《传感网应用开发》课件-14 Wi-F基础知识

Wi-Fi基础知识主讲教师：Wi-Fi技术简介Wi-Fi技术简介Wi-Fi技术简介1.Wi-Fi的前身Wi-Fi是无线局域网（WLAN）的一个标准，最早的无线局域网可以追溯到上个世纪70年代，基于ALOHA协议的UHF无线网络连接了夏威夷岛，是现在无线局域网的一个最初版本。1997年发布了基于802.11协议的第一个版本，提供2Mbit/s速率，在1999年提高到11Mbit/s，使用价值大大提高，随后Wi-Fi得以快速发展。Wi-Fi技术简介2.Wi-Fi的标准和速率主流的Wi-Fi标准是802.11b（1999）、802.11g（2003）、802.11n（2009）、802.11ac（2013）和802.11ax（2017）。他们之间是向下兼容的，旧协议的设备可以连接到新协议的AP，新协议的设备也可以连接到旧协议的AP，只是速率会降低。802.11b和802.11g都是较早的标准，802.11b最快只能到11Mbps，802.11g最快能达到54Mbps。802.11n的速率理论最快可以达到600Mbps，802.11ac理论最快可以达到6.9Gbps，802.11ax理论最大速率10Gbps左右，单用户速率提高不多，它的优势是在多用户，高并发场合提高传输效率。以上速率是理论的物理层传输速率，必须满足最大传输频道带宽下发射接收都达到最大空间流数（多天线输入输出），这个条件一般情况达不到的。另外，Wi-Fi的速率是包含上下行的，就是上下行加起来的速率，这和有线全双工以太网还是有区别的。Wi-Fi技术简介3．Wi-Fi的组网结构Wi-Fi有两种组网结构：一对多（Infrastructure模式）和点对点（Ad-hoc模式，也叫IBSS模式）。

最常用的Wi-Fi是一对多结构的。一个AP（接入点），多个接入设备，无线路由器是其实就是路由器+AP。Wi-Fi还可以点对点结构，比如两个笔记本可以用Wi-Fi直接连接起来不经过无线路由器。Wi-Fi技术简介4．Wi-Fi的频道

2.4G的Wi-Fi划为14个频道，每个频道带宽20-22Mhz，不同的调制方式带宽稍微不同。每个频道的间隔为5M，很明显，相邻的多个频道是有干扰的，相互没有干扰的只有1，6，11，14或者1，5，9，13，如图6-1所示。这也是为什么在有多个Wi-Fi热点的地方会上不了网，或者非常慢。现在无线路由器都有手动设置频道的功能，如果在家使用无线路由器最好设置到一个和附近的其他Wi-Fi信号不同的最好是间隔比较远的频道。Wi-Fi技术简介5．Wi-Fi的安全性

常用的Wi-Fi加密有WEP，WPA，WPA2。WEP安全性太差基本上被淘汰了。目前WPA2是被业界认为最安全的加密方式。WPA加密是WEP加密的改进版，包含两种方式：预共享密钥（PSK）和Radius密钥。

其中预共享密钥（PSK）有两种密码方式：TKIP和AES，相比TKIP，AES具有更好的安全系数。

WPA2加密是WPA加密的升级版，建议优先选用WPA2-PSKAES模式。WPA/WPA2加Radius密钥是一种最安全的加密类型，不过由于此加密类型需要安装Radius服务器，一般用户不容易用到。Wi-Fi技术简介使用乐鑫信息科技公司的ESP8266芯片低功耗、高集成度的Wi-Fi芯片仅需7个外围元器件超宽工作温度范围：-40°C至+125°CESP8285－ESP8266内封8MbitFlashESP8266是一个完整且自成体系的Wi-Fi网络解决方案，能够搭载软件应用，或通过另一个应用处理器卸载所有Wi-Fi网络功能。ESP8266Wi-Fi通讯模块简介ESP8266有强大的片上处理和存储能力，使其可通过GPIO口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占用系统资源。ESP8266高度片内集成，包括天线开关balun、电源管理转换器，因此仅需极少的外部电路，且包括前端模块在内的整个解决方案在设计时将所占PCB空间降到最低。ESP8266配套有一套软件开发工具包（SDK），该SDK为用户提供了一套数据接收、发送的函数接口，用户不必关心底层网络，如Wi-Fi、TCP/IP等的具体实现，只需要专注于物联网上层应用的开发，利用相应接口完成网络数据的收发即可。ESP8266Wi-Fi通讯模块简介ESP8266支持三种工作模式分别为：station、soft-AP、station+soft-AP模式。ESP8266工作于soft-AP模式时，相当于一个路由器，其他的Wi-Fi设备可以连接到该热点AP进行Wi-Fi通信，这种设备模式用在主从设备通信的场景中，被配置为AP热点的Wi-Fi通讯模块作为主机。ESP8266工作于station模式时，相当于一个客户端，此时Wi-Fi通讯模块会连接到无线路由器，从而实现Wi-Fi通信。这种模式主要用在网络通信中。ESP8266工作于station+soft-AP模式时，Wi-Fi通讯模块既当作无线AP热点