第6章 物联网通信

武昌理工学院邓谦第6章物联网通信短距离无线通信技术6.2移动通信技术6.3未来的物联网通信技术6.4第6章物联网通信IP通信技术6.1学习目标理解IP通信技术基础掌握路由器的工作原理及IP路由协议功能理解典型的近距离无线通信技术原理及应用掌握Wi-Fi网络的架构掌握移动通信系统的组成理解4G系统网络结构及其关键技术第6章物联网通信基于IP协议的设备可以实现全球互联，具有被任何设备在任何地点访问的优势，如PC机、手机、PDAs、数据库服务器以及其它智能化设备。目前，几乎所有的设备都支持IP通信网络，包括服务器集群、高速磁盘阵列、手机、低功耗嵌入式设备。尽管IP通信技术最初是为计算机网络设计的，然而其本质上的灵活性，已经使得IP通信网连接各种不同设备以及各种不同应用成为可能。6.1

IP通信技术TCP/IP协议体系是20世纪70年代中期美国国防部为其高级研究项目专用网络（AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork，ARPANet）开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的Internet是目前世界上规模最大的计算机互联网络，正因为Internet的广泛使用，使得TCP/IP协议体系成为事实上的标准。6.1.1TCP/IP协议6.1.1TCP/IP协议TCP/IP模型与OSI参考模型网络接口层：TCP/IP的网络接口层大体对应于OSI参考模型的数据链路层和物理层，通常包括计算机和网络设备的接口驱动程序与网络接口卡等。网络层：网络层是TCP/IP体系的关键部分。它的主要功能是使主机能够将信息发往任何网络并传送到正确的目的主机。

6.1.1TCP/IP协议传输层：TCP/IP的传输层主要负责为两台主机上的应用程序提供端到端的连接，使源、目的端主机上的对等实体可以进行会话。应用层：TCP/IP模型没有单独的会话层和表示层，其功能融合在TCP/IP应用层中。应用层直接与用户和应用程序打交道，负责对软件提供接口以使程序能够使用网络服务。6.1.1TCP/IP协议TCP三次握手建立连接的过程如下：初始化主机通过一个SYN标志置位的数据段发出会话请求。接收主机通过发回具有以下项目的数据段表示回复：SYN标志置位、即将发送的数据段的起始字节的顺序号，ACK标志置位、期望收到的下一个数据段的字节顺序号。请求主机再回送一个数据段，ACK标志置位，并带有对接收主机确认序列号。6.1.1TCP/IP协议6.1.1TCP/IP协议TCP连接的建立6.1.2路由器与IP路由选择协议1.路由器。路由器主要有以下几种功能：网络互连：路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信。数据处理：提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能。网络管理：路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。6.1.2路由器与IP路由选择协议路由器由以下几部分组成：中央处理器（CPU）:路由器的CPU用来运行路由器的操作系统以及在操作系统支撑下的各种服务。。存储设备（storedevices）:路由器上的存储设备用来存储路由器的引导程序、操作系统、路由器的配置文件以支持路由器操作系统的运行。接口:路由器具有非常强大的网络连接和路由功能6.1.2路由器与IP路由选择协议路由报文示意图6.1.2路由器与IP路由选择协议2.IP路由选择协议我们把路由协议大体上分为以下3类。距离矢量路由协议：根据距离矢量算法，确定网络中节点的方向与距离。链路状态路由协议：根据链路状态算法，计算生成网络的拓扑。混合型路由协议：既具有距离矢量路由协议的特点，又具有链路状态路由协议的特点。6.1.2路由器与IP路由选择协议链路状态路由协议与距离矢量路由协议比较：（1）对整个网络拓扑的了解（2）计算路由的算法（3）路由更新6.1.3IPv6简介1.扩展的编址丰富互联需求2.自动配置便于即插即用3.简化的报头格式提供高效的传输4.强制的安全机制保障端到端的传输安全5.增强的移动6.增强的QoS服务保证传输服务质量6.2.1蓝牙技术蓝牙技术实际上是一种短距离无线电技术，利用该技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽了道路。6.2短距离无线通信技术6.2.1蓝牙技术1.蓝牙技术的规范及特点2.蓝牙协议体系结构3.蓝牙的应用及产品6.2.2Zigbee技术1.ZigBee技术特点2.

ZigBee协议栈3.ZigBee网络的拓扑结构及配置4.ZigBee组网技术5.ZigBee的应用场景6.2.3超带宽技术1.超带宽的技术特点及应用2.脉冲无线电技术3.UWB调制技术4.UWB多址技术6.2.4Wi-Fi技术1.Wi-Fi技术特点2.

Wi-Fi构架和原理3.Wi-Fi网络的使用移动通信（MobileCommunication），是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息传输和交换的通信方式。移动通信系统包括无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。移动体之间通信联系的传输手段只能依靠无线电通信，因此，无线通信是移动通信的基础，而无线通信技术的发展将推动移动通信的发展。6.3移动通信技术1.移动通信系统的组成移动通信时移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的