分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)地研究與應(yīng)用（可編輯）

分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的研究與應(yīng)用（可編輯）分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的研究與應(yīng)用山東大學(xué)碩士學(xué)位論文分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的研究與應(yīng)用姓名:侯正帥申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專(zhuān)業(yè):電路與系統(tǒng)指導(dǎo)教師:陳曙20090507山東大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著政府推進(jìn)信息化工作的開(kāi)展,越來(lái)越多的信息化系統(tǒng)應(yīng)用于各個(gè)與供水部門(mén)相關(guān)的單位,傳統(tǒng)抄表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性差、準(zhǔn)確率低的缺點(diǎn)顯得越來(lái)越突出,這種傳統(tǒng)的抄表模式已經(jīng)成為用水管理部門(mén)信息化的瓶頸。如何保證用戶(hù)用水?dāng)?shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的送到相關(guān)部門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù),為管理部門(mén)制定政策提供依據(jù),且能最大限度的減少抄表所需要的人力、物力代價(jià),已經(jīng)成為一個(gè)急待解決的問(wèn)題。本文在對(duì)現(xiàn)有的人工、有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)抄表模式進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,提出了一種利用無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)抄表的解決方案;在對(duì)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于的無(wú)線(xiàn)水表集抄系統(tǒng),它能夠滿(mǎn)足多種抄表模式要求,實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)抄表功能。設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)必然涉及到硬件平臺(tái)以及軟件系統(tǒng),其中硬件平臺(tái)包括芯片的選擇以及硬件電路的設(shè)計(jì),軟件系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)和上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊和前端管理界面。其中,如何定義符合標(biāo)準(zhǔn)的,如何設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求的網(wǎng)絡(luò)抄表方案及論證該方案的可行性,是本文的主要工作。如何定義上位機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互的幀格式、數(shù)據(jù)交互模式,如何設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的框架也是本文的工作。本系統(tǒng)能夠自動(dòng)發(fā)起網(wǎng)絡(luò),自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù),實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的把采集到的水表數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給上位機(jī),上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)提交給市政用水管理部門(mén),當(dāng)市政用水部門(mén)需要對(duì)某些水表進(jìn)行管理時(shí),命令還可以經(jīng)由上位機(jī)傳達(dá)到網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)而控制各個(gè)水表,例如要求對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集等。關(guān)鍵詞:無(wú)線(xiàn)抄表;;;上位機(jī)山東大學(xué)碩士學(xué)位論文,.’?,,.’,’,,,’.,,,;,.,,’’;,,..,,,.,,山東大學(xué)碩士學(xué)位論文,,,.:;;;山東大學(xué)碩士學(xué)位論文符號(hào)說(shuō)明服務(wù)質(zhì)量精簡(jiǎn)功能設(shè)備全功能設(shè)備直接序列展頻??跳頻擴(kuò)頻射頻微控制單元??載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)接入點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)控制列表信息完整碼高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名:?辮日期:?彳一上。爭(zhēng)關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明本人完全了解山東大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留或向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱;本人授權(quán)山東大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定期::畔新硌膨山東大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論.項(xiàng)目背景黨的十六大提出了“信息化帶動(dòng)工業(yè)化,工業(yè)化促進(jìn)信息化’’的戰(zhàn)略指導(dǎo)方針。于是,信息化建設(shè)進(jìn)入前所未有的高潮。在這種大形勢(shì)下,國(guó)內(nèi)供水部門(mén)紛紛展開(kāi)了信息化建設(shè)工作。與此同時(shí),居民對(duì)生活的安全性、快捷性也提出了更高的要求,這就迫使房地產(chǎn)商、物業(yè)管理部門(mén)加快信息傳輸?shù)闹悄芑?、?shù)字化建設(shè)的步伐?，F(xiàn)在市政供水部門(mén)和用水管理部門(mén)都有了自己的信息化管理系統(tǒng),居民可以在相關(guān)的部門(mén)非常方便的查詢(xún)到自己的用水情況。用水交費(fèi)管理也有了較大進(jìn)步,有的地方用戶(hù)可以用磁卡來(lái)刷卡交費(fèi),也可以直接在個(gè)人賬戶(hù)充值交費(fèi),在交費(fèi)管理這一塊也越來(lái)越信息化。從上面的分析可以看到整個(gè)用水的信息化建設(shè)這一塊瓶頸出現(xiàn)在了水表數(shù)據(jù)的集抄上,這么多年雖然產(chǎn)生過(guò)一些新的抄表方式詳見(jiàn)本章第二節(jié)介紹,但是在抄表方式上還是以人工抄表為主。人工抄表不僅需要花費(fèi)大量的人力,更重要的是由于是人工抄錄,抄表數(shù)據(jù)不能保證及時(shí)、準(zhǔn)確,在用水管理部門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)中,最新用水量數(shù)據(jù)可能是幾天前甚至是十幾天前的數(shù)據(jù),而且這些數(shù)據(jù)由于是人工抄錄,不免有錯(cuò)誤和遺漏:另外一個(gè)原因是隨著社會(huì)的發(fā)展,城市高層建筑的普及,傳統(tǒng)水表的操作給抄表人員帶來(lái)越來(lái)越多的麻煩。綜合考慮了以上出現(xiàn)的問(wèn)題,可以看出,傳統(tǒng)的人工抄表模式已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前信息化發(fā)展的要求,如何采用當(dāng)前新興的各種無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)設(shè)計(jì)出一種新的抄表模式,引起了許多人的關(guān)注。本項(xiàng)目為山東三龍實(shí)業(yè)有限公司和山東大學(xué)合作項(xiàng)目.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀依據(jù)通信媒介的不同現(xiàn)在的自動(dòng)抄表系統(tǒng)大致可分為有線(xiàn)自動(dòng)抄表系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)自動(dòng)抄表系統(tǒng)。傳統(tǒng)的有線(xiàn)自動(dòng)抄表系統(tǒng)需要布線(xiàn),許多小區(qū)布線(xiàn)難度很大或根本不允許布線(xiàn),且布線(xiàn)的成本費(fèi)用不菲,限制了有線(xiàn)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的推廣和應(yīng)山東大學(xué)碩士學(xué)位論文用;而無(wú)線(xiàn)自動(dòng)抄表方式采用先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)集中抄表,相對(duì)于有線(xiàn)自動(dòng)抄表系統(tǒng)有著先天的優(yōu)勢(shì)。在有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)抄表的發(fā)展過(guò)程中,主要有以下幾種典型的方案:有線(xiàn)自動(dòng)抄表系統(tǒng)【】【分線(xiàn)制集中抄表:每戶(hù)的水表單獨(dú)出線(xiàn)連接至數(shù)據(jù)采集器,然后由數(shù)據(jù)采集器統(tǒng)一收集與處理數(shù)據(jù)。