可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)及應(yīng)用詳解

3. 可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)

　　盡管目前無線局域網(wǎng)技術(shù)已較為成熟，可作為開發(fā)可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，但要將其真正應(yīng)用于可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)還需解決多項(xiàng)關(guān)鍵難題，這些難題集中體現(xiàn)了可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，它主要表現(xiàn)在以下方面：

　　3.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)首先要盡可能的保證系統(tǒng)功能的發(fā)揮和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。相對(duì)有線技術(shù)而言，采用無線技術(shù)的可穿戴式網(wǎng)絡(luò)在組網(wǎng)上有較大的靈活性。

　　除此之外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮人的體形特征和行為習(xí)慣。良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有穿戴方便、舒適，重量輕、便于攜帶，有一定的抗震性等特征，同時(shí)還應(yīng)盡量使網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便（特別是操作和閱讀方面的服務(wù)）。

　　3.2 輸入輸出裝置

　　輸入輸出裝置是實(shí)現(xiàn)可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)人-機(jī)交互的重要接口，人-機(jī)交互的靈活性和方便性不止會(huì)影響系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮，而且還會(huì)影響到市場(chǎng)上的推廣應(yīng)用。

　　輸入裝置既包括手寫板、鍵盤、麥克風(fēng)等由人操控的裝置，也包括攝像頭、GPS、傳感器等專門的數(shù)據(jù)輸入裝置。輸入裝置除實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)的輸入外，還應(yīng)能滿足控制上的要求；輸出裝置包括耳機(jī)、顯示裝置和觸動(dòng)裝置等。輸出裝置不僅要向使用者提供信息服務(wù)，同時(shí)還應(yīng)體現(xiàn)使用者的意志和要求。當(dāng)然，不同的應(yīng)用所需要的輸入輸出裝置不一定相同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要來配置。

　　3.3 多功能集成裝置

　　應(yīng)當(dāng)說，滿足穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)需要的具有特定功能的設(shè)備目前市場(chǎng)上大都已經(jīng)具備，有些功能之間還進(jìn)行了整合設(shè)計(jì)，如耳麥、觸摸屏等。但這些設(shè)備大多不具有無線接口，所以需要對(duì)它們進(jìn)行集成，并在外殼上重新設(shè)計(jì)以符合人體穿戴的需要。對(duì)那些在網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)多種角色的設(shè)備而言，多功能集成的需要就更為迫切，也更為重要。例如，作為網(wǎng)關(guān)的手機(jī)不僅應(yīng)具有手機(jī)的各項(xiàng)功能，還應(yīng)承擔(dān)管理整個(gè)可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)，這顯然具有一定的挑戰(zhàn)性。

　　多功能集成裝置的集成度越高、設(shè)備越微型化，就越能更好地滿足穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)的需要。當(dāng)然，這有賴于超大規(guī)模集成電路的進(jìn)一步發(fā)展。

　　3.4 操作平臺(tái)

　　針對(duì)可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)的要求，應(yīng)提供與其硬件設(shè)備相對(duì)應(yīng)的操作平臺(tái)。操作平臺(tái)同樣可根據(jù)具體的應(yīng)用需求來開發(fā)，但它們應(yīng)具備基本的為保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的各項(xiàng)管理服務(wù)?？傮w說來，可以直接借鑒當(dāng)前在手機(jī)等移動(dòng)終端上使用的掌上OS，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)；也可采用Linux來開發(fā)專用的OS。前種方式將明顯有利于縮短開發(fā)周期，并可重用現(xiàn)有的應(yīng)用軟件，其缺點(diǎn)是功能有限；后種方式可具有很強(qiáng)的針對(duì)性，其缺點(diǎn)是沒有相應(yīng)的應(yīng)用軟件支撐，開發(fā)難度較大。

　　3.5 網(wǎng)絡(luò)頑存性［5］

　　網(wǎng)絡(luò)的頑存性體現(xiàn)在它對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)能力。它主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性和穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。網(wǎng)絡(luò)的頑存性在很大程度上決定了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）。由表1-1可知，藍(lán)牙和ZigBee技術(shù)都有一些增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性的技術(shù)措施。例如在抗干擾方面，ZigBee和藍(lán)牙分別采用了 DSSS、FHSS技術(shù)；在糾錯(cuò)機(jī)制方面，藍(lán)牙和ZigBee分別采用了前向糾錯(cuò)機(jī)制和差錯(cuò)檢測(cè)/重傳機(jī)制等等。但是，由于當(dāng)前無線設(shè)備的迅猛增多，無線設(shè)備的使用環(huán)境也隨之惡化，在加之它們都工作于ISM頻段，因而有必要研究更可靠的技術(shù)措施來保障網(wǎng)絡(luò)的頑存性。