知识补充： 大数据与移动互联网、物联网以及传统互联网 《物联网关键技技术》 —— 物联网网技术概论 老子曰：“不出出户知天下，不不窥牗见天道道其出弥远远，其知弥少少是以圣人人不行而知，不不见而名，不不为而成物联网正是是可以实现这这种境界物联网的本事是是互联网的落落地，即进一一步实现物物物相连在安全、健康、能能源、效率、环环境等等方面面依然存在着着巨大的隐患患问题物联联网的发展，能能大大促进当当前以效率、节节能、环保、安安全、健康为为可信的全球球信息化发展展，例如智能能交通、电子子医疗、智能能电网等等技技术应用的成成熟物联网（IOTT,Inteernet of Thhings）也是“传感网”在国际上的通称通俗地讲，物联网就是万物都可以上网，物体通过装入射频识别设备、红外感应器、全球定位系统或其他方式进行连接，然后接入到互联网或移动通信网络，最终形成智能网络，通过电脑或实现对物体的智能化管理PS：美国IBBM公司“智慧地球”，日本和韩韩国分别提出出“U-JAPPAN”和“U-KORREA”战略中国国提出“感知中国”的发展策略略从技术的角度讲讲，物联网应应该具备3个个特征，一是是全面感知，即即利用RFIID、传感器器、二维码等等随时随地获获取物体的信信息；二是可可靠传递，通通过各种电信信网络与互联联网的融合，将将物体的信息息实时、准确确的传递出去去；三是智能能处理，利用用云计算、模模糊识别等各各种智能计算算技术，对海海量数据和信信息进行分析析和处理，对对物体实施智智能化控制。
这这三个特征也也提供了物联联网体系结构构划分的基础础物联网体系结构构感知层—————网络层—————应用层1. 感知层：智能终终端和智能小小物体（传感感器）2. 网络层：编码寻寻址（IPVV4,IPVV6）和统一一管理（针对对多样格式的的数据）3. 应用层：应用支支撑平台子层层和应用服务务子层三网结合”即传感网、互互联网和通信信网互相结合合=物联网物联网总体架构构1. 在感知层：物联联网终端形态态包括普通物物联网终端、MM2M终端、感感知接入网关关、感知子网网节点、终端端外设及卡识识读物2. 在网络层：主要要包括接入网网、传输网、核核心网、业务务网、网管系系统和业务支支撑系统3. 在应用层：要求求应用系统通通过统一接口口来实现与感感知层的通信信物联网核心技术术 物联网网的结构大致致可以分为三三个层次：首首先是传感网网络，以二维维码、RFIID（射频识识别技术）、传传感器为主，实实现“物”的识别；其其次是传输网网络，通过现现有的互联网网，广电网络络、通信网络络或者未来的的NGN（下下一代网络），实实现数据的传传输与计算；；第三是应用用网络，即输输入/输出控控制终端，可可基于现有的的、PCC等终端进行行。
物联网与泛在网网概念的差异异泛在网（Ubiiquitoous Neetworkk）是指基于于个人和社会会的需求，实实现人与人、人人与物、物与与物之间按需需进行的信息息获取、传递递、存储、认认知、决策、使使用等服务，网网络具有超强强的环境感知知、内容感知知及其智能性性，为个人和和社会提供凡凡在的、无所所不含的信息息服务和应用用泛在网具具有比物联网网更广泛的内内涵 表1 传感网、物物联网及泛在在网三者的比比较定义终端基础网络通信对象标准化组织传感网实现传感器的互互联和信息收收集传感器物对物ISO/IECC物联网将各种信息传感感设备如RFFID、红外外感应器、GGPS、激光光扫描器等与与互联网结合合，实现对所所有物品的智智能化识别与与管理传感器、RFIID、二维码码、内置移动动通信的各种种模块一个或多个基础础网络物对物、物对人人IEEEETSIEPC Gloobal泛在网通过网络的泛在在互联、实现现物与物、物物与人、人与与人之间按需需的信息获取取、传递、储储存、认知、分分析、使用等等服务，强调调人机自然交交互、异构网网络融合和智智能应用传感器、RFIID、二维码码、内置移动动通信的各种种模块、机、上网卡等等所有的网络物对物、物对人人、人对人ITU3GPPGSMAOMA物联网的行业应应用应用场景：城市市安全管控、城城市环境管控控、城市能源源管控（楼宇宇设施能源管管理和IT设设施能源管理理）、家庭数数字生活等。
影响物联网发展展的因素1、 物联网协议问题题：在物联网网核心层面是是基于TCPP/IP，但但在接入层面面，协议类别别繁多，GPPRS、短信信、传感器、TTD-SCDDMA、WCCDMA、有有线等等多种种通道物联联网需要一个个同意的协议议基础2、 个人隐私与数据据安全3、 网关形态4、 产业链复杂，需需要整合5、 公众信任6、 标准化7、 系统开放8、 研究发展物联网发展步骤骤预计物联网的发发展情况将会会分为以下几几个阶段：1、2009~~2012：：物联网市场场规模小，主主要以M2MM的形态出现现2、2013~~2015：：M2M开始始有一定规模模，物联网有有了一定规模模的企业应用用承载网络络也需要一定定升级以适应应大量的M22M及物联网网应用，市场场需求增加3、2016往往后，物联网网行业应用数数量激增，已已广泛渗透到到大中企业，家家庭应用 —— 无线传传感器网络无线传感器网络络（WSN,,Wirelless SSensorr Netwworks）综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时检测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组织多跳中继 中继：中继是两点间的一条传输信道，这两点通常是交换中心。