分線(xiàn)制自動(dòng)抄表系統(tǒng)在普通水表的基礎(chǔ)上加裝傳感器件,將機(jī)械式讀數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后傳送出去,再由數(shù)據(jù)采集器定時(shí)順序采集來(lái)自多路分線(xiàn)連接的水表信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、故障記錄等。各數(shù)據(jù)采集器可通過(guò)串口或紅外接口單獨(dú)與手持抄表器通信;也可采用總線(xiàn)連接至單元管理機(jī),再由單元管理機(jī)與手持抄表器通信進(jìn)行批量數(shù)據(jù)的抄錄。總線(xiàn)制集中抄表:總線(xiàn)制自動(dòng)抄表系統(tǒng)中使用的水表是一種智能水表,水表本身具有數(shù)據(jù)計(jì)量和處理功能,多個(gè)水表通過(guò)同一條數(shù)據(jù)總線(xiàn)將數(shù)據(jù)傳送至中心計(jì)算機(jī)。每戶(hù)的水表通過(guò)一條總線(xiàn)掛接。手持抄表器或計(jì)算機(jī)與智能水表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,讀取水表數(shù)據(jù)后進(jìn)行計(jì)算。以上兩種方式都屬于有線(xiàn)方式,都屬于基于總線(xiàn)的通信方式,總線(xiàn)方式抄表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),通信可靠性高。但缺點(diǎn)是都需要鋪設(shè)專(zhuān)門(mén)的通信電纜,存在布線(xiàn)的問(wèn)題,使得安裝尤其改裝任務(wù)繁重,也存在許多隱患:短路、斷路等錯(cuò)綜復(fù)雜的線(xiàn)路更使得維護(hù)工作困難重重,安裝以及維護(hù)成本全部上升。最主要的一點(diǎn)是總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)數(shù)受限,不適于大規(guī)模的集中抄表【】。無(wú)線(xiàn)智能水表無(wú)線(xiàn)智能水表不僅具有進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)量和處理的功能,無(wú)線(xiàn)通訊模塊還可以對(duì)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送。此類(lèi)水表無(wú)需鋪設(shè)線(xiàn)路,維護(hù)與安裝方便,大多數(shù)使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)業(yè)余無(wú)線(xiàn)頻率和自制的專(zhuān)用通信協(xié)議。但由于單表加裝無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置,成本相應(yīng)提高,并且經(jīng)常需要更換電池,更因?yàn)橛行?biāo)準(zhǔn)占用收費(fèi)的無(wú)線(xiàn)頻點(diǎn),還需交納一定的租金和管理費(fèi);此外存在數(shù)據(jù)通信的安全問(wèn)題,所以目前家用水表市場(chǎng)上應(yīng)用很少。電力載波抄表是無(wú)線(xiàn)智能抄表常見(jiàn)的一種形式【】。通過(guò)上面的介紹可以看見(jiàn)限制無(wú)線(xiàn)技術(shù)在智能抄表系統(tǒng)中應(yīng)用的主要原因是成本方山東大學(xué)碩士學(xué)位論文面的考慮,如果能把改裝水表的成本包括運(yùn)行成本降低到居民可以接收的程度,無(wú)線(xiàn)抄表將會(huì)有更廣闊的市場(chǎng)。隨著技術(shù)的出現(xiàn),低功耗,低成本的特點(diǎn)彌補(bǔ)了上述無(wú)線(xiàn)智能水表中的缺陷,因此把技術(shù)應(yīng)用在無(wú)線(xiàn)抄表領(lǐng)域已經(jīng)越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外的關(guān)注,一些關(guān)于無(wú)線(xiàn)抄表的論文和方案在國(guó)內(nèi)外的雜志和會(huì)議上發(fā)表,但是這些方案都只是基于某種單片機(jī)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了的組網(wǎng)功能,其所依賴(lài)的協(xié)議棧大多并沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟制定的規(guī)范,不符合標(biāo)準(zhǔn),不能完全發(fā)揮技術(shù)在無(wú)線(xiàn)測(cè)控領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn),因此這些方案其實(shí)還是不是很成熟。例如公司現(xiàn)在推出的協(xié)議棧對(duì)于技術(shù)規(guī)定的部分安全規(guī)范并沒(méi)有得到實(shí)現(xiàn)【?】,這種協(xié)議棧用在抄表系統(tǒng)會(huì)有很大的隱患?；趯?duì)水表實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的考察和分析,并結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展?fàn)顩r,我們提出了采用協(xié)議棧來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)低成本、可擴(kuò)展的遠(yuǎn)程水表管理網(wǎng)絡(luò)。該協(xié)議棧嚴(yán)格遵循的規(guī)范,該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程抄表功能,并可在該結(jié)構(gòu)上方便擴(kuò)展如用水異常信息報(bào)警、線(xiàn)損分析等功能。.論文安排本文結(jié)合對(duì)規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的研究,設(shè)計(jì)符合項(xiàng)目要求的抄表方案;結(jié)合項(xiàng)目采用的芯片及協(xié)議棧,實(shí)現(xiàn)該方案的軟件功能;并對(duì)該方案迸行測(cè)試和分析,論證方案的可行性;搭建了整個(gè)抄表系統(tǒng)的框架,對(duì)下位機(jī)和上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換模式進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)交互的幀格式。設(shè)計(jì)小區(qū)管理中心上位機(jī)用戶(hù)管理系統(tǒng)。本論文的主要章節(jié)內(nèi)容安排如下:第一章為緒論,討論了項(xiàng)目背景意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和本文的主要研究目標(biāo)和論文安排。第二章簡(jiǎn)單介紹了什么是技術(shù),技術(shù)的特點(diǎn)以及協(xié)議棧的層次架構(gòu),對(duì)物理層和層做了簡(jiǎn)單的論述,主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層進(jìn)行了研究。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章為系統(tǒng)的總體方案的設(shè)計(jì),提出了基于技術(shù)和技術(shù)的無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)的整體框架設(shè)計(jì)和各個(gè)模塊的概要設(shè)計(jì)。第四章為智能水表網(wǎng)絡(luò)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),制訂了符合規(guī)范的無(wú)線(xiàn)抄表的;設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)點(diǎn),路由器,終端節(jié)點(diǎn)三種不同設(shè)備的軟件功能。第五章為上位機(jī)功能機(jī)軟件的實(shí)現(xiàn),介紹了上位機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的作用,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)的軟件功能。第六章為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和結(jié)果分析,實(shí)驗(yàn)搭建整個(gè)系統(tǒng)并對(duì)系統(tǒng)中的通信狀況進(jìn)行分析,證明項(xiàng)目設(shè)計(jì)的可行性。第七章對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié),指出了存在的不足,并對(duì)下一步工作進(jìn)行了展望。最后是參考文獻(xiàn)和致謝。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章技術(shù)研究近年來(lái),技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注,它是一種得到迅速發(fā)展和受到普遍重視的新型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),它的出現(xiàn)和發(fā)展對(duì)現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)產(chǎn)生了極其深刻的影響。本章比較詳細(xì)地介紹了技術(shù)的由來(lái)、特點(diǎn)、協(xié)議棧的框架。.技術(shù)..技術(shù)由來(lái)在藍(lán)牙技術(shù)的使用過(guò)程中,人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點(diǎn),但仍存在許多缺陷。對(duì)傳感和測(cè)控領(lǐng)域而言,藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜,功耗大,距離近,組網(wǎng)規(guī)模太小等。