無線終端在家庭的應用[權(quán)威資料]

無線終端在家庭的應用 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要： WiFi 是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機）等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。 WiFi 是一個無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，目的是改善基于 IEEE802.11 標準的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。 關(guān)鍵詞： WiFi；電腦；家庭 Intemet 的迅速發(fā)展，使人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。人們的日常生活已經(jīng)越來越離不開網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在，人們已經(jīng)習慣了在網(wǎng)上炒股、購物、查詢賬 目、繳費和搜索資料。人們迫切希望能夠任何時間、在任何地方使用網(wǎng)絡(luò)。很顯然，無線網(wǎng)絡(luò)是最佳的選擇。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的手機、筆記本電腦等支持 WiFi 的終端產(chǎn)品越來越流行。而基于 WiFi 標準的無線網(wǎng)絡(luò)成為了最為普及的無線組網(wǎng)形式。在家庭中，如果我們能把現(xiàn)有的家用電器以及電子產(chǎn)品以某種形式連成無線網(wǎng)絡(luò)，進行統(tǒng)一的管理和控制，并將其連入 Internet 進行遠程調(diào)度，那將是多么便利的事情！ 無線網(wǎng)絡(luò)正快速進入家庭。本文通過對幾種無線組網(wǎng)技術(shù)的比較，說明了 WiFi 在組建家庭無線網(wǎng)絡(luò)時所擁有的無可 比擬的優(yōu)勢。并詳細介紹了基于 WiFi 技術(shù)、以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的家庭無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并著重從家庭網(wǎng)關(guān)和信息家電方面對基于 WiFi 的家庭無線網(wǎng)絡(luò)的應用架構(gòu)和實現(xiàn)原理進行了分析并討論了一些具體實施時的關(guān)鍵技術(shù)。 1 無線組網(wǎng)技術(shù)： WiFi、 HomeRF 和 Bluetooth 目前，用于實現(xiàn)無線組網(wǎng)的主要有 WiFi、 HomeRF 以及Bluetooth（藍牙）。它們都工作在 2.4CHz 頻段。該頻段全球開放，即不用申請就可以在世界的任何地方使用這一頻段進行通信。 1.1 WiFi WiFi（ Wireless Fidelity，無線保真技術(shù)）即IEEE802.11 協(xié)議。是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。 WiFi 的第一個版本發(fā)表于 1997 年，其中定義了介質(zhì)訪問接入控制層（ MAC 層）和物理層。規(guī)定了無線局域網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和基本傳輸介質(zhì)，規(guī)范了物理層（ PHY）和介質(zhì)訪問層（ MAC）的特性。物理層采用紅外、 DSSS（直接序列擴頻）或 FSSS（調(diào)頻擴頻）技術(shù)。 1999 年又增加了 IEEE802.lla、和 IEEE802.llg 標準。其傳輸速率最高可達 54Mbps，能夠廣泛支持數(shù)據(jù)、圖像、語音和多媒體等業(yè)務(wù)。 1.2 HomeRF HomeRF 是專門為家庭用戶設(shè)計的無線局域網(wǎng)技術(shù)，由HomeRF 工作組開發(fā)，能夠提供 lMbpsl0Mbps 的速率。采用跳頻擴譜方式、時分多址（ TDMA）和載波監(jiān)聽多重訪問沖突避免（ CSMA/CA）等技術(shù)，通過家庭中的一臺主機在移動數(shù)據(jù)和語音設(shè)備之間來實現(xiàn)通信。 HomeRF 提供了與 TCP、 IP 良好的集成，支持廣播、多播和 48 位 lP 地址。但是 HomeRF 開放性不好，而且技術(shù)本身還存在抗干擾性差的缺點。 1.3 Bluetooth（藍牙） Bluetooth（藍牙）是一種短距離無線通信技術(shù)，可把各種便攜式電腦和蜂窩式移動電話用無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，達到計算機和通信的更加緊密的連接，提供隨時隨地的數(shù)據(jù)信息的交換和傳輸，傳輸速率 lMbps。