中继线是承载多条逻辑链路的一条物理连接随着科技发展，中继的概念不仅应用于无线通信中，网络通信交换机的trunk也可以称之为一种中继方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通无线传感器网络络的发展历史史1. 简单传感器网络络：20世纪纪70年代，使使用具有简单单信息信号获获取能力的传传统传感器，采采用点对点传传输，与传感感控制器连接接构成传感器器网络2. 智能传感器：将将计算能力嵌嵌入到传感器器中，使得传传感器节点不不仅具有数据据采集能力，而而且具有滤波波和信息处理理能力3. 无线传感器网络络：20世纪纪90年代，将将网络和无线线通信技术引引入到传感器器节点中，降降低了网络部部署成本，使使得传感器节节点不仅仅是是感知单元，而而变成了可交交换信息、协协同工作的网网络有机体无线传感器网络络体系结构从器件上来看，这这种节点集成成了传感单元元（由传感器器和模/数转转换功能模块块组成）、处处理单元（由由嵌入式系统统构成，包括括CPU、存存储器、嵌入入式操作系统统等）、通信信单元（由无无线通信模块块、收发器等等组成）以及及电源等部分分，有些节点点还具有定位位系统和移动动系统。
图2--1 无线传传感器网络节节点结构sink在传感器网络中中，节点通过各种种方式大量部部署在被感知知对象内部或或附近这些些节点通过自组组织方式构成成无线网络，以以协作的方式式感知、采集集和处理网络络覆盖区域中中特定的信息息，可以实现现对任意地点点信息在任意意时间的采集集，处理和分分析一个典典型的传感器器网络的结构构包括分布式式传感器节点点（群）、ssink节点点 Sink节点： 在无线传感器网络指汇聚结点，主要负责传感器网与外网（eg：gprs， internet等）的连接，可看作网关节点互联网和和用户界面等等传感节点之间可以以相互通信，自自己组织成网网并通过多跳跳的方式连接接至Sinkk（基站节点点），Sinnk节点收到到数据后，通通过网关（Gatteway）完完成和公用IInternnet网络的的连接整个个系统通过任任务管理器来来管理和控制制无线传感器网络络的特点总的来说：分布布式控制、无无中心和多跳跳 多跳：由发站到收站的传输，需经过多次卫星转发的方式传输主要体现：1、节节点数量庞大大 2、节节点密集部署署 3、节节点易于破坏坏（所处环境境通常恶劣） 4、网网络拓扑结构构 网络拓扑结构：网络拓扑是网络形状，它的结构主要有星型结构、环形结构、总线结构、分布式结构、网状结构、蜂窝结构、树形结构等等。
变化剧烈 5、节节点资源受限限（为了降低低成本导致的的） 6、节节点不必具有有全局ID（不不用关心单个个节点信息） 7、以以数据为中心心（节点可随随机部署，节节点部署位置置信息不是很很重要）其典型应用有：：军事应用、抢抢险救灾、环环境监测、医医疗保健等无线传感器网络络协议栈网络体系结构是是网络的协议议分层以及网网络协议的集集合，是对网网络及其部件件所应完成功功能的定义和和描述该网网络体系结构构由分层的网网络通信协议议、传感器网络络管理以及应用支撑撑技术部分组组成，如下表表所示：表1 无线传传感器网络协协议分层的网络通信信协议物理层 数据链链路层 网络络层 传输层层 应用层传感器网络管理理能量管理 拓扑扑管理 QOOS支持 网网络管理 网网络安全 移移动控制 远远程管理应用支撑技术时间同步 节点点定位 分布布式协同应用用服务接口分层的网络通信信协议之物理理层协议传输媒体：1. 光通信2. 红外通信3.无线电 无线电：无线电是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，是其中的一个有限频带，上限频率在300GHz（吉赫兹），下限频率较不统一通信信：使用ISSM（工业、科科学、医学）频频段，其中某某些部分已经经用于无绳电和无线局局域网 无线局域网：工作于2.5GHz或5.8GHz频段，以无线方式构成的局域网。
利用RF射频技术，（WLLAN）两两大难点：一一是天线尺寸寸应为左右，尺尺寸越小价格格约昂贵，使使用的频段越越高；二是讲讲笑调制、滤滤波、解调的的能耗四种种工作状态：：发射、接收收、空闲、休休眠分层的网络通信信协议之MAAC协议 MACC协议 Mac协议：MAC协议的主要作用是保证公平性和有效的资源共享MAC机制主要分为两类：1基于竞争的协议2无竞争的信道协议即媒体访问控制制子层协议在在网络协议中中，数据链路路层的媒体接接入控制协议议（MAC))协议直接控控制无线通信信模块的工作作，建立点到到点或者点到到多点的通信信链路，与传传统的无线网网络MAC协协议不同，无无线传感器网网络的MACC协议要考虑虑节点功耗问问题传感器器无线通信模模块四种工作作状态中，发发送、接收和和空闲这三个个状态的节点点功耗都很大大，其中空闲闲侦听是无线线传感器网络络中最主要的的无效功耗来来源 表1 MAAC协议性能能评价指标传统无线网络公平性 传输延延迟等无线传感器网络络能量高效性 可可扩展性（针针对不同应用用环境） 自自适应性（针针对可变的网网络拓扑结构构）表2 MACC协议分类根据信道数量单信道 双信道道 多信道根据控制方式集中式控制 分分布式控制根据接入方式竞争型 分配型型 混合型 出于整整体网络成本本的考虑，近近期研究中，单信道MAC协议为主流。
