2. 可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型

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

　　表1-1藍牙與ZigBee的比較

　?、?用藍牙和ZigBee技術(shù)構(gòu)建的可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　藍牙和ZigBee的組網(wǎng)方式可分為三種形式：星型網(wǎng)、對等網(wǎng)和混合網(wǎng)［2］。采用藍牙和ZigBee技術(shù)構(gòu)建的可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)宜采用混合結(jié)構(gòu)形式，如圖2.1所示。它是一個松散的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，正好符合穿戴的需要。

　　圖 2.1 可穿戴式藍牙網(wǎng)絡(luò)模型

　　上圖中整個網(wǎng)絡(luò)被劃分為兩級層次結(jié)構(gòu)。Ⅰ級匹克網(wǎng)的主設(shè)備（Master）連接各Ⅱ級匹克網(wǎng)的主設(shè)備，各Ⅱ級匹克網(wǎng)的主設(shè)備在Ⅰ級匹克網(wǎng)中充當從設(shè)備（Slave）。每級匹克網(wǎng)均由主設(shè)備負責維護管理。為便于維護和管理整個網(wǎng)絡(luò)，由Ⅰ級匹克網(wǎng)的主設(shè)備充當連接外部網(wǎng)絡(luò)的LAP，并且該主設(shè)備不作為Ⅱ級匹克網(wǎng)的主（從）設(shè)備。當然，這里的LAP并不直接與有線網(wǎng)直接相連?？沙洚擫AP角色的設(shè)備可能不止一個，但無論哪個設(shè)備作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備，都應遵循上述的組網(wǎng)原則。

　　⑵ 可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

　　在上述的兩種可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)中，整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備按照角色的不同可分為兩種基本的類型：

　　傳感器或其它終端設(shè)備：這類設(shè)備只需將采集到的數(shù)據(jù)傳到Master即可，不承擔任何管理和維護網(wǎng)絡(luò)的任務。這類設(shè)備主要有傳感器、探測器、耳麥和攝像機等。

　　網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備不只是負責轉(zhuǎn)發(fā)終端設(shè)備傳來的數(shù)據(jù)，還必須管理和維護各Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)。同時這些互連設(shè)備之間還必須形成新的網(wǎng)絡(luò)。因而，網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備應具有一定的存儲容量和數(shù)據(jù)處理能力。從理論上說，各Master均可充當LAP，但實際上并沒有這樣的必要。在本模型中，充當網(wǎng)關(guān)的LAP只作為Ⅰ級網(wǎng)絡(luò)的成員，負責管理和維護Ⅰ級網(wǎng)絡(luò)，而不作為Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)的基站。這樣做的目的是為防止同一設(shè)備擔任過多的角色，會增加設(shè)備的復雜度?？沙洚斁W(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的設(shè)備有PDA、GPS、頭戴設(shè)備、MP3、手機以及PTT（Push To Talk）等，其中手機等亦可充當與外網(wǎng)聯(lián)系的網(wǎng)關(guān)。

　　2.2? 服務原理

　　無論是采用哪種無線技術(shù)構(gòu)建可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)，都應能提供基本的服務和管理功能，這些功能包括內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸、基于Web的服務和網(wǎng)絡(luò)管理服務等。

　　⑴ 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸

　　內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸是可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)最基本的服務要求。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，Ⅰ級網(wǎng)絡(luò)和Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)可采用不同的數(shù)據(jù)傳輸模式。在Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)中，傳感器等終端設(shè)備與 Master之間通常采用點到點傳輸模式，這是因為通常情況下Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)中的終端只需單項發(fā)送數(shù)據(jù)即可，且各通信終端之間一般不具有需要建立直接路由來完成的大量的通信業(yè)務。而在Ⅰ級網(wǎng)絡(luò)中，Master則既可采用點對點傳輸，也可采用點對多點傳輸。但Slave之間若需進行點對點通信則必須脫離原來的匹克網(wǎng)，單獨組建新的匹克網(wǎng)。

　　很顯然，同一Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)中終端設(shè)備之間若需進行數(shù)據(jù)傳輸，則須經(jīng)Master轉(zhuǎn)發(fā)。若某一Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)中的終端設(shè)備要向其它Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)中的終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，則必須經(jīng)過Ⅰ級網(wǎng)絡(luò)中的LAP轉(zhuǎn)發(fā)。當Ⅰ級網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備需要向外部網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)時，可考慮通過作為網(wǎng)關(guān)的LAP來轉(zhuǎn)發(fā)，或建立虛連接。

　?、?Web 訪問

　　通常情況下，只有Ⅰ級網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備才具有Web訪問的需求和條件。Web訪問應通過網(wǎng)關(guān)來進行，這主要是考慮到網(wǎng)絡(luò)的安全性。建立與Web站點的連接后，可以考慮采用C/S模式來提供業(yè)務，這些業(yè)務應包括FTP服務、E-mail服務、以及音頻和視頻服務等。對語音業(yè)務，可以考慮采取VoIP技術(shù)。

　?、?網(wǎng)絡(luò)管理服務

　　網(wǎng)絡(luò)管理的任務是為維護整個網(wǎng)絡(luò)的可靠運行。為了設(shè)備間建立通信連接和維護管理網(wǎng)絡(luò)的方便，通常情況下都要對網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備分配邏輯地址。在IPv6嘗未啟用之前，肯定很難做到把實際的IP地址作為各通信設(shè)備的邏輯地址。但作為網(wǎng)關(guān)的設(shè)備應擁有實際的IP地址，這樣有利于進行Web訪問。當然，如果必要，也可考慮將網(wǎng)關(guān)設(shè)備作為DHCP服務器，但這樣顯然會加重網(wǎng)關(guān)設(shè)備的工作負荷。事實上，也可利用各無線技術(shù)自己的地址編址和分配方案。

　　為檢測網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部設(shè)備的活動狀態(tài)，可以向整個網(wǎng)絡(luò)或特定的Ⅱ級網(wǎng)絡(luò)發(fā)布廣播消息。并根據(jù)反饋的情況對整個網(wǎng)絡(luò)進行診斷，以便及時向使用者發(fā)出預警。當然，也可發(fā)布包含特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址的廣播消息，這種情況通常發(fā)生在消息發(fā)布者需要與該設(shè)備建立聯(lián)系的時候。