【文章內(nèi)容簡介】 聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。Wifi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)定了物理層和介質(zhì)訪問層的特性。物理層采用紅外、DSSS（直接序列擴(kuò)頻）或FSSS（調(diào)頻擴(kuò)頻）技術(shù)。其傳輸速率最高可達(dá)54Mbps。能夠廣泛支持?jǐn)?shù)據(jù)、圖像、語音和多媒體等業(yè)務(wù)。HomeRF(家庭射頻)是在個人電腦、消費(fèi)電子、外設(shè)、軟件通訊和半導(dǎo)體工業(yè)等各方面領(lǐng)先的公司組織發(fā)起的。旨在將HomeRF發(fā)展成為家庭無線通訊范圍。HomeRF是專門為家庭用戶設(shè)計(jì)的無線局域技術(shù)，由HomeRF工作組開發(fā)。雖然其可以通過家庭中的一臺主機(jī)在移動數(shù)據(jù)和語音設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)通信。但HomeRF開放性不好，而且技術(shù)本身還存在抗干擾性差等缺點(diǎn)。（藍(lán)牙）Bluetooth（藍(lán)牙）是一種小型化、低成本的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)連接起來，達(dá)到計(jì)算機(jī)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。它使用調(diào)頻、時分多址和碼分多址等先進(jìn)技術(shù)，建立多種通信系統(tǒng)之間的信息傳輸。傳輸速率1mbps，最快可達(dá)3mpbs。它有時限的帶寬和較小的傳輸距離無法滿足人們的日常應(yīng)用的需求。藍(lán)牙技術(shù)的主要特點(diǎn)：①采用調(diào)頻技術(shù)。數(shù)據(jù)包短，抗信號衰減能力強(qiáng)。②采用快速調(diào)頻和前向糾錯方案以保證鏈路穩(wěn)定，減少同頻干擾和遠(yuǎn)距離傳輸時的隨機(jī)噪聲影響。③，無須申請?jiān)S可證。④可同時支持?jǐn)?shù)據(jù)、音頻、視頻信號。⑤采用FM調(diào)制方式，降低設(shè)備的復(fù)雜性。 第三章 家庭網(wǎng)絡(luò)中的Wifi和藍(lán)牙技術(shù)第一節(jié) 家庭網(wǎng)絡(luò)中的Wifi技術(shù)一、Wifi技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用 Internet的迅速發(fā)展，是人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。人們的日常生活已經(jīng)越來越來離不開網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)習(xí)慣了在網(wǎng)上炒股、購物、查詢賬目、繳費(fèi)和搜索資料，無線網(wǎng)絡(luò)正快速進(jìn)入家庭。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，而Wifi技術(shù)則在組建家庭網(wǎng)絡(luò)中是有著無可比擬的優(yōu)勢。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的手機(jī)、筆記本電腦等支持Wifi的終端產(chǎn)品月倆月流行。而基于Wifi標(biāo)準(zhǔn)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，如果我們能夠把現(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(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，并將其連入Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度，那將是令人愜意的是Wifi在現(xiàn)在的家庭網(wǎng)絡(luò)中一經(jīng)得到了應(yīng)用，為我們電腦和手機(jī)上網(wǎng)提供了很多方便，尤其現(xiàn)在的智能手機(jī)的使用，流量問題也是用戶很在意的，但Wifi卻為客戶解決了這個煩惱。二、 Wifi的優(yōu)勢①無線電波的覆蓋范圍廣。藍(lán)牙的電波覆蓋范圍小，半徑大約只有15米左右，而Wifi的半徑可達(dá)100米。甚至可以副高整棟大樓。②Wifi的傳輸速度很快，最高可達(dá)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(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)，隨時隨地享受諸如網(wǎng)上證券、視頻點(diǎn)播（VOD）、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會議、網(wǎng)絡(luò)游戲等一系列寬帶信息增加值業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)移動辦公。