典型的的MAC协议议：Senssor-MAAC(S-MMAC)、TTimeouut-MACC(T-MAAC)、X--MAC、PP-MAC、DData-ggatherring MMAC(D--MAC)、BBerkelley-MAAC(B-MMAC)、ZZ-MAC等等等分层的网络通信信协议之路由由 路由：工作在OSI参考模型第三层——网络层的数据包转发设备路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，并通过网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表 协议无线传感器网络络的特点使得得众多传统固固定网络与移移动自组织网网络的路由协协议不能有效效地应用于无无线传感器网网络，必须为为传感器网络络设计专用协协议无线传感器网络络与其他网络络的比较和为为其设计专用用协议所需考考虑的方面如如下表1和表表2 所示表1 无线传传感器网络路路由协议性能能评价 性性能 网网络网络拓扑变化数据报文长度节点资源限制数据流分布以数据为中心移动自组织网络络高长小不明显不明显无线传感器网络络低短大地理位置相关明显表2 无线传感感器网络路由由协议设计能量消耗单个节点功耗和和功耗的节点点平均分配节点或链路的异异构性路由协议应充分分利用不同能能力的节点数据融合问题路由协议能分组组汇聚类似节节点以有效节节能和数据传传输优化算法的收敛性和和复杂度考虑网络拓扑结结构的变化，路路由协议算法法应快速收敛敛并尽量简单单，占用少量量存储空间动态性和扩展性性适应网络结构变变化 无线传传感器网络路路由协议分类类大致可分为为：能量感知知路由、地理理位置路由、oS QoS：（Quality of Service）即服务质量。
对于网络业务，服务质量包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等路由、查查询驱动路由由、层次式路路由和洪泛式式路由计算机网络中的的QoS分层的网络通信信协议之传输输层 传输层：OSI层模型中负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层该层弥补高层所要求的服务和网络层所提供的服务之间的差距，是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层传输层提供端到端的交换数据的机制，传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务，对网络层提供可靠的目的地站点信息协议 无线传感器网络络数据传输的的特点：1. 传感器网络大多多选择免费的的ISM频段段且节点资源源受限，使得得网络传输误误码率较高2. 数据流量树形分分布，越靠近近Sink网网关 网关：网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。
同时，网关也可以提供过滤和安全功能大多数网关运行在OSI 7层协议的顶层--应用层 节点的区区域发生拥塞塞的可能性越越大3. 传感器节点的存存储资源极其其有限，在网网络流量过大大时，容易导导致协议栈内内的数据包存存储缓冲区溢溢出，产生丢丢包4. 传感器节点易损损，造成网络络拓扑和传输输路径剧烈变变化5. 数据融合对传输输协议造成影影响为什么UDP不不适合无线传传感器网络？？答：UDP为无无连接传输服服务，没有拥拥塞控制机制制，当网络发发生拥塞后造造成大量丢包包，浪费能量量，与上述第第二点不兼容容为什么TCP不不适合无线传传感器网络？？1. TCP对于融合合掉的数据包包，视为丢包包而引发重传传，与上述第第五点不兼容容2. 无线传感器网络络拓扑变化较较大，会给TTCP连接的的建立和维护护带来很困难难3. TCP保证每个个数据包都正正确传输的特特点不适用与与无线传感器器网络中数据据强冗余性和和关联性的性性质4. TCP重传实现现机制对于数数据量小的无无线传感器网网络数据包情情况会造成无无谓的能量浪浪费5. TCP要求每个个节点具有全全局的网络地地址，很明显显不适用于无无线传感器网网络中的节点点。
无线传感器网络络常见的传输输层协议：1. Pump Sllowly，FFetch Quickkly（PSSFQ）缓发发快取2. ESRT无线传感器网络络安全无线传感器网络络影响安全机机制设计的几几点因素：1. 节点能量 节点能量：节点能量消耗来源主要为：传感器消耗、节点通信、处理器功耗，通信功耗远大于计算功耗有限：：所有的安全全机制都需要要引入控制保保温或者增加加数据包长度度，这必将增增加节点的能能量消耗2. 节点存储受限3. 通信的不可靠性性：无线信道道的不可靠性性和开放性4. 通信的高延迟：：传感器网络络大多采用多多跳方式将数数据包传输给给Sink节节点5. 安全需求多样性性6. 网络无人值守7. 感知数据量大无线传感器网络络安全攻击：：协议层攻击方法防御手段物理层拥塞攻击跳频、优先级消消息、低占空空比、区域映映射物理破坏破坏证明、节点点伪装和隐藏藏数据链路层碰撞攻击纠错码耗尽攻击设置竞争门限非公平竞争使用短帧策略和和非优先级策策略网络层虚假路由信息选择性重发女巫攻击HELLO 攻攻击告知欺骗丢弃和贪婪破坏坏使用冗余路径、探探测机制汇聚节点攻击使用加密和逐跳跳认证机制黑洞攻击认证、监视、冗冗余机制方向误导攻击出口过滤、认证证和监视机制制传输层洪泛攻击客户端谜题失步攻击认证无线传感器网络络安全技术：：1. 加密技术2. 密钥管理3. 安全路由4. 网络入侵检测 盲区 无线传感感器网络分析析和仿真技术术无线传感器网络络nesC语语言nesC 是对对 C 的扩扩展，它基于于体现TinnyOS 的的结构化概念念和执行模型型而设计 。