類(lèi)似的,現(xiàn)存的其他無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議當(dāng)應(yīng)用到傳感和測(cè)控領(lǐng)域時(shí)也顯出了這樣或那樣的問(wèn)題。傳感和測(cè)控設(shè)備的通信不需要很高的帶寬,但對(duì)反應(yīng)時(shí)間和能耗以及成本比較敏感,并且網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目龐大【。基于上述原因,許多的無(wú)線(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)者已開(kāi)始致力于解決無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題,出現(xiàn)了許多的通信協(xié)議,但這些協(xié)議都并不能完全適應(yīng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求。而協(xié)議以其特有的特點(diǎn),為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中傳感和控制設(shè)備之間的通信提供了一個(gè)極好的解決方法。技術(shù)是聯(lián)盟制定的一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),被業(yè)界認(rèn)為是最有可能應(yīng)用在工控場(chǎng)合的無(wú)線(xiàn)傳輸方式。..各種無(wú)線(xiàn)協(xié)議的比較表.為技術(shù)與現(xiàn)存的幾種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比,包括了應(yīng)用的范圍,協(xié)議棧所占系統(tǒng)的資源,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小,傳輸距離、帶寬以及電池的壽命。通過(guò)表中的比較,像和這樣的標(biāo)準(zhǔn)是不適合用于低功率嵌入式傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的,這是因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)都需要較高的節(jié)點(diǎn)成本及復(fù)雜且耗電的芯片和協(xié)議。而卻是唯一一個(gè)明確定位于低速率傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的標(biāo)準(zhǔn),它滿(mǎn)足如下無(wú)線(xiàn)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求:、需要大量節(jié)點(diǎn)、傳感器的無(wú)線(xiàn)解決方案;山東大學(xué)碩士學(xué)位論文、極低的系統(tǒng)、節(jié)點(diǎn)成本:使用廉價(jià)的電池就可工作數(shù)年,這需要極低功耗的芯片和協(xié)議;節(jié)點(diǎn)間的鏈路必須安全可靠;、網(wǎng)絡(luò)必須易于配置;、傳感器節(jié)點(diǎn)所發(fā)出的信息總量有限,因此所需通信鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率也處于較低或中等水平;、低占空比的定期發(fā)送或間歇性發(fā)送低功耗是該網(wǎng)絡(luò)通信的特點(diǎn),傳感器節(jié)點(diǎn)通常會(huì)保持長(zhǎng)時(shí)間的休眠狀態(tài);./市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)名/.....應(yīng)用重點(diǎn)廣闊范圍,,圖電纜替代品監(jiān)測(cè)控制聲音數(shù)據(jù)像一系統(tǒng)資源/網(wǎng)絡(luò)大小節(jié)點(diǎn)數(shù)..傳輸距離不限~米米..帶寬/啦電池壽命至.至至天成功尺度覆蓋面大,質(zhì)量速度快,靈活價(jià)格便宜,方可靠,低功好便耗,價(jià)格便宜表?與幾種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的比較針對(duì)各種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的領(lǐng)域的不同,下面主要通過(guò)比較與技術(shù)的特點(diǎn)來(lái)闡述為什么在無(wú)線(xiàn)抄表領(lǐng)域選擇技術(shù)。適合于?網(wǎng)絡(luò)多跳無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),可以取代電纜,而且手機(jī)的無(wú)線(xiàn)手持解決方案需要傳輸中等大小的圖形/圖片和文件,適用于傳輸或下載大數(shù)據(jù)量的文件,而適用于傳輸以靜態(tài)為主,節(jié)點(diǎn)繁多,但每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅需以較低的占空比發(fā)射有限數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。在技術(shù)指標(biāo)上,藍(lán)牙當(dāng)初的定位是所謂“的技術(shù),與之相山東大學(xué)碩士學(xué)位論文應(yīng)的平臺(tái)則己有高計(jì)算性能和高資料量需求的或高級(jí)手機(jī)為主。所以在無(wú)線(xiàn)芯片的設(shè)計(jì)上門(mén)檻較高,通信速率也較高,以滿(mǎn)足人類(lèi)的通信需求。所以藍(lán)牙技術(shù)當(dāng)初對(duì)語(yǔ)音以及連接的要求是列為第一優(yōu)先的。而所想要切入的市場(chǎng)是所謂的應(yīng)用,運(yùn)用通信技術(shù)的僅僅是一顆美元至美元的位。技術(shù)所需要傳輸?shù)馁Y料量或速率,相對(duì)藍(lán)牙的目標(biāo)來(lái)得低,協(xié)議也相對(duì)簡(jiǎn)單。這樣一種設(shè)計(jì)理念,對(duì)整個(gè)貯產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生了一個(gè)加速的作用:從芯片設(shè)計(jì)周期、通信協(xié)議固件的開(kāi)發(fā)一直到產(chǎn)品整合及應(yīng)用,各個(gè)產(chǎn)業(yè)都以更快的速度、更好的品質(zhì)展開(kāi)起來(lái)。的優(yōu)勢(shì),一般業(yè)界的分析不外乎是能耗、所需資源及靈活組網(wǎng)和自適應(yīng)路由功能等,這幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)若是單一地和藍(lán)牙相比較起來(lái),都只能說(shuō)是相對(duì)優(yōu)勢(shì),不算什么石破天驚的突破。單一方向作比較,都沒(méi)有非用不行的理由,但是一旦許多小的優(yōu)勢(shì)匯集在一起之后,又能以很實(shí)惠的價(jià)格提供給市場(chǎng)客戶(hù),那這個(gè)解決方案的優(yōu)越性就很明顯了【】?？芍С?jǐn)?shù)百節(jié)點(diǎn)的大規(guī)模應(yīng)用,而藍(lán)牙則只能支持八節(jié)。適用于廣泛區(qū)域的網(wǎng)絡(luò),因節(jié)能組成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以互相傳送數(shù)據(jù),所以應(yīng)用范圍可伸延至數(shù)百、甚至數(shù)千米;而藍(lán)牙則只為十至一百米范圍內(nèi)的短程網(wǎng)絡(luò)而設(shè)。就制造成本而言,芯片現(xiàn)在遠(yuǎn)比藍(lán)牙芯片為便宜。:中等的任務(wù)周期,次要的電池能耗考慮電池持續(xù)時(shí)間和控制單元相同,半靜態(tài)星型網(wǎng)絡(luò)接近個(gè)節(jié)點(diǎn),主要針對(duì)需要中等數(shù)據(jù)傳輸率,高,以及低反應(yīng)時(shí)間的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。:非常低的任務(wù)周期,很長(zhǎng)的電池壽命,靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的星型及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可以有非常多的節(jié)點(diǎn)單元最多約個(gè),在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)問(wèn)通信時(shí)能夠保持長(zhǎng)時(shí)間靜止?fàn)顟B(tài)。.技術(shù)的特點(diǎn)技術(shù)的主要特點(diǎn)包括以下幾個(gè)部分四:?數(shù)據(jù)傳輸速率低。只有字節(jié)/秒到字節(jié)/秒,專(zhuān)注于低傳輸應(yīng)用。?功耗低。在低功耗待機(jī)模式下,兩節(jié)普通號(hào)干電池可使用亂個(gè)月。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文?成本低。數(shù)據(jù)傳輸速率低,協(xié)議簡(jiǎn)單,所以大大降低了成本。奪網(wǎng)絡(luò)容量大。網(wǎng)絡(luò)最多可容納個(gè)設(shè)備。?時(shí)延短。典型搜索設(shè)備時(shí)延為,休眠激活時(shí)延為,活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為。?數(shù)據(jù)安全。提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能,加密算法采用.,同時(shí)可以靈活確定其安全屬性。?網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng),通信可靠。?工作頻段靈活。使用的頻段分別為.,歐洲及美國(guó),均為免執(zhí)照頻段。由于節(jié)點(diǎn)工作時(shí)通常是干電池供電,因此采取一些降低能耗的技術(shù)在項(xiàng)目中是值得探討的。由于應(yīng)用的低帶寬要求,節(jié)點(diǎn)可以在大部分時(shí)間內(nèi)休眠,以節(jié)省電池能量,然后蘇醒并迅速發(fā)送數(shù)據(jù),然后再去休眠?？梢栽诤撩牖蚋痰臅r(shí)間內(nèi)由休眠模式進(jìn)入活動(dòng)模式,因此即使休眠的節(jié)點(diǎn)也可以取得合適的低時(shí)延。