數(shù)字家庭中的無線網(wǎng)絡技術研究

于繼江

【摘要】 組建家庭無線網(wǎng)可以改善家庭用戶的網(wǎng)絡體驗，拓展數(shù)字設備在家庭生活中的應用空間，具有廣泛的應用前景。本文分析了WiFi技術在無線組網(wǎng)方面的優(yōu)勢，詳細介紹了以家庭網(wǎng)關為核心的數(shù)字家庭無線網(wǎng)絡的功能實現(xiàn)。

【關鍵詞】 家庭 無線網(wǎng)絡 WiFi

網(wǎng)絡技術的發(fā)展為人們的社會活動帶來了翻天覆地的變化，尤其是無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展推動了諸多無線設備的出現(xiàn)，促使家庭生活向數(shù)字化轉(zhuǎn)變。具有WiFi功能的網(wǎng)絡終端如手機、筆記本電腦、平板電腦甚至是可控智能家居等在的普及更是推動了家庭無線網(wǎng)絡化的普及。

一、WiFi組網(wǎng)技術概述

WiFi是一種短程無線傳輸技術，可以支持數(shù)百英尺范圍內(nèi)的無線設備的以太網(wǎng)接入，其定義了MAC層和物理層所使用的通信協(xié)議和通信特性，尤其是IEEE802.11x系列標準的制定使得其傳輸速率提高到最大54Mbps，極大地豐富了家庭的無線體驗，使得多設備接入、多媒體應用等成為現(xiàn)實，因而得到了飛速的發(fā)展。

相較于其他網(wǎng)絡技術而言，WiFi無線網(wǎng)絡技術具有以下幾方面優(yōu)點。首先該技術的應用消除了有線網(wǎng)絡的地區(qū)限制，使得家庭用戶可以隨時隨地的進行網(wǎng)絡訪問和信息共享，只要在熱點覆蓋范圍內(nèi)，用戶即可高速接入以太網(wǎng)。其次，在網(wǎng)絡覆蓋范圍層面，WiFi技術是最廣泛的。再次，在傳輸速度方面，其最高可以達到54Mbps，更加適應多媒體家庭生活的需求。此外，支持WiFi技術的無線設備的廣泛應用也促進了WiFi無線組網(wǎng)技術的普及。利用WiFi無線網(wǎng)絡可以方便快捷的將家庭設備接入到數(shù)字網(wǎng)絡中，實現(xiàn)家居的智能化。

二、基于WiFi技術的家庭無線網(wǎng)絡應用

2.1 家庭無線網(wǎng)絡架構

為實現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡與以太網(wǎng)之間的相互連通，必須對家庭無線網(wǎng)絡進行架構。最為主要的是，網(wǎng)關可以充當家庭網(wǎng)絡服務器的角色，對接入家庭網(wǎng)絡中的中斷進行統(tǒng)一管理和控制；此外，配置網(wǎng)關的防火墻功能還可以有效避免家庭內(nèi)部網(wǎng)絡設備受到惡意攻擊。在網(wǎng)絡結(jié)構方面，網(wǎng)關與無線設備成星狀排布，這種網(wǎng)絡架構有利于新設備的方便快捷接入。

2.2 家庭網(wǎng)關模塊的功能實現(xiàn)

家庭網(wǎng)關的功能模塊包括以下幾個部分：嵌入式WEB服務器、TCP/IP或HTTP等協(xié)議、圖形用戶界面等。利用這幾部分模塊可以實現(xiàn)設備的網(wǎng)絡訪問或?qū)译姷臒o線控制等。

當家庭網(wǎng)關啟動后，系統(tǒng)進行初始化，加載相關的服務程序，同時等待家庭用戶發(fā)送指令并響應。網(wǎng)關在接收到指令后，其CGI程序可以將指令轉(zhuǎn)換為可被無線網(wǎng)絡設備識別的UDCP報文，然后該報文經(jīng)過WiFi網(wǎng)絡被數(shù)字接收終端接收，同時接收數(shù)字接收終端發(fā)送的狀態(tài)信息，并將其反饋給控制端，實現(xiàn)信息的傳遞。

2.3 無線終端設備的功能實現(xiàn)

現(xiàn)有的無線終端基本實現(xiàn)了WiFi功能的芯片集成，如手機、家庭網(wǎng)絡電視等；對于部分沒有集成WiFi功能的家電設備還可以使用外接WiFi終端對其進行功能擴展，這些家電設備的主要功能可以通過家庭網(wǎng)關來實現(xiàn)。其具體功能實現(xiàn)方式如下。無線終端設備按照控制端需求將自身狀態(tài)信息發(fā)送到終端的微控制器模塊，該模塊將這些信息轉(zhuǎn)換為可被網(wǎng)關識別的UDCP報文通過WiFi網(wǎng)絡發(fā)送給家庭網(wǎng)關；當需要控制無線終端設備實現(xiàn)某種功能時，控制端向家庭網(wǎng)關發(fā)送控制指令，網(wǎng)關將這些指令轉(zhuǎn)換為可被無線終端識別的報文并通過WiFi網(wǎng)絡發(fā)送給無線終端實現(xiàn)對無線終端設備的控制或查詢。

三、數(shù)字家庭無線網(wǎng)絡的安全防護

為保證數(shù)字家庭網(wǎng)絡的安全必須采取必要的安全措施。常用的安全防護措施有設置網(wǎng)關登錄用戶名和口令、設置網(wǎng)絡連接密碼、限制網(wǎng)絡地址訪問等技術。這些防護措施的應用可以在不影響無線網(wǎng)絡的開放性、便捷性的前提下為家庭提供安全的網(wǎng)絡訪問。

四、總結(jié)

隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，WiFi技術的普及以及支持無線網(wǎng)絡接入設備的增多，家庭生活已經(jīng)逐漸開始向數(shù)字化過渡。將家庭中具有無線網(wǎng)絡功能的設備通過WiFi技術連接成局域網(wǎng)并與外部的以太網(wǎng)通信，實現(xiàn)現(xiàn)代家庭生活的智能化、功能化是今后社會發(fā)展的主流趨勢。

參 考 文 獻

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