③無須布線，可以不受現(xiàn)實(shí)地理?xiàng)l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(diǎn)”，并通過高速路線將因特網(wǎng)接入。這樣，在“熱點(diǎn)”所發(fā)射出的電波的覆蓋范圍內(nèi)，用戶只要將無線WLAN的筆記本電腦或PDA拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。④健康安全。，實(shí)際發(fā)射功率約60毫瓦—70毫瓦，而手機(jī)的發(fā)射功率約200毫瓦—1瓦間，手持式對講高達(dá)5瓦。與后者相比，Wifi產(chǎn)品的輻射更小。⑤Wifi應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍。支持Wifi的電子產(chǎn)品越來越多，像手機(jī)、MP電腦等，基本上已經(jīng)成為了主流標(biāo)準(zhǔn)配置。而且由于Wifi網(wǎng)絡(luò)能夠很好地實(shí)現(xiàn)家庭范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，適合充當(dāng)家庭中的主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，家里的其他具備Wifi功能的設(shè)備，如電視機(jī)、影碟機(jī)、數(shù)字音響、數(shù)碼相框、照相機(jī)等，都可以通過Wifi建立通信連接，實(shí)現(xiàn)整個家庭的數(shù)字化與無線化，使人們的生活變得更加方便與豐富。三、Wifi在家庭網(wǎng)絡(luò)中的組建Wifi定義了兩種類型的設(shè)備。一種無線站。通常通過一臺PC加上一塊無線網(wǎng)卡構(gòu)成。另一種稱為無線接入點(diǎn)，它的作用是提供無線和有線之間的連接。一個無線接入點(diǎn)通常由一個無線輸出口和一個有線的網(wǎng)絡(luò)接口構(gòu)成。接入點(diǎn)就像是無線網(wǎng)絡(luò)的一個無線基站，將多個無線的接入站聚合到有線的網(wǎng)絡(luò)上。Wifi定義了兩種模式：infrastructure模式和dadhoc模式。由于很多用戶需要訪問有線網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備或服務(wù)。所以基本上都會采用這種模式。Adhoc模式。也稱為點(diǎn)對點(diǎn)模式或IBSS。以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部Internet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，它一方而完成家庭無線網(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(jìn)行數(shù)據(jù)交換，另一方面還負(fù)責(zé)對家庭中網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行管理和控制。家庭中的網(wǎng)絡(luò)終端頁通過這個網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)連通。實(shí)現(xiàn)交互和信息共享。同時，該網(wǎng)關(guān)還應(yīng)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。Wifi技術(shù)在家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn) 在家庭網(wǎng)絡(luò)中，Wifi主要應(yīng)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)終端或者遙控與家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，并通過家庭網(wǎng)關(guān)對各種信息家電實(shí)施有效的管理和控制。因此。可以采用客戶一服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)關(guān)充當(dāng)服務(wù)器的角色，控制設(shè)備對各種信息家電的控制也通過網(wǎng)關(guān)完成。 家庭網(wǎng)關(guān)是整個網(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)，還要與外部的Internet互連。那么網(wǎng)關(guān)需要實(shí)現(xiàn)Wifi，并提供如TCP、HTIP等高層應(yīng)用和圖行用戶界面。 家庭網(wǎng)關(guān)基于嵌入式Linux進(jìn)行架構(gòu)。由嵌入式Unux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)Wifi功能，并提供圖形用戶界面和TCP、HTIP、WebServer高層應(yīng)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(jìn)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(dāng)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(jìn)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(yīng)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(jìn)行服務(wù)器端的擴(kuò)展。