但它有限的帶寬和較小的傳輸距離無法滿足人們?nèi)粘玫男枨蟆?2 WiFi 的優(yōu)勢 2.1 無線電波的覆蓋范圍廣。藍牙的電波覆蓋范圍很小，半徑大約只有 15 米左右，而 WiFi 的半徑可達 100 米，甚至可以覆蓋整棟大樓。 2.2 WiFi 的傳輸速度很 快，最高可達 54Mbps，符合個人和社會信息化的需求。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，允許用戶在任何時間、任何地點訪問網(wǎng)絡(luò)，隨時隨地享受諸如網(wǎng)上證券、視頻點播（ VOD）、遠程教育、遠程醫(yī)療、視頻會議、網(wǎng)絡(luò)游戲等一系列寬帶信息增值服務(wù)，并實現(xiàn)了移動辦公。 2.3 無須布線，可以不受地理條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要。只要在需要的地方設(shè)置 “ 熱點 ” ，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入，這樣，在 “ 熱點 ” 所發(fā)射出的電波的覆蓋范圍內(nèi)，用戶只要將支持無線 LAN 的電腦或 PDA 拿到該區(qū)域內(nèi)，即可立即接入因特網(wǎng)。 2.4 健康安全。 IEEE802.11 規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100 毫瓦，實際發(fā)射功率約 60-70 毫瓦，而手機的發(fā)射功率約200 毫瓦 -l 瓦間，手持式對講機高達 5 瓦，與后者相比，WiFi 產(chǎn)品的輻射更小。 2.5 WiFi 應用性普遍。支持 WiFi 的電子產(chǎn)品越來越多，像手機、 MP4、電腦等，基本上已經(jīng)成為了當今主流標準配置。而且由于 WiFi 網(wǎng)絡(luò)能夠很好地實現(xiàn)家庭范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，適合充當家庭中的主導網(wǎng)絡(luò)，家庭中其他具備 WiFi 功能的設(shè)備，如電視機、影碟機、數(shù)字音響、數(shù)碼相框、照相機等，都可以通過 WiFi 建立 通信連接，實現(xiàn)整個家庭的數(shù)字無線化，使人們的生活變得更加方便與豐富。 3 家庭無線網(wǎng)絡(luò)中 WiFi 的實現(xiàn) 3.1 以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 為了實現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部 Intemet 相連互通，在家庭內(nèi)網(wǎng)和外部 Internet 之間需要一個家庭網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)是整個家庭無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心部分，它一方面完成家庭無線網(wǎng)絡(luò)中各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享，并且同外部網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換，另一方面還負責對家庭中網(wǎng)絡(luò)終端進行管理和控制，家庭中的網(wǎng)絡(luò)終端也通過這個網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)連通，實現(xiàn)交互和 信息共享。同時，該網(wǎng)關(guān)還應有防火墻能力，能夠避免外界網(wǎng)絡(luò)對家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的非法訪問和攻擊。 3.2 WiFi 技術(shù)在家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的實現(xiàn) 在家庭網(wǎng)絡(luò)中， WiFi 主要應用在各種信息家電和家庭網(wǎng)關(guān)上。我們可以使用個人電腦、手持網(wǎng)絡(luò)終端或者遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)進行連接，并通過家庭網(wǎng)關(guān)對各種信息家電實施有效的管理和控制，因此，可以采用 “ 客戶 服務(wù)器 ” 體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)關(guān)充當服務(wù)器的角色來控制設(shè)備，對各種信息家電的控制也通過網(wǎng)關(guān)完成，這樣有利于實現(xiàn)胖 “ 服務(wù)器 瘦客戶端 ” 的結(jié)構(gòu)。