TinyOOS 是为传传感器网络节节点而设计的的一个事件驱驱动的操作系系统，传感器器网络节点拥拥有非常有限限的资源 (( 举例来说说., 8KK 字节的程程序储存器,5112个字节的的随机存取储储存器) TTinyOSS 用 neesC 重新新编写 1． 结构和内容的分分离: 程序序有组件 组件：组件（Component）是对数据和方法的简单封装C++ Builder中，一个组件就是一个从TComponent派生出来的特定对象组件可以有自己的属性和方法属性是组件数据的简单访问者方法则是组件的一些简单而可见的功能使用组件可以实现拖放式编程、快速的属性处理以及真正的面向对象的设计VCL和CLX组件是C++ Builder系统的核心 构成成, 它们装装配在一起 (" 配线线 ") 构构成完整程序序. 组件定定义两类域,, 一类用于于它们的描述述 ( 包含含它们的接口口请求名称)) ，另一类类用于它们的的补充组件件内部存在作作业形式的协协作 控制制线程可以通通过它的接口口进入一个组组件这些线线程产生于一一件作业或硬硬件中断 l2． 根据接口的设置置说明组件功功能 接口口 接口：一系列声明的有名函数集合，同时接口也是连接不同组件的纽带。
接口是一些抽象方法和常量所组成的集合以使不相关的对象能够彼此通信接口中不能实现任何方法,它的方法必须在继承它的类中实现可以由组件件提供或使用用被提供的的接口表现它它为使用者提提供的功能，被被使用的接口口表现使用者者完成它的作作业所需要的的功能 l3． 接口有双向性:: 它们叙述述一组接口供供给者 (指指令)提供的的函数和一组组被接口的使使用者(事件件)实现的函函数这允许许一个单一的的接口能够表表现组件之间间复杂的交互互作用 (举举例来说.,,当某一事件件在一个回调调之前发生时时，对一些事事件的兴趣登登记) 这这是危险的，因因为 TinnyOS 中中所有的长指指令 (举例例来说. 发发送包)是非非中断的; 他们的完成成由一个事件件( 发送完完成)标志 通过叙述接接口，一个组组件不能调用用发送指令除非它提提供 senndDonee 事件的实实现通常指指令向下调用用，比如， 从应用组件件到那些比较较靠近硬件的的调用,而事事件则向上调调用特定的的原始事件与与硬件中断是关关联的 (这这种关联是由由系统决定的的,因此在本本参考手册中中不作进一步步描述)4． 组件通过接口彼彼此静态地相相连。
这增增加运行时效效率,支持 rubusst 设计,, 而且允许许更好的程序序静态分析 l5． nesC基于由由编译器生成完完整程序代码码的需求设计计这考虑到到较好的代码码重用和分析析这方面的的一例子是 nesC 的编译-时时间数据竞争争监视器 l6． nesC 的协协作模型基于于一旦开始直直至完成作业业 , 并且且中断源可以彼彼此打断作业业. nessC 编译器器标记由中断断源引起的潜潜在的数据竞竞争盲区： nessC语法 TinyOS操操作系统 简介 TinyOSS的构件包括括网络协议、分分布式服务器器、传感器驱驱动及数据识识别工具其其良好的电源源管理源于事件驱动动执行模型，该该模型也允许许时序安排具具有灵活性TTinyOSS已被应用于于多个平台和和感应板中 ◆TinyOSS操作系统、库库和程序服务务程序是用nnesC写的的 ◆nesC是一一种开发组件件式结构程序序的语言 ◆nesC是一一种C语法风风格的语言，但但是支持TiinyOS的的并发模型，以以及组织、命命名和连接组组件成为健壮壮的嵌入式网网络系统的机机制 ◇nesCC应用程序是由由有良好定义义的双向接口口的组件构建建的 ◇nesCC定义了一个个基于任务和和硬件事件处处理的并发模模型，并能在在编译时检测测数据流组件件规范u nesC应用程程序由一个或或多个组件连连接而成 u 一个组件可以提提供或使用接接口 ●组件件中commmand接口口由组件本身身实现 ●组件件中evennt接口由调调用者实现 ●接口口是双向的，调调用commmand接口口必须实现其其eventt接口并发模型◆TinyOSS只能运行单单个由所需的的系统模块和自自定义模块构构成的应用程程序 ◆两个线程 ◇任务 ●一次运运行完成，非非抢占式 ◇硬件事件处理理 ●处理硬硬件中断 ●一次运运行完成，抢抢占式 ●用用于硬件中断断处理的coommandd和evennt必须用aasync关关键字声明 盲区：：TinyOOS操作系统统的使用 无线传感器网络络与通信网络络的结合 无线传传感器网络部部署在被监测测对象内部或或者附近，在在大多数应用用中每用户与与网络的部署署地区相距甚甚远，如果在在被监测区域域到观察者之之间的数据传传输完全依靠靠无线传感器器网络实现，将将极大的增加加网络成本。
