接入將是提供話(huà)音、高速信息業(yè)務(wù)、廣播以及娛樂(lè)等業(yè)務(wù)的主要接入方式，人們可以隨時(shí)、隨地接入到系統(tǒng)中。(3) 各式各樣的用戶(hù)設(shè)備 用戶(hù)將使用各式各樣的移動(dòng)設(shè)備接入到4G系統(tǒng)中來(lái)。設(shè)備與人之間的交流不再僅僅是簡(jiǎn)單的聽(tīng)、說(shuō)、看，還可以通過(guò)其他途徑與用戶(hù)進(jìn)行交流。這將大大方便人們的使用，特別是某些

51、殘疾用戶(hù)的使用。 (4)自治的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 4G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)完全自治的、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，它可以自動(dòng)管理、動(dòng)態(tài)改變自己的結(jié)構(gòu)以滿(mǎn)足系統(tǒng)變化和發(fā)展的要求。1113.4.7 4G技術(shù) 國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）無(wú)線(xiàn)電通信部也已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，將把移動(dòng)通信系統(tǒng)同其他系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，在2010年前使數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到100Mbs。對(duì)更高級(jí)的3G系統(tǒng)，ITU決定同時(shí)發(fā)展IMT-2000的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提高數(shù)據(jù)包和聲音文件的傳輸速率被日本NTT DoCoMo和J-Phone兩家公司采用的WCDMA將達(dá)到8Mbs的下載速率，而CDMA2000系統(tǒng)也將達(dá)到2.4Mbs的速率。1123.4.8 Wi-FiWi-Fi是一種將個(gè)人電腦

52、、手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無(wú)線(xiàn)方式互相連接的技術(shù)，也是一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)所持有。 113Wi-FiWi-Fi通過(guò)一個(gè)無(wú)線(xiàn)路由器，在其電波覆蓋的有效范圍都可以采用Wi-Fi連接方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，如果無(wú)線(xiàn)路由器連接了一條ADSL線(xiàn)路或者別的上網(wǎng)線(xiàn)路，則又被稱(chēng)為“熱點(diǎn)”。 114Wi-FiWi-Fi 熱點(diǎn)是通過(guò)在互聯(lián)網(wǎng)連接上安裝訪問(wèn)點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建的。這個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)將無(wú)線(xiàn)信號(hào)通過(guò)短程進(jìn)行傳輸 - 一般覆蓋100m。當(dāng)一臺(tái)支持Wi-Fi 的設(shè)備（例如Pocket PC）遇到一個(gè)熱點(diǎn)時(shí)，這個(gè)設(shè)備可以用無(wú)線(xiàn)方式連接到那個(gè)網(wǎng)絡(luò)。大部分熱點(diǎn)都位于供大眾訪問(wèn)的

53、地方，例如機(jī)場(chǎng)、咖啡店、旅館、書(shū)店以及校園等。 115Wi-Fi技術(shù)架構(gòu) 站點(diǎn)(Station) 基本服務(wù)單元(Basic Service Set, BSS) 分配系統(tǒng)（Distribution System，DS） 接入點(diǎn)(Acess Point, AP) 擴(kuò)展服務(wù)單元（Extended Service Set, ESS） 關(guān)口(Portal) 116WIFI技術(shù)架構(gòu) 站點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分。 基本服務(wù)單元。最簡(jiǎn)單的服務(wù)單元可只由兩個(gè)站點(diǎn)組成，站點(diǎn)可以動(dòng)態(tài)聯(lián)結(jié)到基本服務(wù)單元中。 分配系統(tǒng)。分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元。 接入點(diǎn)。接入點(diǎn)既有普通站點(diǎn)的身份，又有接入到分配系統(tǒng)的功能。

54、擴(kuò)展服務(wù)單元。由分配系統(tǒng)和基本服務(wù)單元組合而成。 關(guān)口。用于將無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)和有線(xiàn)局域網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)。 118Wi-Fi的優(yōu)勢(shì) 覆蓋范圍廣 傳輸速度非?？欤苓_(dá)到54mbps 廠商進(jìn)入門(mén)檻比較低。廠商只要在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、咖啡店、圖書(shū)館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過(guò)高速線(xiàn)路將互聯(lián)網(wǎng)接入上述場(chǎng)所。 。 1193.4.9 近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)（NFC） NFC（Near Field Communication），即近距離或近域無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)。NFC是飛利浦和索尼共同開(kāi)發(fā)的一種非接觸式識(shí)別和互聯(lián)技術(shù)，可在移動(dòng)設(shè)備、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、PC 和智能控件工具間進(jìn)行近距離無(wú)線(xiàn)通信。NFC 將非接觸讀卡器、非

55、接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer-to-Peer）功能整合進(jìn)一塊單芯片，為消費(fèi)者提供了眾多全新應(yīng)用的開(kāi)放接口平臺(tái)。 120NFC的技術(shù)特點(diǎn) NFC是一種便捷、安全、迅速的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)，其傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達(dá)到幾米、甚至幾十米，但由于NFC采取了獨(dú)特的信號(hào)衰減技術(shù)，相對(duì)于RFID來(lái)說(shuō)NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。 NFC比紅外傳輸更快、更可靠且簡(jiǎn)單；與藍(lán)牙相比，NFC更適于交換個(gè)人信息或敏感數(shù)據(jù)，且NFC和藍(lán)牙可互為補(bǔ)充。事實(shí)上，快捷輕型的NFC協(xié)議可用于引導(dǎo)兩臺(tái)設(shè)備之間的藍(lán)牙配對(duì)，促進(jìn)了藍(lán)牙的使用。 121和其他近距離通信技術(shù)的比較NFC藍(lán)牙紅外網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單點(diǎn)對(duì)

56、多點(diǎn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)使用距離0.1m10m1m通信速率106、212、424 kbps2.1 Mbps1.0 Mbps建立時(shí)間貨運(yùn)代理-貨運(yùn)公司-客戶(hù)等過(guò)程，每個(gè)過(guò)程都牽涉到發(fā)貨單據(jù)的處理。單據(jù)中含有大量的信息。二維條形碼提供了一個(gè)很好的解決方案，將單據(jù)的內(nèi)容編成一個(gè)二維條形碼，打印在發(fā)貨單據(jù)上，在運(yùn)輸業(yè)務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)使用二維條形碼閱讀器掃描條形碼，信息便錄入到各業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中，既快速又準(zhǔn)確。美國(guó)貨運(yùn)協(xié)會(huì) (ATA) 提出了紙上 EDI 系統(tǒng)。發(fā)送方將EDI信息編成一張二維條形碼標(biāo)簽提交給貨運(yùn)商，通過(guò)掃描條形碼，信息立即傳入貨運(yùn)商的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使得整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程的效率大大提高。 224身份識(shí)別卡的應(yīng)用 美國(guó)國(guó)防部已經(jīng)在軍人身份卡上印制 PDF417 碼。 持卡人的姓名，軍銜，照片和其他信息被編成一個(gè)PDF417碼印在卡上?？ū挥脕?lái)做進(jìn)出管理及醫(yī)院就診管理。 優(yōu)點(diǎn)在于