可穿戴式無線網絡核心技術及應用詳解

1.可穿戴式計算機和可穿戴式無線網絡

　　可穿戴式計算機可穿戴式計算機是一種新概念的移動計算系統。其概念起源于20世紀60年代。自90年代以來，隨著大規模和超大規模集成電路的迅猛發展，對可穿戴式計算機的研究進入了一個全新的階段。目前，對可穿戴式計算機的概念并沒有確切的定義。大體而言，可穿戴式計算機應具備以下基本特征：？可在運動狀態下使用？使用的同時可騰出手或做其它的事情？使用者可進行控制？具有可持續性？多樣性，即不同應用的可穿戴式計算機在構成、功能等方面應有所不同從以上特征可看出，與傳統的計算機相比，可穿戴式計算機與人的結合更為緊密。這就要求穿戴式計算機必須采用全新的人-機交互技術，從而達到人- 機的和諧統一。這也是當前對可穿戴式計算機研究的熱點問題和必須攻克的難點。

　　可穿戴式無線網絡在上面介紹的可穿戴式計算機系統中，各硬件裝置之間主要是通過通信線纜連接的，采用的操作平臺也是基于有線裝置的。這種系統雖然在一定的場合有其適用性，但它的缺點也是明顯的：首先，它不夠靈活。因為采用通信線纜這種“硬”連接方式，勢必會影響用戶軀體的活動空間和幅度，而這在一些應用場合是必須的，如體育鍛煉。

　　其次，它沒有考慮與現有的個人通信終端（如手機、PDA、MP3等）的融合。這會使得現有的通信終端成了與可穿戴式計算機實體上相互獨立而功能上相互重疊的設備。

　　針對這種狀況，本文提出可穿戴式無線網絡的概念。與可穿戴式計算機相比，可穿戴式無線網絡具有以下特點：

　　⑴更好的靈活性。

　　⑵充分考慮與現有的個人通信終端的融合。

　　⑶能進行分散控制。這是由于各通信終端都有一定的運算處理能力和存儲容量（并且隨著超大規模集成電路的發展，這方面的性能勢必會得到進一步的提高）。

　　⑷更加人性化。用戶可根據不同的應用、方便程度、以及個人的喜好來選擇合適的主通信設備以控制整個網絡。

　　由此可見，可穿戴式無線網絡應具有比可穿戴式計算機更好的適用性和更廣泛的應用前景，而且它可在現有的各種無線局域網技術的基礎上開發。由于現有的各種無線局域網技術已較為成熟，因而較之可穿戴式計算機，在開發難度和開發周期上具有明顯的優勢。

　　2.可穿戴式無線網絡的系統模型

　　2.1網絡模型當前，適合用來構建可穿戴式無線網絡的技術主要有藍牙和ZigBee等。這兩種無線技術均屬于IEEE802.15家族，工作于ISM頻段。它們之間的區別如下表1-1所示。由于在組網方式上完全一致，因而用它們構建的可穿戴式網絡模型也基本相同。

　　表1-1藍牙與ZigBee的比較

　　⑴ 用藍牙和ZigBee技術構建的可穿戴式無線網絡結構

　　藍牙和ZigBee的組網方式可分為三種形式：星型網、對等網和混合網［2］。采用藍牙和ZigBee技術構建的可穿戴式無線網絡宜采用混合結構形式，如圖2.1所示。它是一個松散的Ad Hoc網絡，正好符合穿戴的需要。