同同时，由于节节点能力受限限，很难保证证数据传输的的及时、安全全和可靠由由此可见，无无线传感器网网络和电信网网 电信网：（telecommunication network）利用有线、无线或二者结合的电磁、光电系统，传递文字、声音、数据、图像或其他任何媒体信息的网络在我国，电信网是指原邮电部建设、管理的网，如传统的交换网(PSTN)、数字数据网(DDN)、帧中继网(FR)、ATM网等电信网由终端设备、传输链路和交换设备三要素构成，运行时还应辅之以信令系统、通信协议以及相应的运行支撑系统互联网 互联网：（internet）互联网，即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果，人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐 等通信信网络的结合合是发展的大大趋势业务和应用场景景 物联网网掀起了继计计算机、互联联网和移动通通信网之后的的又一波世界界信息产业新新浪潮物联联网相关技术术已成为各国国竞争的焦点点，它将成为为未来经济发发展、社会进进步和科技创创新的最重要要的基础设施施。
——— ZigbbeeZigbee简简介 Ziggbee Zigbee：简单的说，ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料的设设计目标是在在保证低耗电电性的前提下下，开发一种种易部署、低低复杂度、低低成本、短距距离、低速率率、自组织的的无线网络，在在工业控制、家家庭智能化、无无线传感器网网络等领域有有广泛的应用用前景简而而言之，Ziigbee就就是一种便宜宜的、低功耗耗的近距离无无线组网技术术Zigbee技技术优势：1. 低功耗：Ziggbee<蓝蓝牙
进一步节节省电能6. 网络容量大：适适宜支持简单单器件全功功能器件(FFFD)和简简化功能器件件(RFD))一个Ziigbee网网络可以最多多包括2555个Zigbbee网络节节点，通过网网络协调器，整整个网络最多多可支持超过过640000个Zigbbee网络节节点7. 高安全：在数据据传输中提供供了三级安全全性8. 免执照频段：物物理层采用IISM频段 9. 数据传输可靠：：媒体接入控控制层（MAAC层）采用用talk--when--readyy的碰撞避免免机制Zigbee联联盟 联盟制制定了IEEEE 8022.15.44，具有高可可靠、高性价价比、低功耗耗的网络层和和应用层开发发Zigbee联联盟对Ziggbee标准准的制定：IIEEE 8802.155.4的物理理层、MACC层及数据链链路层并对对网络层协议议和API进进行了标准化化Zigbee应应用领域Zigbee网网络的冗余、自自组织和自愈愈能力适合于于许多类型的的应用，主要要包括数字家家庭、工业控控制和智慧交交通等领域一） zigbee模模块：ZigBee模模块是一种物物联网无线数据终端，利利用ZigBBee网络为为用户提供无无线数据传输输功能。
该产品采用高性性能的工业级级ZigBeee方案，提提供SMT与与DIP接口口，可直接连连接TTL接接口设备，实实现数据透明明传输功能；；低功耗设计计，最低功耗耗小于1mAA；提供6路路I/O，可可实现数字量量输入输出、脉脉冲输出；其其中有3路II/O还可实实现模拟量采采集、脉冲计计数等功能该产品已广泛应应用于物联网网产业链中的的M2M行业业，如智能电电网、智能交交通、智能家家居、金融、移移动POS终终端、供应链链自动化、工工业自动化、智智能建筑、消消防、公共安安全、环境保保护、气象、数数字化医疗、遥遥感勘测、农农业、林业、水水务、煤矿、石石化等领域 zigbbee组网模模式（二） Zigbee自自组织网ZigBee技技术所采用的的自组织网是怎怎么回事？举一个简单的例例子就可以说说明这个问题题，当一队伞伞兵空降后，每每人持有一个个ZigBeee网络模块块终端，降落落到地面后，只只要他们彼此此间在网络模模块的通 信信范围内，通通过彼此自动动寻找，很快快就可以形成成一个互联互互通的ZiggBee网络络。
而且，由由于人员的移移动，彼此间间的联络还会会发生变化因因而，模块还还可以通过重重 新寻找通通信对象，确确定彼此间的的联络，对原原有网络进行行刷新这就就是自组织网网 为什么么要使用自组组织网来通信信？ 网状网网通信实际上上就是多通道道通信，在实实际工业现场场，由于各种种原因，往往往并不能保证证每一个无线线通道都能够够始终畅通，就就像城市的街街道一样，可可能因为车祸祸，道路维 修等，使得得某条道路的的交通出现暂暂时中断，此此时由于我们们有多个通道道，车辆（相相当于我们的的控制数据）仍仍然可以通过过其他道路到到达目的地而而这一点对工工业现场控制制 而言则非非常重要 为什么么要采用动态态路由的方式式？所谓动态路由是是指网络中数数据传输的路路径并不是预预先设定的，而而是传输数据据前，通过对对网络当时可可利用的所有有路径进行搜搜索，分析它它们的位置关关系以及远近近，然后选择择其中的一条条路径进行数数据传输在在我们的网络络管理软件中，路径径的选择使用用的是“梯度法”，即先选择择路径最近的的一条通道进进行传输，如如传不通，再再使用另外一一条稍远一点点的通路进行行传输，以此此类推，直到到数据送达目目的地为止。