在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)數(shù)據(jù)采集時(shí)間的周期的設(shè)定還可以在應(yīng)用級(jí)別增加節(jié)點(diǎn)休眠的時(shí)間從而來(lái)達(dá)到更節(jié)能的目的。節(jié)省的大部分能量歸功于..技術(shù),其本身就是為低功率而設(shè)計(jì)的。例如,..采用直接序列展頻技術(shù)取代跳頻擴(kuò)頻,因?yàn)楹笳邽楸３滞教l會(huì)消耗較多的功率。為了盡可能多地節(jié)省能量,采用一種“準(zhǔn)備好才發(fā)送一的通信策略,它只在有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才發(fā)送數(shù)據(jù),然后再等待自動(dòng)確認(rèn)?！皽?zhǔn)備好才發(fā)送’’是一種“面對(duì)面’’式的方案,是一種能量效率非常高的方案。而且,這種“面對(duì)面式策略導(dǎo)致干擾非常低,這主要是由于節(jié)點(diǎn)具有非常低的占空因數(shù),只偶爾發(fā)射信號(hào)且只發(fā)送小量的數(shù)據(jù)。不過(guò),的“準(zhǔn)備好才發(fā)送’’方案并不是萬(wàn)能的。例如,在一條由成千上萬(wàn)個(gè)微型傳感器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中,這種方案節(jié)省的能量可能仍不夠用。由于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都定期發(fā)送數(shù)據(jù),而且數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)附近其他網(wǎng)格式分布的節(jié)點(diǎn)多次反復(fù)傳送才能到達(dá)網(wǎng)絡(luò)控制器,大量的數(shù)據(jù)包沖突和重復(fù)傳送會(huì)浪費(fèi)能量,大大縮短傳感器節(jié)點(diǎn)的電池壽命。因此在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,網(wǎng)絡(luò)的路由深度應(yīng)該盡量控制在小于級(jí)以?xún)?nèi)。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文.通過(guò)減少對(duì)相關(guān)處理的需要來(lái)進(jìn)一步節(jié)省能量。一個(gè)簡(jiǎn)單的位處理器就可以輕松地完成的任務(wù),而且協(xié)議棧占用很少的內(nèi)存。例如,協(xié)議棧需要占用大約內(nèi)存,一個(gè)功能更強(qiáng)的而一個(gè)精簡(jiǎn)功能設(shè)備協(xié)議棧只需要內(nèi)存。比它們復(fù)雜得多的藍(lán)牙技術(shù)則需要占用約內(nèi)存。相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)也節(jié)省了費(fèi)用。由于省掉了內(nèi)存和其他電路,自然降低了部件的成本,而簡(jiǎn)單的位處理器和小協(xié)議棧也有助于降低成本。.協(xié)議框架;協(xié)議棧也是按照層次結(jié)構(gòu)來(lái)組織的。每層為其上層提供特定的服務(wù):一個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),一個(gè)管理實(shí)體提供全部其他服務(wù)。每個(gè)服務(wù)實(shí)體通過(guò)一個(gè)服務(wù)接入點(diǎn)為其上層提供服務(wù)接口,并且每個(gè)提供了一系列的基本服務(wù)接口來(lái)完成相應(yīng)的功能。協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)如圖.?】所示。它雖然是基于標(biāo)準(zhǔn)的七層開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模型,但僅對(duì)那些涉及的層予以定義。..標(biāo)準(zhǔn)定義了最下面的兩層:物理層和介質(zhì)接入控制子層。聯(lián)盟提供了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層框架的設(shè)計(jì)。其中應(yīng)用層的框架包括了應(yīng)用支持子層、設(shè)備對(duì)象和由制造商制定的應(yīng)用對(duì)象。相比于常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn),協(xié)議緊湊而簡(jiǎn)單,具體實(shí)現(xiàn)的要求很低。以下是協(xié)議的需求估計(jì):硬件需要位處理器,如;軟件最大需要的,最小軟件需要的;網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)點(diǎn)需要更多的以容納網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的設(shè)備信息、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)表、鄰接表、設(shè)備關(guān)聯(lián)表、與安全相關(guān)的密鑰存儲(chǔ)等。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文圖?協(xié)議棧結(jié)構(gòu)圖...層來(lái)自..物理層?協(xié)議數(shù)據(jù)單元的二進(jìn)制數(shù)據(jù)被依次按字節(jié)從低到高組成位二進(jìn)制數(shù)據(jù)符號(hào),每種數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)狀態(tài)組中的一組被映射成位偽噪聲碼片,以便傳輸。然后這個(gè)連續(xù)的偽噪聲序列被調(diào)制采用最小鍵控方式到載波上,即采用半正弦脈沖波形的偏移正交相移鍵控調(diào)制方式。/頻段物理層使用簡(jiǎn)單的直接序列擴(kuò)頻方法,每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸位被最大長(zhǎng)為的序列所擴(kuò)展即被多組、一構(gòu)成的序列編碼,然后使用二進(jìn)制相移鍵控技術(shù)調(diào)制這個(gè)擴(kuò)展的位元序列,不同的數(shù)據(jù)傳輸速率使用于不同的場(chǎng)合。例如:/頻段物理層的低速率換取較好的靈敏度和較大的覆蓋面積,從而減少覆蓋給定物理區(qū)域所需的節(jié)點(diǎn)數(shù);.頻段物理層的較高速率適用于較高的數(shù)據(jù)吞吐量、低延時(shí)或低作業(yè)周期的場(chǎng)合。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文...層..層吲同樣提供兩種服務(wù):層數(shù)據(jù)服務(wù)和層管理服務(wù)。管理服務(wù)動(dòng)過(guò)層管理實(shí)體眥旺服務(wù)接入點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)高層。層數(shù)據(jù)服務(wù)使層協(xié)議數(shù)據(jù)單元啪的收發(fā)可以通過(guò)物理層數(shù)據(jù)服務(wù)。..層的特征有信標(biāo)管理、信道接入機(jī)制、保證時(shí)隙管理、幀確認(rèn)、確認(rèn)幀傳輸、節(jié)點(diǎn)接入和分離。...超幀結(jié)構(gòu)低速率的無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)允許使用超幀結(jié)構(gòu)洲。超幀的格式由傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器定義。如圖.所示,超幀被分為個(gè)大小相等的時(shí)隙,由協(xié)調(diào)器發(fā)送。每個(gè)超幀之間由網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)分割。信標(biāo)幀在超幀的第一個(gè)時(shí)隙被傳輸。如果協(xié)調(diào)器不想使用超幀結(jié)構(gòu),它將會(huì)停止信標(biāo)的傳輸。信標(biāo)主要用于使各從設(shè)備與主協(xié)調(diào)器同步、識(shí)別以及描述超幀的結(jié)構(gòu)。任何想要在競(jìng)爭(zhēng)接入期間通信的設(shè)備都要使用有時(shí)隙的載波監(jiān)聽(tīng)多址接入一沖突避免?。所有的傳輸要在下一個(gè)信標(biāo)到來(lái)之前結(jié)束。為減少設(shè)備的功耗,將超幀結(jié)構(gòu)分為活躍和靜止兩個(gè)部分。在靜止部分,協(xié)調(diào)器將不和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,進(jìn)入低功率模式,己達(dá)到減少設(shè)備功耗的目的。對(duì)于低延遲應(yīng)用或需要特殊帶寬的應(yīng)用來(lái)說(shuō),網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器為它貢獻(xiàn)出超幀的活躍部分,這部分叫做保護(hù)時(shí)隙,如圖.所示。多個(gè)保護(hù)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)免競(jìng)爭(zhēng)時(shí)期,它總是緊跟著,在活躍的超幀尾部。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可以分配個(gè),每個(gè)可以占用一個(gè)以上的時(shí)隙。而有充足的時(shí)間留給基于競(jìng)爭(zhēng)的接入的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或想加入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。所有基于競(jìng)爭(zhēng)的傳輸都要在開(kāi)始前結(jié)束,同樣,的傳輸也要確保在下一個(gè)開(kāi)始前結(jié)束?！皥D無(wú)的超幀結(jié)構(gòu)圖有的超幀結(jié)構(gòu).