并且boa支持大家廣泛熟悉的C語言來實(shí)現(xiàn)CCI程序。 家庭網(wǎng)關(guān)啟動后，完成系統(tǒng)的初始化，并加載相關(guān)的服務(wù)。將接受到的用戶的控制或查詢命令進(jìn)行處理，CCI程序?qū)⒚钷D(zhuǎn)換成UDCP報(bào)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(dāng)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。信息家電模塊 信息家電上的Wifi功能有兩種實(shí)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)?，F(xiàn)在已經(jīng)有很多家用電器比如電視機(jī)、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(jìn)行Wifi擴(kuò)展?？蛇x用Rabbit公司的Wifi核心模塊和其相應(yīng)的開發(fā)包進(jìn)行相關(guān)擴(kuò)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(shí)現(xiàn)Wifi的上層協(xié)議，只實(shí)現(xiàn)對其的控制。 信息家電將自身采集到的各種狀態(tài)信息傳遞給其自身的或者是擴(kuò)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(bào)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模塊接收自家庭網(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(shí)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)將會成為新的流行趨勢。四、 Wifi在手機(jī)上的應(yīng)用如今許多消費(fèi)者擁有數(shù)字電影、電視劇、音樂和照片庫，他們非常希望能夠從家庭中的任何地方通過無線設(shè)備訪問這些媒體內(nèi)容。，而且它的超強(qiáng)功能可保證服務(wù)質(zhì)量，確保家庭中所有設(shè)備提供更佳用戶體驗(yàn)，同時提供智能的內(nèi)容管理和發(fā)布。由于Wifi的頻段在世界范圍內(nèi)是無需任何電信運(yùn)營執(zhí)照的免費(fèi)頻段，因此WLAN無線設(shè)備提供了一個世界范圍內(nèi)可以使用的，費(fèi)用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無線空中接口。用戶可以在Wifi功能我們打長途電話，瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件、音樂下載、數(shù)碼照片傳遞等，再無需擔(dān)心速度慢和花費(fèi)高的問題。Wifi在掌上設(shè)備上應(yīng)用越來越廣泛了，高級賓館，豪華住宅區(qū)，飛機(jī)場以及咖啡廳之類的區(qū)域都有Wifi接口。當(dāng)我們?nèi)ヂ糜?，辦公時就可以在這些場所使用我們的掌上設(shè)備盡情網(wǎng)上沖浪了。近兩年，市場上支持UMA等技術(shù)，具備WLAN連接功能的智能手機(jī)越來越多。它們除了可以借助GSM/CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)通過外，還能在Wifi無線局域網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，共享PC上網(wǎng)通話。為了能用手機(jī)躺在床上上網(wǎng)，開通GPSR。無奈GPRS上網(wǎng)不但速度難以讓人滿意，資費(fèi)也不便宜。但用一臺無線路由器就可以用手機(jī)和PC共享寬帶上網(wǎng)。目前通過無線路由器或無線AP上網(wǎng)，已經(jīng)成為很多上網(wǎng)用戶的選擇。通過無線路由器、LAN或WLAN，PC可以輕松的利用ADSL、Cable、FTTX等寬帶接入Internet。Wifi手機(jī)通過無線路由器共享上網(wǎng)也非常方便，多數(shù)WIFI手機(jī)不需要做任何設(shè)置，在無線路由器的信號覆蓋范圍內(nèi)，Wifi手機(jī)和無線路由器的默認(rèn)設(shè)置下，Wifi手機(jī)就能自動獲取IP地址進(jìn)行無線連接，并利用手機(jī)自帶的IE、MSN等軟件無線上網(wǎng)。當(dāng)然，如果在Wifi手機(jī)和無線路由器都正常開啟的情況下，Wifi手機(jī)無法路由器共享上網(wǎng)，我們就需要檢查一下設(shè)備的設(shè)置。 第二節(jié) 藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙支持實(shí)時的同步定向連接和非實(shí)時的異步無定向連接，分別稱為SCO鏈路和ACL鏈路，前者主要傳送話音等實(shí)時性強(qiáng)的信息，后者則以數(shù)據(jù)為主。