在在实际工业现现场，预先确确定的传输路路径随时都可可能发生变化化，或者因各各种原因路径径被中断了，或或者过于繁忙忙不能进行及及时传送动动态路由结合合网状拓扑结结构，就可以以很好解决这这个问题，从从而保证数据据的可靠传输输Zigbee网网络拓扑 Ziggbee采用用IEEE 802.115.4 IEEE.802.15.4：IEEE 802.15.4描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议它属于IEEE 802.15工作组IEEE 802.15.4是ZigBee, WirelessHART, 和MiWi规范的基础这个工作组致力于WPAN网络的物理层（PHY）和媒体访问层（MAC）的标准化工作，目标是为在个人操作空间（personal operating space, POS）内相互通信的无线通信设备提供通信标准任务组TG4：制定IEEE 802.15.4标准，针对低速无线个人区域网络（low-rate wireless personal area network, LR-WPAN）制定标准该标准把低能量消耗、低速率传输、低成本作为重点目标，旨在为个人或者家庭范围内不同设备之间的低速互连提供统一标准。
任务组TG4定义的LR-WPAN网络的特征与传感器网络有很多相似之处，很多研究机构把它作为传感器的通信标准标准准作为物理层层和MAC层层标准网络的基本组成成单元是设备备，在同一个个物理系到范范围内，两个个或者两个以以上的设备可可以构成一个个无线个人网网（WPANN）Ziggbee网络络中的设备可可分为协调器器、路由器和和终端设备33种通俗的的讲：一个协调器节点点+多个路由由器节点+nn多个终端设设备节点=一一个Zigbbee网络协调器：建立和配置网络络，它是网络络上的第一个个设备，一旦旦网络建立完完成，网络的的后续操作不不依赖这个协协调器的存在在路由器：是其他设备加入入网络的媒介介，全时间处处在活动状态态，能源消耗耗较大终端设备：工作载体，可以以根据需要进进入休眠注：全功能设备备（FFD）：：可以作为无无线个域网的的协调器、路路由器和终端端设备网络络中大部分设设备都是精简简功能设备路路由节点和协协调器节点才才具有转发功功能Zigbee网网络有两种组组网方式：星星型网络和对等网络在星型结构中，所所有设备都与与中心设备PPAN网络协协调器通信在在这种网络中中，网络协调调器一般使用用持续电力系系统供电，而而其他设备采采用电池供电电。
星型网络络适合家庭自自动化、个人人计算机的外外设以及个人人健康护理等等小范围的室室内应用地地址模式：网网络号+设备备标识点对点网络中，任任意两个设备备只要能够彼彼此收到对方方的无线信号号，就可以进进行直接通信信，不需要其其他设备的转转发但点对对点网络中仍仍然需要一个个网络协调器器，不过该协协调器的功能能不再是为其其他设备转发发数据，而是是完成设备注注册和访问控制等基基本的网络管管理功能地地址模式：直直接使用源//目的地址 星型网络拓扑结结构在星型网络的形形成过程中，第第一步就是建建立网络协调调器任何一一个FFD设设备都有成为为网络协调器器的可能，一一个网络如何何确定自己的的网络协调器器由上层协议议决定 一种简单的策略略是：一个FFFD设备在在第一次被激激活后，首先先广播查询网网络协调器的的请求，如果果接收到回应应说明网络中中已经存在网网络协调器，再再通过一系列列认证过程，设设备就成为了了这个网络中中的普通设备备如果没有有收到回应，或或者认证过程程不成功，这这个FFD设设备就可以建建立自己的网网络，并且成成为这个网络络的网络协调调器当然，这这里还存在一一些更深入的的问题，一个个是网络协调调器过期问题题，如原有的的网络协调器器损坏或者能能量耗尽；另另一个是偶然然因素造成多多个网络协调调器竞争问题题，如移动物物体阻挡导致致一个FFDD自己建立网网络，当移动动物体离开的的时候，网络络中将出现多多个协调器。
网络协调器要为为网络选择一一个未被使用用的惟一的PANN标识符，所所有该星型网网络中的设备备都是用这个个标识符来规规定自己的属属主关系不不同星型网络络之间独立运运行，互不干干扰，但可通通过设置专门门的网关完成成相互通信选选择一个标识识符后，网络络协调器就允允许其他设备备加入自己的的网络，并为为这些设备转转发数据分组组星型网络络中的两个设设备如果需要要互相通信，都都是先把各自自的数据包发发送给网络协协调器，然后后由网络协调调器转发给对对方对等（点对点）网网络拓扑结构构 网络协协调器的产生生同样由上层层协议规定，比比如把某个信信道上第一个个开始通信的的设备作为该该信道上的网网络协议器簇簇树网络是点点对点网络的的一个例子，下下面以簇树网网络为例描述述点到点网络络的形成过程程：在簇树网络中，绝绝大多数设备备是FFD设设备，而RFFD设备总是是作为簇树的的叶设备连接接到网络中任意一个FFD都可以充当RFD协调器或者网络协调器，为其他设备提供同步信息不同于星型拓扑结构之处）在这些协调器中，只有一个可以充当整个点对点网络的网络协调器网络协调器可能和网络中其他设备一样，也可能拥有比其他设备更多的计算资源和能量资源。
