第8章总线和数据通信技术解说.ppt

用户隐私：由于蓝牙设备内的蓝牙地址具有全球唯 一性，一旦这个地址与某用户相关联，他的行动都可以被记录，所以隐私就得不到保障。 蓝牙安全技术存在的问题： 返 回 上 页 下 页 PIN问题：为了初始化一个安全连接，两个蓝牙设备必须输入相同的PIN码。PIN是唯一的可信的用于生成密钥的数据，链路密钥和加密密钥都与它有关。用户有可能将其存在设备上，或者输入过于简单，所以PIN易受到攻击，解决的方法是使用较长的PIN，或者使用密钥变更系统。 8.6.2 链路密钥：鉴权和加密都是基于双方共享的链路密钥，这样，某一设备很可能利用早就得到链路密钥以及一个伪蓝牙地址计算出加密密钥，从而监听数据流。虽然这种攻击需要花一些功夫，但贝尔实验室已证实了其可能性。 蓝牙芯片市场目前主流为英国CSR公司所占据，该公司提供了多种蓝牙解决方案，所生产芯片大量应用在蓝牙耳机、蓝牙键盘、蓝牙鼠标等为手机、计算机配套的设备上。建议在使用中，直接采购相应模块，无需从芯片级进行电路制作。 返 回 上 页 下 页 8.6.2 8.7 ZigBee技术 在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业、家庭自动化控制和遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化对无线通信的需求越来越强烈。ZigBee技术迅速发展，2005年正式公布。 返 回 上 页 下 页 8.7.1 ZigBee技术概述 ZigBee联盟成立于2001年8月，2004年12月ZigBee 1.0标准(又称为ZigBee2004)敲定，2006年12月进行标准修订，推出ZigBee 1.1版(又称为ZigBee2006)。ZigBee标准于2007年10月完成再次修订(称为ZigBee2007)，推出ZigBee 及ZigBee Pro Feature Set二个指令集。 返 回 上 页 下 页 ZigBee的基础是IEEE 802.15.4标准，IEEE 802.15.4是IEEE无线个人区域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)工作组的一项标准。WPAN为近距离范围内的设备建立无线连接，把几米到几十米范围内的多个设备通过无线方式连接在一起，使他们可以相互通信甚至接入局域网或者因特网。 Zigbee是一个由可多到65535个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里。 返 回 上 页 下 页 8.7.1 1．低功耗：由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式，功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间 2．可靠：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。 Zigbee 技术的主要特点 ： 8.7.1 3．时延短：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。 4．网络容量大：一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备， 一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络, 而且网络组成灵活。可支持达65535个节点。 5．安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的增强加密标准AES-128算法。 8.7.1 8.7.2 ZigBee技术原理 一、ZigBee的网络架构和协议框架 IEEE 802.15.4标准的架构是在OSI七层模型的基础上，根据市场和应用的实际需要定义的，标准只定义了两个底层：物理层PHY（Physical Layer）和媒体访问控制层MAC（Medium Access Control Sub-Layer）。ZigBee联盟在此基础上定义了网络层NWK（Network Layer），应用层APL（Application Layer）架构。 返 回 上 页 下 页 在WPAN中有三种网络角色：PAN网络协调器、协调器和设备。这三种角色在IEEE 802.15.4规范中分别对应ZigBee协调器ZC（ZigBee Coordinator）、ZigBee路由器ZR（ZigBee Rout