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论无线上网技术在家庭无线网络中的应用

陈浩| 无线上网技术,家庭无线网络,家庭网关| 2010-11-29
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【中心议题】

  • 介绍了无线上网技术
  • 讨论了无线上网技术在家庭无线网络中的应用

【解决方案】

  • 基于嵌入式Linux进行家庭网关的架构
  • 家庭网关支持嵌入式Web服务器

1 引言

随着计算机网络的日益普及,人们的生活发生了翻天覆地的变化。人们的日常生活已经越来越离不开网络。人们通过网络来进行查询账目、网上炒股、网上购物、缴费和搜索资料越来越方便。能够任何时间、在任何地方使用网络成为人们的迫切希望。这时,最佳的选择是无线网络。

在家庭中,我们可以通过某种形式将现有的家用电器以及电子产品连成无线网络,进行统一的管理和控制,并将其连入Internet进行远程调度,从而进行无线上网。

2 无线上网技术的定义

所谓无线上网分两种,一种是通过手机开通数据功能,以电脑通过手机或无线上网卡来实现无线上网,速度则根据使用不同的技术、终端支持速度和信号强度共同决定。另一种无线上网方式即无线网络设备,它是在传统局域网的基础上,以无线访问节点和无线网卡来构建的无线上网方式。通常情况下,无线上网就是上网终端没有连接有线线路。

其中,WIFI就是一种无线联网的技术,以前通过网线连接电脑,而现在则是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用WIFI连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为“热点”。上互联网的速度主要是取决于WIFI热点的互联网线路。

3 无线上网技术在家庭无线网络中的应用

在家庭网络中,WiFi主要在各种信息家电和家庭网关上应用。可以使用个人电脑、手持网络终端或者遥控器与家庭网关进行连接,并且,对各种信息家电,通过家庭网关,可以实施有效的管理和控制。因此,可以采用客户———服务器体系结构。网关作为服务器,完成控制设备对各种信息家电的控制。这样,对于实现胖服务器———瘦客户端的结构是非常有利的。

 

3.1 家庭网关模块

我们整个网络的核心部件就是家庭网关。所有的信息家电以及控制设备都要连接到这个网关上。同时,网关还要与外部Internet进行互连。那么网关需要实现WiFi,并提供如TCP/IP、HTTP、Web Server等高层应用和图形用户界面。其应用层采用统一设备管理协议(Universal Device Control Protocol,UDCP),可以进行整个网络中设备的添加、删除、状态查询、参数配置等管理和控制。UDCP采用客户———服务器结构,各信息家电和控制设备在服务器端,家庭网关是客户端。

基于嵌入式Linux进行家庭网关的架构。由嵌入式Linux系统实现WiFi功能,并提供图形用户界面和TCP/IP、HTTP、Web-Server等高层应用。通过身份鉴别后,用户可以登录家庭网关,并使用系统提供的图形控制界面对信息家电进行控制和管理。

同时,家庭网关支持嵌入式Web服务器。当用户合法登录后,就可以使用该服务器提供的Web页面,管理和控制网络中的各种信息家电。嵌入式的Web服务器可选用boa,它是嵌入式Linux下应用最为广泛的HTTP服务器程序,具有全面的功能,并且能够很好的支持CGI技术进行服务器端的扩展,同时支持多数人广泛熟悉的C语言来实现CGI程序。

3.2 信息家电模块

有两种实现模式用来实现信息家电上的WiFi功能。一种是理想的状态,即信息家电自身带有WiFi功能。比如电视机、DVD等很多家用电器现在已经具备了此功能。第二种是对原本不带WiFi功能的家用电器进行WiFi扩展。可以选用Rabbit公司的WiFi核心模块和其相应的开发包进行相关扩展。由于由家庭网关来完成信息家电的所有高端功能,所以可以不用实现WiFi的上层协议,只实现对其控制。

信息家电将自身采集到的各种状态信息传递给其自身的或者是扩展的微控制器,接收到这些数据后,微控制器将其转换成UDCP报文,并通过WiFi模块将其发送给家庭网关。同时,信息家电还通过WiFi模块接受来自家庭网关的信息,处理后转换成对家电的控制或查询,同时,由WiFi模块将其随后的状态信息反馈给家庭网关。

4 结语

无线上网技术在家庭无线网络中的应用给家庭无线办公带来了很多的方便,而且灵活,可以随意改变我们在家庭里的办公位置,不受束缚的自由自在适合了现代人的追求,同时也保护了家庭的建筑和网络投资。同时整个系统成本的价格随着厂商的推动也会日益低廉,使低成本的无线网络成为可能,以最低的成本实现家庭的自由无线链接,满足家庭用户的随时、随地、随心的用网。

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