网络协调器首先将自己设为簇头（cluster header ,CLH），并将簇标识符（cluster identifier, CID）设置为0，同时为该簇选择一个未被使用的PAN网络标识符，形成网络中的第一个簇接着，网络协调器开始广播信标帧 信标帧：信标帧的功能是同步网络中的设备，标示PAN，并给出超帧的起始邻近设备收到信标帧后，就可以申请加入该簇设备可否成为簇成员，由网络协调器决定如果请求被允许，则该设备将作为簇的子设备加入网络协调器的邻居列表新加入的设备会将簇头作为它的父设备加入到自己的邻居列表中最简单的簇树结结构是只有一一个簇的网络络，一旦第一一簇网络达到到预先设定的的上限后，PPAN协调器器会指定一个个从设备构建建一个新的簇簇网络，这个个新设备成为为另一个PAAN协调器，新新加入网络的的设备将进入入这个簇中随随着设备的不不断加入，就就形成了多簇簇网络 PAN协调器工工作：1.组建第一个个簇，簇号（CCID）为00，自己成为为这个簇的簇簇头（CLHH）；2.选取一个没没有使用的PPAN IDD；3.向其他设备备广播信标帧帧 网络功能简介超帧结构IEEE8022.15.44允许选择性性的使用超帧帧 超帧”这个概念在GSM移动通信系统里。
GSM的一个超帧长度为6.12是，其中包含51个复帧；一个复帧长度为120ms，其中包含26个帧超帧帧 帧：在数据和数字通信中，按某一标准预先确定的若干比特或字段组成的特定的信息结构帧”数据由两部分组成：帧头和帧数据的格式是由由协调器定义义的由协调调器发出的网网络信标（bbeaconn）对超帧进进行了限定，并并且将一个超超帧分为了116个等大小小的时间槽超超帧可以由活活跃时段和不不活跃时段组组成在不活活跃时段，协协调器可能会会进入省电模模式在超帧帧结构的166个时间槽中中，第一个时时间槽传输的的是信标帧，如如果协调器不不想使用超帧帧结构，那么么他可以关闭闭信标的传输输信标常被被用来对附属属的设备进行行同步、辨识识一个PANN个域网或对对超帧结构进进行描述任任何设备想要要在一个超帧帧内的竞争访访问时段（CCAP）通信信必须使用开开槽的CSMMA/CA（载载波监听-碰碰撞避免）机机制所有的的传输都必须须在下一个信信标到来之前前完成低延迟或需要指指定数据带宽宽的应用中，PPAN协调器器可以将超帧帧中部门活跃跃的时段贡献献给这样的应应用这些时时段就叫做保保证时隙（GGTSs）同同一超帧中的的多个GTSSs组成了无无竞争时段（CCFP），无无竞争时段经经常是位于超超帧结构的末末尾、紧跟竞竞争访问时段段（CAP）后后出现的。
一一个PAN协协调器在一个个超帧中最多多能分配7个个这样的GTTSs，并且且一个GTSSs可以占用用多个时间槽槽（但是一个个GTSs不不可以横跨两两个超帧）虽虽然超帧中可可以有7个多多的GTSss时段，但是是超帧中绝大大多数时段还还是留给了联联网的设备或或想要联网的的设备用于竞竞争访问时段段（CAP）所所有用于竞争争的信息都在在无竞争时段段（CFP）到到来前传输完完毕同样，GGTSs时段段的数据也必必须在下一个个超帧到来前前传输数据传输模型网络中存在3种种类型的数据据传输：1. 从设备向主协调调器起发送数数据；2. 主协调器向从设设备传输数据据；3. 对等设备之间传传输数据帧结构IEEE 8002.15..4定义了四四种帧：1) 信标帧,协调器器用信标帧发发送信标；2) 数据帧，用于传传输数据；3) 确认帧，用于确确认成功的数数据交换；（可可选）4) MAC命令帧，用用于处理所有有的MAC层层对等实体（或或非信标网络络）间的控制制传输健壮性IEEE 8002.15..4采用多种种机制保证数数据传输的健健壮性：1． CSMA/CAA机制：非时时隙的CSMMA/CA机机制访问信道道（非信标网网络）和分时时隙的CSMMA/CA机机制访问信道道（信标网络络）。
2． 确认帧：可选机机制3． 数据校验：166bit循环环冗余检验码码来保护帧中中的信息安全性（P1332）Zigbee协协议栈（略）Zigbee应应用举例煤矿安全系统（PP154） —— M2MM技术M2M解析M——指带有传传感能力和网网络功能的各各种设备（电电网、公路、交交通、油田等等）M——指各个行行业的智能应应用和控制系系统（计算、存存储、软件）M2M的本质：：信息基础设设施和实体基基础设施结合合，通过网络络技术和ITT技术实现智智能化，从而而解决各个行行业面临的“效率、安全全、成本、环环保”等一系列的的问题国内M2M业务务涉及的行业业和主要应用用行业M2M的典型应应用电力无线远程抄表交通物流移动定位、条码码扫描金融商业无线ATM、无无线POS公共管理环境检测（水文文、森林火警警、空气质量量监控）生产部门生产过程检测与与控制 M2M技术特性性M2M业务特征征和需求① 环境感知：M22M业务可以以通过传感器器等感知设备备对周围环境境进行感知，自自动获取环境境信息② 自组织：节点可可以动态、智智能地接入网网络、网络具具有分布式、自自恢复能力。