機(jī)制低速率的無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)依據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)不同,使用兩種信道接入機(jī)制。無(wú)山東大學(xué)碩士學(xué)位論文信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)時(shí)隙的信道接入機(jī)制。每當(dāng)設(shè)備想要傳輸數(shù)據(jù)幀或命令時(shí),它將等待隨即的一段時(shí)間。在隨即退避之后,如果信道被檢測(cè)為空閑,設(shè)備將傳輸數(shù)據(jù);如果信道被檢測(cè)為忙;設(shè)備在再次嘗試接入信道之前,要重新等待隨即的一段時(shí)間,確認(rèn)幀的發(fā)送不使用?機(jī)制。有信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)使用有時(shí)隙的?信道接入機(jī)制,退避時(shí)隙在信標(biāo)傳輸?shù)拈_(kāi)始排列好。每當(dāng)設(shè)備在競(jìng)爭(zhēng)接入時(shí)段要傳輸數(shù)據(jù)時(shí),它需要確定下一個(gè)退避時(shí)隙的界限,之后等待隨即的幾個(gè)退避時(shí)隙。在隨即退避之后,如果信道被檢測(cè)為忙,設(shè)備在再次嘗試接入信道之前,要重新等待隨即的幾個(gè)退避時(shí)隙;如果信道被檢測(cè)為空閑,設(shè)備將在下個(gè)退避時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。確認(rèn)幀和信標(biāo)幀的發(fā)送將不需要?機(jī)制。...安全模式在低速率無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備可根據(jù)自身的需要選擇不同的安全模式:無(wú)安全模式、訪(fǎng)問(wèn)控制列表模式和安全模式。無(wú)安全模式是子層默認(rèn)的安全模式。處于這種模式下的設(shè)備不對(duì)接收到的幀進(jìn)行任何安全檢查。當(dāng)某個(gè)設(shè)備接收到一個(gè)幀時(shí),只檢查幀的目的地址。如果目的地址是本設(shè)各地址或廣播地址,這個(gè)幀就會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)給上層,否則丟棄。在設(shè)備被設(shè)置為混雜模式的情況下,它會(huì)向上層轉(zhuǎn)發(fā)所有接收到的幀。訪(fǎng)問(wèn)控制列表模式為通信提供了訪(fǎng)問(wèn)控制服務(wù)。高層可以通過(guò)設(shè)置子層的條目指示子層根據(jù)源地址過(guò)濾接收到的幀。因此這種方式下子層就沒(méi)有提供加密保護(hù),高層有必要采取其他機(jī)制來(lái)保證通信的安全。安全模式對(duì)接收或發(fā)送的幀提供全部的四種安全服務(wù):訪(fǎng)問(wèn)控制、數(shù)據(jù)加密、幀完整性檢查和順序更新。..網(wǎng)絡(luò)層層網(wǎng)絡(luò)層【【】【】將主要功能包括:設(shè)備連接和斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所采用的機(jī)制,以及在幀信息傳輸過(guò)程中所采用的安全性機(jī)制。此外還包括設(shè)備之間的路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)和轉(zhuǎn)交。并且,網(wǎng)絡(luò)層完成對(duì)一跳鄰居設(shè)備的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)節(jié)點(diǎn)信息的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層支持星型、樹(shù)型、和網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于使用的網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)山東大學(xué)碩士學(xué)位論文可能眾多,且路由情況復(fù)雜,在此我們主要比較種基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并選出比較適合大型傳感器網(wǎng)絡(luò)使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。基本的星狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)單跳系統(tǒng)。依據(jù)星狀網(wǎng)的特點(diǎn)可以看出,當(dāng)各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)距離數(shù)據(jù)匯聚中心比較遠(yuǎn),終端節(jié)點(diǎn)分布范圍大時(shí),這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是行不通的。因?yàn)榻K端傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限,如果每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要保證數(shù)據(jù)正確接收的信噪比值,則終端傳感器節(jié)點(diǎn)必須以較大功率向數(shù)據(jù)匯聚中心發(fā)送數(shù)據(jù),能量很快就會(huì)耗盡。因此這種網(wǎng)絡(luò)適合終端傳感器節(jié)點(diǎn)距離數(shù)據(jù)匯聚中心比較近的情況。簇一樹(shù)型狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種多跳的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),簇一樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)中的終端節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集,并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給上一級(jí)的路由設(shè)備,通過(guò)路由設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)最終傳送到網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)點(diǎn)達(dá)到數(shù)據(jù)的匯聚。通信過(guò)程中可能通過(guò)多級(jí)路由來(lái)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間是一種完全對(duì)等的通信方式,路由方式比較負(fù)責(zé)但是網(wǎng)絡(luò)的自愈性和魯棒性較好,尤其適合節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。但是就目前的協(xié)議支持力度來(lái)講網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還不夠成熟,也沒(méi)有相關(guān)的成熟案例可以借鑒。綜上所述,實(shí)際情況中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)匯聚中心的相對(duì)位置,以及網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線(xiàn)參數(shù)的不同而定的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)匯聚中心的位置比較靠近終端節(jié)點(diǎn),甚至處終端節(jié)點(diǎn)中間,同時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的分布范圍比較小的時(shí)候,星形網(wǎng)絡(luò)有其相應(yīng)的優(yōu)勢(shì),而簇一樹(shù)型狀網(wǎng)與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)比較適用于數(shù)據(jù)匯聚中心遠(yuǎn),終端節(jié)點(diǎn)比較分散的情況。在現(xiàn)在的實(shí)際的環(huán)境下,經(jīng)常是采用簇一樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)搭建傳輸網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層處于層與應(yīng)用層之間,功能還包括提供一些必要的函數(shù),確保網(wǎng)絡(luò)層正常工作,并且為應(yīng)用層提供合適的服務(wù)接口。為了向應(yīng)用層提供其接口,網(wǎng)絡(luò)層提供了兩個(gè)必須的功能服務(wù)實(shí)體,它們分別是數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體和管理服務(wù)實(shí)體。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體服務(wù)接入點(diǎn)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體服務(wù)接入點(diǎn)提供網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)。下面分別對(duì)它們的功能進(jìn)行介紹:.網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體為數(shù)據(jù)提供服務(wù),在兩個(gè)或者更多的設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)時(shí),將按照應(yīng)用山東大學(xué)碩士學(xué)位論文協(xié)議數(shù)據(jù)單元,的格式進(jìn)行傳送,并且這些設(shè)備必須在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,即在同一個(gè)內(nèi)部個(gè)域網(wǎng)中。