可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有比可穿戴式計算機更好的適用性和更廣泛的應(yīng)用前景，而且它可在現(xiàn)有的各種無線局域網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)。由于現(xiàn)有的各種無線局域網(wǎng)技術(shù)已較為成熟，因而較之可穿戴式計算機，在開發(fā)難度和開發(fā)周期上具有明顯的優(yōu)勢。

　　1.可穿戴式計算機和可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)

　　1.1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(tǒng)。其概念起源于20世紀60年代。自90年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)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(yīng)具備以下基本特征：？可在運動狀態(tài)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(xù)性？多樣性，即不同應(yīng)用的可穿戴式計算機在構(gòu)成、功能等方面應(yīng)有所不同從以上特征可看出，與傳統(tǒng)的計算機相比，可穿戴式計算機與人的結(jié)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(shù)，從而達到人- 機的和諧統(tǒng)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。

　　1.2可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)

　　在上面介紹的可穿戴式計算機系統(tǒng)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(tǒng)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(yīng)用場合是必須的，如體育鍛煉。

　　其次，它沒有考慮與現(xiàn)有的個人通信終端(如手機、PDA、MP3等)的融合。這會使得現(xiàn)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(shè)備。

　　針對這種狀況，本文提出可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)的概念。與可穿戴式計算機相比，可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)具有以下特點：

　　⑴更好的靈活性。

　?、瞥浞挚紤]與現(xiàn)有的個人通信終端的融合。

　?、悄苓M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(guī)模集成電路的發(fā)展，這方面的性能勢必會得到進一步的提高)。

　?、雀尤诵曰?。用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用、方便程度、以及個人的喜好來選擇合適的主通信設(shè)備以控制整個網(wǎng)絡(luò)。

　　由此可見，可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有比可穿戴式計算機更好的適用性和更廣泛的應(yīng)用前景，而且它可在現(xiàn)有的各種無線局域網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)。由于現(xiàn)有的各種無線局域網(wǎng)技術(shù)已較為成熟，因而較之可穿戴式計算機，在開發(fā)難度和開發(fā)周期上具有明顯的優(yōu)勢。

　　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。可充當LAP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(yīng)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(wù)。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(yīng)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。可充當網(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)。