③ 异构接入：多种种通信接入和和承载方式融融合在一起，实实现无缝接入入；任何对象象（人或设备备等）无论何何时、何地都都能通过合适适的方式获得得所需的信息息和服务④ 移动性：网络可可以支持具有有不同移动特特性的对象的的移动与漫游游，支持无缝缝的切换及移移动性管理，提提供连续的业业务体验⑤ 开放性：M2MM网络各个层层次的能力都都是开放的，通通过标准的接接口对外提供供服务⑥ 可管可控：提供供统一的管理理平台，对互互联的不同网网络设备实施施各种管理额额控制，从而而实现对全网网的综合管理理⑦ 融合/协同：数数字化、多媒媒体化的信息息服务将融入入人们的日常常工作、生产产、生活中，信信息整合和服服务协同是泛泛在服务的核核心⑧ 安全： M2MM业务应提供供从机器终端端设备到应用用服务的端到到端的安全传传输保证⑨ 需求：不同的MM2M业务对对网络带宽、实实时性、数据据安全性、终终端设备移动动性以及连接接时长等有不不同需求M2M硬件架构构 一、M2M 系统框架 从数据流的的角度考虑，在在M2M技术术中，信息总总是以相同的的顺序流动 在这个基本本的框架内，涉涉及到多种技技术问题和选选择。
例如：： ● 机器如如何连成网络络？ ● 使用什什么样的通信信方式？ ● 数据如如何整合到原原有或者新建建立的信息系系统中？ 但无论哪一一种M2M技技术与应用，都都涉及到5个个重要的技术术部分：机器器、M2M硬硬件、通信网网络、中间件件、应用 ● 智能化化机器——使机器“开口说话”，让机器具具备信息感知知、信息加工工（计算能力力）、无线通通信能力 ● M2MM硬件——进行信息息的提取，从从各种机器//设备那里获获取数据，并并传送到通信信网络 ● 通信网网络——将信息传传送到目的地地在整个M2MM技术框架中中处于核心地地位 ● 中间件件——在通信网网络和IT系系统间起桥接接作用 ● 应用———对获得数数据进行加工工分析，为决决策和控制提提供依据 机器(Maachinees) 实现M2MM的第一步就就是从机器//设备中获得得数据，然后后把它们通过过网络发送出出去使机器器具备“说话”（talkk）能力的基基本方法有两两种：生产设设备的时候嵌嵌入M2M 硬件；对已已有机器进行行改装，使其其具备通信//联网能力 M2M硬件件 M2M硬件件是使机器获获得远程通信信和联网能力力的部件。
现现在的M2MM 硬件产品品可分为五种种 (1) 嵌嵌入式硬件 嵌入到机器器里面，使其其具备网络通通信能力常常见的产品是是支持GSMM/GPRSS或CDMAA无线移动通通信网络的无无线嵌入数据据模块典型型产品有：NNokia 12 GSSM 嵌入式式无线数据模模块;Sonny Eriicssonn 的 GRR 48和GGT 48；；Motorrola的GG18/G220 forr GSM，CC18 foor CDMMA；Sieemens 的用于GSSM网络的TTC45、TTC35i、MMC35i 嵌入模块 (2) 可可组装硬件 在M2M的的工业应用中中，厂商拥有有大量不具备备M2M 通通信和连网能能力的设备仪仪器，可改装装硬件就是为为满足这些机机器的网络通通信能力而设设计的实现现形式也各不不相同，包括括从传感器收收集数据的II/O设备((I/O DDevicees);完成成协议转换功功能，将数据据发送到通信信网络的连接接终端（Coonnecttivityy Termminalss）；有些MM2M 硬件件还具备回控控功能典型型产品有：NNokia 30/311 for GSM连接接终端。
(3) 调调制解调器（MModem） 上面提到嵌嵌入式模块将将数据传送到到移动通信网网络上时，起起的就是调制制解调器的作作用如果要要将数据通过过公用网网络或者以太太网送出，分分别需要相应应的Modeem典型产产品有：BTT-Seriies CDDMA、GSSM无线数据据Modemm等 (4) 传传感器 传感器可分分成普通传感感器和智能传传感器两种智能传感器（Smart Sensor）是指具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器由智能传感器组成的传感器网络（Sensor Network）是M2M技术的重要组成部分一组具备通信能力的智能传感器以Ad Hoc方式构成无线网络，协作感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者也可以通过GSM网络或卫星通信网络将信息传给远方的IT系统典型产品如Intel的基于微型传感器网络的新型计算的发展规划——智能微尘(Smart Dust)等 目前智能微微尘面临的最最具挑战性的的技术难题之之一是如何在在低功耗下实实现远距离传传输另一个个技术难题在在于如何将大大量智能微尘尘自动组织成成网络 (5) 识识别标识（LLocatiion Taags） 识别标识如如同每台机器器、每个商品品的“身份证”，使机器之之间可以相互互识别和区分分。
常用的技技术如条形码码技术、射频频识别卡RFFID技术（RRadio--Frequuency Identtificaation）等等标识技术术已经被广泛泛用于商业库库存和供应链链管理 通信网络 网络技术彻彻底改变了我我们的生活方方式和生存面面貌，我们生生活在一个网网络社会今今天，M2MM技术的出现现，使得网络络社会的内涵涵有了新的内内容网络社社会的成员除除了原有人、计计算机、ITT设备之外，数数以亿计的非非IT机器//设备正要加加入进来随随着M2M技技术的发展，这这些新成员的的数量和其数数据交换的网网络流量将会会迅速地增加加 通信网络在在整。