家庭網(wǎng)關(guān)是我們整個網(wǎng)絡(luò)的核 心部件，所有的信息家電以及控制設(shè)備都要連接到這個網(wǎng)關(guān)上，同時，網(wǎng)關(guān)還要與外部 Intemet 互連，那么網(wǎng)關(guān)需要實現(xiàn) WiFi 并提供如 TCP/IP、 HTIP、 WebServer 等高層應用和圖形用戶界面，其應用層采用統(tǒng)一設(shè)備管理協(xié)議（ UniversalDevice Control Protocol， UDCP），用來進行整個網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的添加、刪除、狀態(tài)查詢、參數(shù)配置等管理和控制。 UDPC 采用 “ 客戶 服務(wù)器 ” 結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端為各信息家電和控制設(shè)備，客戶為家庭網(wǎng)關(guān)。 家庭網(wǎng)關(guān)基于嵌入式 Linux 進行架構(gòu)。由嵌入式 Unux系統(tǒng)實現(xiàn) WiFi 功能，并提供圖形用戶界面和 TCP/IP、 HTTP、Web-Server 高層應用。用戶可以通過身份鑒別后登錄家庭網(wǎng)關(guān)，并使用系統(tǒng)提供的圖形控制界面對信息家電進行控制和管理。家庭網(wǎng)關(guān)同時支持嵌入式 Web 服務(wù)器，當我們合法登錄后，就可以使用該服務(wù)器提供的 Web 頁面對網(wǎng)絡(luò)中的各種信息家電進行管理和控制。嵌入式的 Web 服務(wù)器可選用 Boa，它是嵌入式 Lmux 下應用最為廣泛的 HTTP 服務(wù)器程序，功能全面，并且能夠很好的支持 CGI 技術(shù)進行服務(wù)器端的擴展，而且 Boa 支持大家廣泛熟悉的 C 語言來實現(xiàn) CCI 程序。家庭網(wǎng)關(guān)啟動后，完成系統(tǒng)初始化并加載相關(guān)的服務(wù)，將接收到用戶的控制或查詢命令進行處理， CCI 程序?qū)⒚钷D(zhuǎn)換成為UDCP 報文，通過 WiFi 模塊發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的信息家電或控制設(shè)備，同時，家庭網(wǎng)關(guān)還通過 WiFi 來接收信息家電的當前狀態(tài)信息，通過處理后將其反饋給控制設(shè)備，以便用戶使用。 3.3 信息家電模塊 信息家電上的 WiFi 功能有兩種實現(xiàn)模式。一種是信息家電自身帶有 WiFi 功能，這是理想的狀態(tài)，現(xiàn)在已經(jīng)有很多家用電器如電視機、 DVD 等都已經(jīng)具備了此功能；第二種是對原本不帶 WiFi 功能的家 用電器進行 WiFi 擴展，可選用Rabbit 公司的 WiFi 核心模塊和其相應的開發(fā)包進行相關(guān)擴展。由于信息家電的高端功能都由家庭網(wǎng)關(guān)來完成，所以可以不用實現(xiàn) WiFi 的上層協(xié)議，僅實現(xiàn)對其直接的控制即可。信息家電將自身采集到的各種狀態(tài)信息傳遞給其自身或是擴展的微控制器，微控制器接收到這些數(shù)據(jù)后將其轉(zhuǎn)換成 UDCP報文，并通過 WiFi 模塊將其發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)，同時，信息家電還通過 WiFi 模塊接受來自家庭網(wǎng)關(guān)的信息，處理后轉(zhuǎn)換成對家電的控制或查詢并將其隨后的狀態(tài)信息由 WiFi 模塊反饋給家庭網(wǎng)關(guān)。 現(xiàn)在越來越多的 家用電器及電子產(chǎn)品開始支持 WiFi 功能。 WiFi 的普及以及相關(guān)軟件的發(fā)展將會使家用電器完成功能上的飛躍，通過網(wǎng)絡(luò)將各種家電連接，可實現(xiàn)功能上的重構(gòu)和資源的再配置。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和推廣，將家庭中的各種帶有網(wǎng)絡(luò)功能的家用電器通過無線技術(shù)連接成局域網(wǎng)絡(luò)，并與外部 Internet 相連，構(gòu)成智能化、多功能的現(xiàn)代家居智能系統(tǒng)將會成為今后新的流行趨勢。 文檔資料：無線終端在家庭的應用 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :強化水井工況分析 提高洗井有效率 新農(nóng)村建設(shè)中如何發(fā)展畜牧業(yè) 犬瘟熱、犬細小病毒病臨床鑒別與防治要點 犬瘟熱的診斷與防治 冬季豬常見病的預防 當前牛肉價格高漲原因分析及后期走勢判斷 新洲區(qū)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略分析 淺談基于 IP 協(xié)議的智能網(wǎng)絡(luò)安防系統(tǒng)在監(jiān)獄管理中的應用 蓖麻蠶 (木薯蠶 )飼養(yǎng)技術(shù)要點與效益分析 淺談豬傳染性胃腸炎的防治 從江村到江城 優(yōu)質(zhì)稻新品種比較試驗初報 稻