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基于蓝牙和ZigBee技术的可穿戴网络设计方案

  可穿戴式计算机由于其可穿戴性,则要求主机的重量轻、体积小。主机芯片采用linux嵌入式操作系统,其上集成蓝牙协议栈。由于头戴显示系统中的多媒体流和GPRS骨干网的带宽限制的矛盾,主机要求较高的存储能力,内部集成10G的硬盘。

  可穿戴式计算机由于其可穿戴性,则要求主机的重量轻、体积小。主机芯片采用linux嵌入式操作系统,其上集成蓝牙协议栈。由于头戴显示系统中的多媒体流和GPRS骨干网的带宽限制的矛盾,主机要求较高的存储能力,内部集成10G的硬盘。在主机中集成蓝牙适配器的主要目的是使主机能与其它蓝牙设备进行通信。如果条件允许还可在主机中集成GPS模块等。

  可穿戴网络中的蓝牙设备是内嵌了蓝牙模块的小型化设备,把设备采集的数据通过蓝牙链路传输到主机或由主机传输到蓝牙设备。

  头戴显示系统:内部集成了微型蓝牙模块、摄像头、DSP芯片。首先通过摄像头采集初始图像,送入DSP 芯片进行预处理以去除视频和图像信号的冗余,其视频压缩标准可以采用 MPEG-4 。 DSP 处理后的信号可直接送入显示屏或送入主机以进行进一步处理。

  蓝牙耳机:可以实现与其它蓝牙设备的音频信号传输,通过语音命令实现对主机的控制,或者将话音信号通过GPRS、CDMA、TD-SCDMA网络传送到远端。

  ZigBee设备可设计为手表式、鞋垫式等。它包括传感器、A/D转换器、ZigBee模块。传感器采集外部信号(心跳、血压、脉搏、温度、干湿度等)并将它们转化为电信号,然后通过A/D转换器转换后送入MCU,最后通过ZigBee收发模块,并经网关送入到主机。经主机处理之后,再传送到其它设备。

  蓝牙/ZigBee网关主要针对可穿戴网络无线通信中两种不同标准蓝牙和ZigBee产品之间的相互通信,其协议模型如图2所示

  在本文介绍的可穿戴网络的体系结构中,主要需要实现的是ZigBee节点和网关的硬件平台,下面介绍这两个平台的硬件实现。