會(huì)提供以下服務(wù)類(lèi)型:生成網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元。通過(guò)增加一個(gè)適當(dāng)?shù)膮f(xié)議頭,從應(yīng)用支持子層協(xié)議數(shù)據(jù)單元生成。制定拓?fù)鋫鬏斅酚伞Ｄ軌虬l(fā)送一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元到一個(gè)合適的設(shè)備,該設(shè)備可能是最終的目的通信設(shè)備,也可能是在通信鏈路中的一個(gè)中間通信設(shè)備。.網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體提供網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù),允許應(yīng)用與堆棧相互作用。提供如下服務(wù):配置一個(gè)新設(shè)備?？梢酝耆呐渲脳Ｒ罁?jù)應(yīng)用操作的要求。設(shè)備配置包括開(kāi)始設(shè)備作為協(xié)調(diào)器或加入一個(gè)存在的網(wǎng)絡(luò);初始化一個(gè)網(wǎng)絡(luò)?？梢越⒁粋€(gè)新的網(wǎng)絡(luò);連接或斷開(kāi)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)?？梢约尤牖螂x開(kāi)一個(gè)網(wǎng)絡(luò),使的協(xié)調(diào)器和路由器能夠讓終端設(shè)備離開(kāi)網(wǎng)絡(luò);分配地址。使的協(xié)調(diào)器和路由器可以分配地址給加入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備;臨近表發(fā)現(xiàn)。去發(fā)現(xiàn)、記錄和報(bào)告設(shè)備的一跳臨近表的相關(guān)信息;路由的發(fā)現(xiàn)。可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)現(xiàn)及記錄傳輸路徑,而信息也可被有效的路由;接收控制。當(dāng)接收者活躍時(shí),可以控制接收時(shí)間的長(zhǎng)短并使能子層同步或直接接收。..應(yīng)用層層的應(yīng)用層【】由應(yīng)用子層?、設(shè)備對(duì)象包括管理平臺(tái)以及制造商定義的應(yīng)用設(shè)備對(duì)象組成。子層的作用包括維護(hù)綁定表綁定表作用是基于兩個(gè)設(shè)備的服務(wù)和需要把它們綁定在一起;在綁定的設(shè)備之間來(lái)傳輸信息。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文的作用包括在網(wǎng)絡(luò)中定義一個(gè)設(shè)備的作用如定義設(shè)備為協(xié)調(diào)器或?yàn)槁酚善骰驗(yàn)榻K端設(shè)備;發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備并確定它們能提供何種應(yīng)用的服務(wù);發(fā)起或回應(yīng)綁定需求以及在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中建立一個(gè)安全的連接。...應(yīng)用支持子層層應(yīng)用支持子層在網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間提供了一個(gè)接口.這接口的提供是通過(guò)和制造商定義的應(yīng)用設(shè)備共同使用的一套通用的服務(wù)機(jī)制,此服務(wù)機(jī)制是由兩個(gè)實(shí)體提供:數(shù)據(jù)實(shí)體通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)體接入點(diǎn)..和管理實(shí)體.通過(guò)管理實(shí)體接入點(diǎn).。提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)對(duì)于應(yīng)用的傳送在一網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間。提供服務(wù)以發(fā)現(xiàn)和綁帶設(shè)備并維護(hù)一個(gè)管理對(duì)象的數(shù)據(jù)庫(kù),通常稱(chēng)為信息庫(kù)...應(yīng)用層框架應(yīng)用層框架是應(yīng)用設(shè)備和設(shè)備連接的環(huán)境。在應(yīng)用層框架中,應(yīng)用對(duì)象發(fā)送和接收數(shù)據(jù)通過(guò).。而對(duì)應(yīng)用對(duì)象的控制和管理則通過(guò)公用接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。.提供的數(shù)據(jù)服務(wù)包括請(qǐng)求、確認(rèn)、響應(yīng)、以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹甘拘畔?。有個(gè)不同的應(yīng)用對(duì)象能夠被定義,每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的接口標(biāo)識(shí)從到。還有兩個(gè)附加的終端節(jié)點(diǎn)為了.的使用:標(biāo)識(shí)被用于的數(shù)據(jù)接口,則用于所有應(yīng)用對(duì)象的廣播數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口。而.保留以作將來(lái)的應(yīng)用。使用.提供的服務(wù),應(yīng)用層框架提供了應(yīng)用對(duì)象的兩種數(shù)據(jù)服務(wù)類(lèi)型:主值對(duì)服務(wù),和通用信息服務(wù),。兩者傳輸機(jī)制一樣,不同的是并不采用應(yīng)用支持子層數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容,而是留給應(yīng)用者自己去定義。...設(shè)備對(duì)象設(shè)備對(duì)象,描述了一個(gè)基本的功能函數(shù)類(lèi),在應(yīng)用對(duì)象、設(shè)備和之間提供了一個(gè)接。位于應(yīng)用框架和應(yīng)用支持子層之間。它滿(mǎn)足了協(xié)議棧所有應(yīng)用操作的一般要求。還有以下作用:初始化應(yīng)用支持子層、網(wǎng)絡(luò)層、安全服務(wù)文檔。從終端應(yīng)用中集合配置信息來(lái)確定和執(zhí)行發(fā)現(xiàn)、安全管理、網(wǎng)山東大學(xué)碩士學(xué)位論文絡(luò)管理、以及綁帶管理。描述了應(yīng)用框架層的應(yīng)用對(duì)象的公用接口以控制設(shè)備和應(yīng)用對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)功能。在終端節(jié)點(diǎn),提供了與協(xié)議棧中低一層相接的接口,如果是數(shù)據(jù)是通過(guò).,如果是控制信息則通過(guò).。在協(xié)議棧的應(yīng)用框架中,公用接口提供設(shè)備、發(fā)現(xiàn)、綁定、以及安全等功能的地址管理。..安全管理的安全體系【】【】提供的安全管理主要是依靠相稱(chēng)性密匙保護(hù)、應(yīng)用保護(hù)機(jī)制、合適的密碼機(jī)制以及相關(guān)的保密措施。安全協(xié)議的執(zhí)行如密匙的建立要以整個(gè)協(xié)議棧正確的運(yùn)行不遺漏任何一步為前提。層、層和層都有可靠的安全傳輸機(jī)制用于它們自己的數(shù)據(jù)幀。層提供建立和維護(hù)安全聯(lián)系的服務(wù)。管理著設(shè)備的安全政策和安全配置。...層安全管理當(dāng)層數(shù)據(jù)幀需要被保護(hù)時(shí),使用層安全管理來(lái)確保層命令、標(biāo)識(shí)、以及確認(rèn)等功能。使用受保護(hù)的數(shù)據(jù)幀來(lái)確保一個(gè)單跳網(wǎng)絡(luò)中信息的傳輸,但對(duì)于多跳網(wǎng)絡(luò),就要依靠上層如層的安全管理。層使用高級(jí)編碼標(biāo)準(zhǔn),作為主要的密碼算法和描述多樣的安全組【】,這些組能保護(hù)層幀的機(jī)密性、完整性和真實(shí)性。層作安全性處理,但上一層負(fù)責(zé)密匙的建立以及安全性使用的確定控制著此處理。當(dāng)層使用安全使能來(lái)傳送接收數(shù)據(jù)幀時(shí),它首先會(huì)查找此幀的目的地址源地址,然后找回與地址相關(guān)的密匙,在依靠安全組來(lái)使用密匙來(lái)處理此數(shù)據(jù)幀。每個(gè)密匙和一個(gè)安全組相關(guān)聯(lián),層幀頭中有一個(gè)位來(lái)控制幀的安全管理是否使能。當(dāng)傳輸一個(gè)幀時(shí),如需保證其完整性,層頭和載荷數(shù)據(jù)會(huì)被計(jì)算使用來(lái)產(chǎn)生信息完整碼,,由,或位組成。被附加在層載荷中。當(dāng)需保證幀機(jī)密性時(shí),層載荷也有其附加位和序列數(shù)數(shù)據(jù)一般組成一個(gè)。當(dāng)加密載荷時(shí)或保護(hù)其不受攻擊時(shí),此被使用。當(dāng)接收幀時(shí),如果使用了,則幀會(huì)被校驗(yàn),如載荷已被編碼,則幀會(huì)被解碼。當(dāng)每個(gè)信息發(fā)送時(shí),發(fā)送設(shè)備會(huì)增加幀的計(jì)數(shù),而接收設(shè)備會(huì)跟蹤每山東大學(xué)碩士學(xué)位論文個(gè)發(fā)送設(shè)備的最后一個(gè)計(jì)數(shù)。如果一個(gè)信息被探測(cè)到一個(gè)老的計(jì)數(shù),該信息會(huì)出現(xiàn)安全錯(cuò)誤而不能被傳輸。層的安全組基于三個(gè)操作模型:計(jì)數(shù)器模型:密碼鏈模型盯島.:以及兩者混合形成的模型。層的編碼在計(jì)數(shù)器模型中使用來(lái)實(shí)現(xiàn),而編碼和完整性的聯(lián)合則在模型中實(shí)現(xiàn)。...層安全管理層也使用高級(jí)編碼標(biāo)準(zhǔn)。但和層不同的是標(biāo)準(zhǔn)的安全組全部是基于模型的。此模型是層使用的模型的小修改,它包括了所有的層模型的功能,此處還提供了單獨(dú)的編碼及完整性的功能。這些額外的功能通過(guò)排除使用排除及%模型來(lái)簡(jiǎn)化了的安全模型。