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河北工业大学本科毕业设计(论文)中期报告河北工业大学本科毕业设计(论文)中期报告毕业设计(论文)题目:WiFi技术在智能家居系统中的应用专业: 电子科学与技术学生信息: 082165、刘子龙、电技081教师信息: 84020、徐晓辉、研究员报告提交日期:2012/4/13一、前言WiFi全称Wireless Fidelity,又称802.11b标准,它的最大优点就是传输速度较高,可以达11Mbps,另外它的有效距离也很长,同时也与已有的各种802.11 DSSS设备兼容。IEEE(美国电子和电器工程师协会)802.11b无线网络规范是IEEE 802.11网络规范的变种,最高带宽为11Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。其主要特性为:速度快,可靠性高,在开放性区域,通讯距离可达305米,在封闭性区域,通讯距离为76米到122米,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低。Wi-Fi WirelessFidelity,无线保真 技术与蓝牙技术一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术使用的是2.4GHz附近的频段,该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个,分别是IEEE802.11a和IEEE802.11b。1、WiFi突出优势其一,无线电波的覆盖范围广,基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小,半径大约只有50英尺左右 约合15米 ,而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右 约合100米 ,办公室自不用说,就是在整栋大楼中也可使用。其二,虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进,但传输速度非常快,可以达到11mbps,符合个人和社会信息化的需求。其三,厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样,由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方,用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内,即可高速接入因特网。2、 WIFI优点1) 无须布线 WiFi最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去,甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。 2)健康安全 IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约6070毫瓦,手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间,手持式对讲机高达5瓦,而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体,应该是绝对安全的。 一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程序远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为AccessPoint简称,一般翻译为“无线访问节点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用,WiFi更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网。 3)长距离工作 别看无线WIFI的工作距离不大,在网络建设完备的情况下,802.11b的真实工作距离可以达到100米以上,而且解决了高速移动时数据的纠错问题、误码问题,WIFI设备与设备、设备与基站之间的切换和安全认证都得到了很好的解决。2、 器件选购选用wifimodII-core485模块主要特征:n 符合802.11b/g标准;支持AdHoc点对点、基础模式;n 数据安全标准WEP64/128、WPA/RSN(WPA2)PSK;n 支持静态IP设置、DHCP、AutoIP地址获取;n SNet模式(UDP、TCP SC三种数据透传模式);n SWeb模式(浏览器与串口交互); 支持从串口获取用户主页或数据文件; 支持浏览器中上传文件到串口、下载串口数据保存为文件; 支持AJAX东塔与串口数据交互;n 1M字节用户空间,可存放用户页面、脚本或其他文件;n TTLRS485波特率9600115200;n 支持浏览器中在线升级;3、 器件测试测试在出厂模式下模块的收发功能,原理是短接模块的串口TX RX 收发引脚,在网络侧实施数据发送测试,查看模块是否能够回环发出的数据。步骤:1、模块接上小天线;2、模块上电;3、短接模块的14 针接口的 Pin1、3 引脚(标识为TX RX)4、笔记本无线扫描网络,接入wifimodII192.168.1.2545、笔记本设置自己的IP 为192.168.1.1056、使 用Ping 确定能够和模块通讯;并使用浏览器尝试打开模块的主页(http:/192.168.1.254)7、打开 Tools 包中的TCP 调试助手工具,连接方式:UDP方式;目标IP:192.168.1.254;目标端口:55555;本地端口:55555;在输入框中 随便输入数据,点击发送,等待接收窗口返回;测试通过。IO 测试8、 运行 src 包中的 wmii_locator.exe点击刷新,便可以探测出同网络的节点,如上图。点击其中一个节点,便可以看到相关状态信息。这时便可以操作右半部分的面板,来控制两个PWM和6 个IO口了。用户可以使用万用表验证IO电平变化,对PWM,万用表使用电压档可以看到 电压随占空比的变化而变化。TCP客户端模式测试测试在TCP client模式下模块的收发功能,原理是短接模块的串口TX RX 收发引脚,在网络侧实施数据发送测试,查看模块是否能够回环发出的数据。步骤:1、模块接上小天线;2、模块上电;3、短接模块的14 针接口的 Pin1、3 引脚(标识为TX RX)4、在PC端打开模块配置页面,如下配置:模式改为:TCPC 模式;目标 IP改为测试PC的IP地址;(本地测试,目标域名可以忽略)目标端口号改为PC 端测试软件占用的端口号,和PC 端测试软件有关,下面会看到;保存配置;复位模块;5、PC 端配置 网络调试工具如下:6、调试工具配置好后,点击开始监听,可以看到 模块很快接入进来,这时可以测试向模块发送数据。TCP服务器模式测试测试在TCP server 模式下模块的收发功能,原理是短接模块的串口TX RX收发引脚,在网络侧实施数据发送测试,查看模块是否能够回环发出的数据。步骤:1、模块作为服务器模式,需要将目标IP和端口号清零(否则会过滤客户端),如下图:2、串口端口号 定义服务器占用的端口号,如下图:(如无需要请不要改动)3、调试工具如下配置,关键是输入服务器正确的IP地址和端口号。4、点击连接网络,可以看到能够连接到wifi 模块的服务器,并且模块的NET 灯会点亮,表示TCP连接建立。四、结语随着科学技术的不断发展,局域网也正逐渐向无线化,多网合一的方向发展,在这个多网合一快速发展过程中,带动了多种无线技术的广泛应用,WIFI便是其中的一种。当前,智能家居产业也正如火如荼的进行,可以预见,未来智能家居的发展,将不再局限于家电设备、灯光等遥控的控制,嵌入式智能终端、无线WIFI技术,以及Internet的广泛应用必将使家居控制变得更加自动化、智能化和人性化,必将改变传统智能家居的模式,把智能家居推上一个快速发展的舞台。
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