可穿戴式無線網絡核心技術及應用詳解

3. 可穿戴式無線網絡核心技術

　　盡管目前無線局域網技術已較為成熟，可作為開發(fā)可穿戴式無線網絡的基礎，但要將其真正應用于可穿戴式無線網絡還需解決多項關鍵難題，這些難題集中體現(xiàn)了可穿戴式無線網絡的核心技術，它主要表現(xiàn)在以下方面：

　　3.1 網絡設計

　　網絡設計首先要盡可能的保證系統(tǒng)功能的發(fā)揮和網絡的穩(wěn)定。相對有線技術而言，采用無線技術的可穿戴式網絡在組網上有較大的靈活性。

　　除此之外，網絡設計還應考慮人的體形特征和行為習慣。良好的網絡結構應具有穿戴方便、舒適，重量輕、便于攜帶，有一定的抗震性等特征，同時還應盡量使網絡的結構簡單、使用方便（特別是操作和閱讀方面的服務）。

　　3.2 輸入輸出裝置

　　輸入輸出裝置是實現(xiàn)可穿戴式無線網絡人-機交互的重要接口，人-機交互的靈活性和方便性不止會影響系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮，而且還會影響到市場上的推廣應用。

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

　　3.3 多功能集成裝置

　　應當說，滿足穿戴式無線網絡需要的具有特定功能的設備目前市場上大都已經具備，有些功能之間還進行了整合設計，如耳麥、觸摸屏等。但這些設備大多不具有無線接口，所以需要對它們進行集成，并在外殼上重新設計以符合人體穿戴的需要。對那些在網絡中承擔多種角色的設備而言，多功能集成的需要就更為迫切，也更為重要。例如，作為網關的手機不僅應具有手機的各項功能，還應承擔管理整個可穿戴式無線網絡和進行數(shù)據(jù)轉發(fā)的任務，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、設備越微型化，就越能更好地滿足穿戴式無線網絡的需要。當然，這有賴于超大規(guī)模集成電路的進一步發(fā)展。

　　3.4 操作平臺

　　針對可穿戴式無線網絡的要求，應提供與其硬件設備相對應的操作平臺。操作平臺同樣可根據(jù)具體的應用需求來開發(fā)，但它們應具備基本的為保障整個網絡穩(wěn)定運行的各項管理服務?？傮w說來，可以直接借鑒當前在手機等移動終端上使用的掌上OS，并在此基礎上進一步開發(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)有的應用軟件，其缺點是功能有限；后種方式可具有很強的針對性，其缺點是沒有相應的應用軟件支撐，開發(fā)難度較大。

　　3.5 網絡頑存性［5］

　　網絡的頑存性體現(xiàn)在它對周圍環(huán)境的適應能力。它主要表現(xiàn)在兩個方面：網絡連接的可靠性和穩(wěn)定性、網絡的抗干擾能力。網絡的頑存性在很大程度上決定了網絡的服務質量（QoS）。由表1-1可知，藍牙和ZigBee技術都有一些增強環(huán)境適應性的技術措施。例如在抗干擾方面，ZigBee和藍牙分別采用了 DSSS、FHSS技術；在糾錯機制方面，藍牙和ZigBee分別采用了前向糾錯機制和差錯檢測/重傳機制等等。但是，由于當前無線設備的迅猛增多，無線設備的使用環(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措施來保障網絡的頑存性。