另外,在所有的安全組中使用模型可以使一個(gè)單密鑰用于不同的組中。這種情況下,應(yīng)用可以更加靈活的來(lái)制定一個(gè)活躍的安全組給每個(gè)幀而不必理會(huì)安全措施是否使能。當(dāng)層使用特定的安全組來(lái)傳輸接收幀時(shí),層會(huì)使用安全服務(wù)提供,來(lái)處理此幀。會(huì)尋找?guī)哪康脑凑叩刂?取回對(duì)應(yīng)于目的源的址的密匙,然后使用安全組來(lái)保護(hù)幀。層對(duì)安全管理的責(zé)任,但其上一層控制著安全管理,包括建立密匙及確定對(duì)每個(gè)幀使用相應(yīng)的安全組。.本章小節(jié)本章從技術(shù)的由來(lái)入手,對(duì)技術(shù)的特點(diǎn)以及協(xié)議棧進(jìn)行了闡述,對(duì)協(xié)議棧各層進(jìn)行了講解,解釋了我們?yōu)槭裁催x擇技術(shù)以及技術(shù)在滿(mǎn)足該應(yīng)用中的一些技術(shù)特點(diǎn)。對(duì)于采用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的方案以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將在下一章進(jìn)行闡述。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章基于技術(shù)的無(wú)線(xiàn)水表集抄解決方案.供水抄表系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)一通信的可靠性方面:保證所采集的數(shù)據(jù)正確的傳輸,是無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)的最起碼的要求,同時(shí)也是不容易解決的問(wèn)題。從兩方面來(lái)對(duì)通信安全進(jìn)行保證,一是采用了.的碰撞避免機(jī)制,同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專(zhuān)用的時(shí)隙,避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突;二是在層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制,每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包必須等待接受方的確認(rèn)信息。二無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)健壯性方面:自組織:無(wú)需人工干預(yù),網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠感知其他節(jié)點(diǎn)的存在,并確定連接關(guān)系,組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò);自愈功能:增加或者刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)位置發(fā)生變動(dòng),節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等,網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù),并對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整,無(wú)需人工干預(yù),保證整個(gè)系統(tǒng)仍然能正常工作。具備自組織、自愈能力的自動(dòng)抄表網(wǎng)絡(luò)才是最理想的網(wǎng)絡(luò),技術(shù)能夠很好地支持這種智能型的網(wǎng)絡(luò)。三成本方面:上面的基本要求都滿(mǎn)足以后就不可避免的要討論成本方面的要求了。這也是抄表系統(tǒng)能否推廣的關(guān)鍵。/初裝或改造舊系統(tǒng)的成本要盡可能低。/系統(tǒng)平時(shí)運(yùn)行產(chǎn)生的費(fèi)用要盡可能低。.技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕?lèi)型..網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類(lèi)型..定義了兩種設(shè)備類(lèi)型【。表顯示了這兩種設(shè)備類(lèi)型。表列出了三種協(xié)議設(shè)備及其與設(shè)備類(lèi)型的關(guān)系【。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)備類(lèi)型提供的服務(wù)典型電源典型接收器配置全功能設(shè)備大多數(shù)或所有服務(wù)主電源或電池空閑時(shí)打開(kāi)精簡(jiǎn)功能設(shè)備有限服務(wù)電池空閑時(shí)關(guān)閉?協(xié)議設(shè)備?設(shè)備類(lèi)型典型功能協(xié)調(diào)器每個(gè)網(wǎng)絡(luò)一個(gè),構(gòu)成喇絡(luò),分配網(wǎng)絡(luò)地址保存綁定表路由罌可選設(shè)備。擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)物理范圍或執(zhí)行終端設(shè)備功能終端設(shè)備或執(zhí)行監(jiān)控和戚控制功能表?:曲協(xié)議設(shè)備類(lèi)型..如協(xié)議網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)有三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)四【:星形結(jié)構(gòu)如圖.,樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)如圖.,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有時(shí)也稱(chēng)混合結(jié)構(gòu)如圖.。各個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)定義見(jiàn)..小節(jié)。圖:星形結(jié)構(gòu)星形網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn):支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信方式;中心節(jié)點(diǎn)為?網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器必須為設(shè)各,終端節(jié)點(diǎn)為廬終端設(shè)備或;數(shù)據(jù)從各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送給協(xié)調(diào)器,同時(shí)協(xié)調(diào)器也可向終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令。這種網(wǎng)絡(luò)適合節(jié)點(diǎn)距離協(xié)調(diào)點(diǎn)較近的情況。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文一,??,~~“一一麓.簟叫.??一一??圖.:簇.樹(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簇一樹(shù)型拓?fù)?在這種網(wǎng)絡(luò)中,終端設(shè)備也可能是協(xié)調(diào)器或者路由器。路由器有兩種功能:一種是增加網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量,另一種是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的物理范圍。消息沿樹(shù)型傳送。圖:網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)?與樹(shù)型拓?fù)湎嗨?但是可以直接與另外的進(jìn)行消息路由,代替了樹(shù)型結(jié)構(gòu)。發(fā)送消息仍須要經(jīng)過(guò)它的父節(jié)點(diǎn)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于減少了消息的反應(yīng)時(shí)目】.增加消息的可靠性。但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)較難,且大量的協(xié)調(diào)點(diǎn)的存在不利于降低能耗。從以上分析可以看出星形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于設(shè)置,簇.樹(shù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有大的容量和傳輸距離且網(wǎng)絡(luò)比較健壯,由此具體在實(shí)際中采用那種網(wǎng)絡(luò)要看具體的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境來(lái)定。而本文中采用的是在靠近水表的單元樓中采用星形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,在小區(qū)中采用簇.樹(shù)狀網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文.基于技術(shù)的無(wú)線(xiàn)水表纂抄方案本方案采用無(wú)線(xiàn)傳感囂網(wǎng)絡(luò)和鋤網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)嘲’掰’”劃,基于技術(shù)的無(wú)線(xiàn)智能水表集抄系統(tǒng)如圖.所示圈.基于技術(shù)的無(wú)線(xiàn)智耗水表袋抄系統(tǒng)從圖.中可以看出本系統(tǒng)有三部分組成;小區(qū)網(wǎng)絡(luò)部分,小區(qū)管理中心,以及企業(yè)級(jí)的集抄中心,本論文只討論前兩部分,至于小區(qū)管理中心與企業(yè)級(jí)的集抄中心的互聯(lián)網(wǎng)連接只需要確定通信時(shí)的幀格式.以及各種命令碼的定義即可。不是本文研究的重點(diǎn)。如圖.