藍(lán)牙支持64kbps的實(shí)時語音傳輸和各種速率的數(shù)據(jù)傳輸。提供了短距離的無線多媒體通信。藍(lán)牙不但規(guī)定了通信協(xié)議還規(guī)定了應(yīng)用模型（profile）。模型中定義藍(lán)牙協(xié)議中消息與過程的一個子集，對使用特定服務(wù)過程中的空中接口給出了確切的描述。如果一個藍(lán)牙產(chǎn)品符合某個應(yīng)用模型或者某幾個應(yīng)用模型，則必須支持模型中所規(guī)定的必備功能、可選功能、條件功能。 藍(lán)牙技術(shù)提供點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的無線連接，在任意一個有效通信范圍內(nèi)，所有設(shè)備的地位都是平等，首先提出通信要求的設(shè)備稱為藍(lán)牙的主從網(wǎng)絡(luò)。一、藍(lán)牙中的關(guān)鍵技術(shù)（一）跳頻技術(shù)調(diào)頻是藍(lán)牙的關(guān)鍵技術(shù)之一，對應(yīng)于單時隙包，調(diào)頻速率為1600跳每秒：對應(yīng)于多時隙包，調(diào)頻速率有所降低，但在建鏈時則提高為3200跳每秒。使用這樣高的調(diào)頻速率，使得藍(lán)牙系統(tǒng)具有足夠的抗干擾能力。 ISM頻段。該頻段對所有無線電系統(tǒng)都開放，因此，藍(lán)牙在使用過程中經(jīng)常會遇到不可預(yù)測的干擾源，例如手機(jī)、無繩電話、微波爐等。這使得藍(lán)牙系統(tǒng)的傳送錯誤率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際應(yīng)用水平，為此，采用跳頻技術(shù)是避免干擾的一項(xiàng)有效措施。所謂跳頻技術(shù)，就是將整個頻帶分成若干跳頻信道（Hop Channel）。在一次連接中，藍(lán)牙芯片所控制的收發(fā)器按照一定的碼序列，不斷地從一個信道跳轉(zhuǎn)到另一個信道；而接收方也是按照相同的跳轉(zhuǎn)規(guī)律進(jìn)行通信。這實(shí)際上屬于一種硬件加密手段，除非第三方掌握了接收雙方的切換信道干什么，否則，從理論上計(jì)野外法完整獲得信息的，而干擾源也是不可能按同樣的規(guī)律進(jìn)行干擾的。跳頻的瞬時帶寬很窄，但通過擴(kuò)展頻譜技術(shù)，可以使這個窄帶寬被成倍地?cái)U(kuò)展成寬頻帶，使被干擾的可能性變得很小，由此就可以保證傳送的完整性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（二）糾錯技術(shù)在藍(lán)牙技術(shù)中使用了三種糾錯方案：1/3比例前向糾錯碼（1/3FEC）、2/3比例前向糾錯碼（2/3FEC）和用于數(shù)據(jù)的自動請求重發(fā)（ARQ）方式。1/3比例前向糾錯碼是一種較簡單的糾錯碼方式，屬于重復(fù)碼，實(shí)現(xiàn)時對每位信息重復(fù)三次。2/3比例前向糾錯碼是一種（15，10）精簡的漢明碼表示方法，用于部分分組。使用ARQ方式，在一個時隙中傳送的數(shù)據(jù)必須在下一個時隙得到確認(rèn)（或超時）信息。只有數(shù)據(jù)在接收端通過了報(bào)頭錯誤檢測和循環(huán)冗余檢測，被認(rèn)為無錯后，才向發(fā)送端反回確認(rèn)信息；否則，返回一個錯誤信息。（三）邏輯信道藍(lán)牙有五種邏輯信道，他們可以用來傳輸不同類型的信息。LC（控制信道）和LM（鏈路管理）信道用于鏈路層，而UA、UI和US信道則用于攜帶異步、類異步和同步用戶信息。藍(lán)牙有4種基本類型的設(shè)備地址： 表 藍(lán)牙4種基本類型的設(shè)備地址BDADDR48位長的藍(lán)牙設(shè)備地址（IEEE802標(biāo)準(zhǔn)）。該地址劃分為LAP（24位地址低端部分）、UAP（8位地址高端部分）和NAP（16位無意義地址部分）。AMADDR3位長的活動成員地址。所有的0信息AM_ADDR都用于廣播消息。PMADDR8位長的成員地址，分配給處于暫停狀態(tài)的從單元使用。ARADDR訪問請求地址（access request address）被暫停狀態(tài)的從單元用來確定訪問窗口內(nèi)從單元—主單元半時隙，通過它發(fā)送訪問消息。（四）微微網(wǎng)藍(lán)牙支持點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的通信，其最基本的網(wǎng)絡(luò)組成是微微網(wǎng)。微微網(wǎng)是通過藍(lán)牙技術(shù)連接起來的一種微型網(wǎng)絡(luò)，由一個主設(shè)備（Master）和若干個從設(shè)備（Slave）組成，且從設(shè)備最多為7臺。主設(shè)備負(fù)責(zé)通信協(xié)議的動作，而從設(shè)備則受控于主設(shè)備。一個微微網(wǎng)可以是2臺相連的設(shè)備，也可以是8臺連在一起的設(shè)備，所有設(shè)備單元均采用同一跳頻序列。主從設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。藍(lán)牙給每個微微網(wǎng)都提供了特定的跳轉(zhuǎn)模式，因此，它允許大量的微微網(wǎng)同時存在。