所示居民或企業(yè)用戶(hù)安裝智能水表,智能水表在項(xiàng)目初期由普通水表連接終端節(jié)點(diǎn)組成,負(fù)責(zé)對(duì)用水量進(jìn)行計(jì)量并將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給負(fù)責(zé)浚單元或樓的匯聚點(diǎn)匯聚點(diǎn)由?路出器擔(dān)當(dāng)。匯聚點(diǎn)通過(guò)小區(qū)的?傳輸網(wǎng)絡(luò)最終把數(shù)據(jù)發(fā)送至小區(qū)的?中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯聚。中心節(jié)點(diǎn)與具有上網(wǎng)功能的小區(qū)管理中心服務(wù)罌相連接,通過(guò)串口把數(shù)據(jù)傳給小區(qū)管理中心。小區(qū)管理中心服務(wù)器對(duì)本小區(qū)的水表數(shù)據(jù)進(jìn)行暫存,并接收集抄中心的下行命令,對(duì)下行命令進(jìn)行解析并通過(guò)串口傳給?網(wǎng)絡(luò)。山東大學(xué)碩士學(xué)位論文單元樓內(nèi)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)是星形網(wǎng)絡(luò),小區(qū)內(nèi)負(fù)責(zé)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)是典型的簇.樹(shù)狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),為了保證網(wǎng)絡(luò)的健壯性可在小區(qū)內(nèi)設(shè)置幾個(gè)冗余的路由節(jié)點(diǎn)來(lái)保證數(shù)據(jù)可靠的傳輸。.協(xié)議在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)..路由機(jī)制為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸,實(shí)現(xiàn)多跳通信,必需引入路由機(jī)制。技術(shù)采用的是路由協(xié)議,用于創(chuàng)建和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)時(shí),保證了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間動(dòng)態(tài)、自發(fā)以及多跳的路由。利用了傳統(tǒng)的路由表,每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)用一個(gè)條目表示,一個(gè)條目表示一條有效路徑。這樣,就可以為每一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)維持幾個(gè)路由緩存。不需要源路由,而是依靠路由表中的條目來(lái)傳播路由回復(fù),給源節(jié)點(diǎn),源節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息將數(shù)據(jù)發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)。是一種路由協(xié)議,它管理的路由信息包括目的地址、目的序列號(hào)、有效目的序列號(hào)標(biāo)記、其他狀態(tài)和路由標(biāo)記比如有效、無(wú)效、可修復(fù)、正在修復(fù)、網(wǎng)絡(luò)接口、跳數(shù)到達(dá)目的地址所需跳數(shù)、下一跳、先驅(qū)列表以及生存時(shí)間。定義路由請(qǐng)求,、路由回復(fù)消息格式.當(dāng)產(chǎn)生分組的節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有到目的節(jié)點(diǎn)的路由時(shí),首先以泛洪的方式就是向除了源端口之外的所有端口發(fā)送流量發(fā)送路由請(qǐng)求分組,此時(shí)路由尋找分組中攜帶本節(jié)點(diǎn)現(xiàn)知的最新目的節(jié)點(diǎn)序號(hào)、源節(jié)點(diǎn)的序號(hào)以及泛洪序號(hào)上次發(fā)送泛洪分組的序號(hào)加一等信息,跳數(shù)域設(shè)置為零。發(fā)送路由尋找分組后,源節(jié)點(diǎn)等待由目的節(jié)點(diǎn)返回的路由回復(fù)分組,若等待一段時(shí)間沒(méi)有響應(yīng),則源節(jié)點(diǎn)重復(fù)泛洪路由尋找分組其泛洪序號(hào)加直到收到路由響應(yīng)分組或超過(guò)泛洪發(fā)送的次數(shù)。為防止網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行循環(huán)泛洪,每節(jié)點(diǎn)在泛洪發(fā)送路由尋找分組前,首先要記錄源節(jié)點(diǎn)地址和泛洪序號(hào)一定時(shí)間,再次收到已記錄的分組則將其丟棄。目的節(jié)點(diǎn)收到源節(jié)點(diǎn)的泛洪分組后,它從路由尋找分組中獲取源節(jié)點(diǎn)地址并將跳數(shù)位置零,后將路由應(yīng)答分組沿最小跳數(shù)路徑返回給源節(jié)點(diǎn)【。網(wǎng)絡(luò)可以是網(wǎng)絡(luò),即可以根據(jù)需要組建或不組建新的網(wǎng)絡(luò)。在星形網(wǎng)絡(luò)配置中,終端設(shè)備在可以執(zhí)行任何數(shù)據(jù)傳輸之前將總是搜索網(wǎng)絡(luò)。新的網(wǎng)絡(luò)首先由協(xié)調(diào)器建立。啟動(dòng)時(shí),協(xié)調(diào)器會(huì)搜索附近的其他協(xié)調(diào)器,如果沒(méi)有山東大學(xué)碩士學(xué)位論文找到協(xié)調(diào)器,它就會(huì)建立一個(gè)自己的網(wǎng)絡(luò)并選擇一個(gè)唯一的位。一旦新網(wǎng)絡(luò)建立,就會(huì)允許一個(gè)或多個(gè)終端設(shè)備與此網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)。具體是允許還是不允許新關(guān)聯(lián)由協(xié)調(diào)器決定。一旦組建了網(wǎng)絡(luò),就可能由于物理更改而發(fā)生多個(gè)網(wǎng)絡(luò)重疊和沖突。在這種情況下,協(xié)調(diào)器會(huì)啟動(dòng)沖突解決過(guò)過(guò)程并且會(huì)有一個(gè)協(xié)調(diào)器將更改其或信道。受到影響的協(xié)調(diào)器會(huì)指示它所有的終端設(shè)備進(jìn)行必要的更改【。協(xié)議棧的當(dāng)前版本不支持沖突解決。根據(jù)系統(tǒng)需求,協(xié)調(diào)器會(huì)在非易失性存儲(chǔ)器?中存儲(chǔ)所有網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián),稱(chēng)為鄰接表。為了連接到網(wǎng)絡(luò),終端設(shè)備可能執(zhí)行孤立通知過(guò)程來(lái)查找先前與之關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)或者執(zhí)行關(guān)聯(lián)過(guò)程來(lái)加入一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)。在執(zhí)行孤立通知過(guò)程的情況下,協(xié)調(diào)器將通過(guò)查找其鄰接表來(lái)識(shí)別先前與之關(guān)聯(lián)的終端設(shè)備。一旦關(guān)聯(lián)到網(wǎng)絡(luò),終端設(shè)備就可選擇通過(guò)執(zhí)行解除關(guān)聯(lián)過(guò)程與該網(wǎng)絡(luò)解除關(guān)聯(lián)。如果需要的話(huà),協(xié)調(diào)器本身也會(huì)啟動(dòng)解除關(guān)聯(lián)過(guò)程來(lái)強(qiáng)制節(jié)點(diǎn)離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)。..端點(diǎn)、接口、群集、屬性和配置文件典型的節(jié)點(diǎn)可同時(shí)支持幾種不同的應(yīng)用。例如,/節(jié)點(diǎn)可能有多種數(shù)字和模擬輸入/輸出。一些數(shù)字輸入可能被一個(gè)遠(yuǎn)程控制器節(jié)點(diǎn)用到,而其他數(shù)字輸入可能被另一個(gè)遠(yuǎn)程控制器節(jié)點(diǎn)使用。這種分配將創(chuàng)建一個(gè)真正的分布式控制網(wǎng)絡(luò)。為了便于在/節(jié)點(diǎn)和兩個(gè)控制器節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,所有節(jié)點(diǎn)中的應(yīng)用程序必須保存多個(gè)數(shù)據(jù)鏈路【】。為了減少成本,節(jié)點(diǎn)僅使用一個(gè)無(wú)線(xiàn)信道來(lái)和多個(gè)端點(diǎn)/接口來(lái)創(chuàng)建多條虛擬鏈路或信道。一個(gè)節(jié)點(diǎn)支持個(gè)端點(diǎn)編號(hào)為和個(gè)接口編號(hào)為一,端點(diǎn)被保留用于設(shè)備配置而端點(diǎn)被保留僅用于廣播,剩下的總共個(gè)端點(diǎn)用于應(yīng)用。每個(gè)端點(diǎn)總共有個(gè)接口。因此,實(shí)際上應(yīng)用在一個(gè)物理信道中最多可能有條虛擬信道.一個(gè)典型的節(jié)點(diǎn)也將有很多屬性.例如,/節(jié)點(diǎn)包含稱(chēng)為數(shù)字輸入、數(shù)字輸入、模擬輸入等的屬性,每個(gè)屬性都有自己的值.例如,數(shù)字輸入屬性可能有值或.屬性的集合被稱(chēng)為群集。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)群集都被分配了一個(gè)唯一的群集。每個(gè)群集最多有個(gè)節(jié)點(diǎn)。協(xié)議還定義了一個(gè)稱(chēng)為配置文件的術(shù)語(yǔ)。配置文件就是指對(duì)分布式應(yīng)用的描述,它根據(jù)應(yīng)用必須處理的數(shù)據(jù)包和必須