WIFI連接系統(tǒng)中無線連接模塊的設(shè)計(jì)探討

莊立廣

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司 528311）

WIFI連接系統(tǒng)中無線連接模塊的設(shè)計(jì)探討

莊立廣

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司 528311）

在社會(huì)發(fā)展過程中，WIFI技術(shù)扮演著重要的角色，其優(yōu)點(diǎn)顯著，如：靈活性、經(jīng)濟(jì)性、普及性與擴(kuò)展性等，為了滿足人們的需求，本文分析了WIFI、WIFI連接系統(tǒng)及其無線連接模塊的概況，并重點(diǎn)探討了WIFI連接系統(tǒng)中無線連接模塊的設(shè)計(jì)，旨在充分發(fā)揮WIFI的作用，并促進(jìn)無線連接模塊設(shè)計(jì)水平的提高。本文對(duì)WIFI連接系統(tǒng)中的無線連接模塊的體系結(jié)構(gòu)、掃描及認(rèn)證等內(nèi)容進(jìn)行了深入的探討，旨在為我國無線城市建設(shè)與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

WIFI；無線連接模塊；設(shè)計(jì)

1 WIFI連接系統(tǒng)的概況

1.1 WIFI技術(shù)

無線保真（Wireless fidelity，WIFI），它作為局域網(wǎng)，此技術(shù)具有前瞻性與多元性，滿足了不同生產(chǎn)商及用戶的需求。在眾多廠商支持下，同時(shí)，其硬件設(shè)備獲取簡便，因此，兼容性問題得到了有效的解決。當(dāng)前，WIFI主要采用無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，即：802.11n，此標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵為MIMO技術(shù)，它使傳輸速率提高到了300Mbps。但根據(jù)市場調(diào)查可知，由于此標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速度較慢，導(dǎo)致其市場接受度偏低。此后，英特爾公司利用無線整合技術(shù)，推動(dòng)了無線網(wǎng)絡(luò)市場的發(fā)展，該公司將WIFI與CPU等技術(shù)進(jìn)行了整合，在此基礎(chǔ)上，為用戶提供了便捷的上網(wǎng)方式。對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)而言，其數(shù)據(jù)是借助無線電波進(jìn)行傳送的，因此，數(shù)據(jù)極易被竊取。為了提高數(shù)據(jù)保密性與安全性，無線網(wǎng)絡(luò)傳送標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加密算法給予了關(guān)注，但仍存在一定漏洞，黑客仍可獲取數(shù)據(jù)，在此情況下，WPA協(xié)議隨之出現(xiàn)。

對(duì)于WIFI技術(shù)而言，其是由站點(diǎn)、無線介質(zhì)、接入點(diǎn)及分布式系統(tǒng)構(gòu)成的，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有五種，分別為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式、多AP模式、基礎(chǔ)架構(gòu)模式、無線網(wǎng)橋模式與無線中繼器模式等。在實(shí)際運(yùn)用過程中，WIFI涉及的技術(shù)主要有三種：①DSSS/CCK技術(shù)；②PBCC技術(shù)；③OFDM技術(shù)，當(dāng)前，應(yīng)用最為普遍的為調(diào)制擴(kuò)頻技術(shù)[1]。

1.2 WIFI連接系統(tǒng)

由于WIFI的對(duì)象為客戶，為了滿足其上網(wǎng)需求，應(yīng)為其提供操作簡便、處理便捷、互動(dòng)良好的WIFI連接系統(tǒng)。該系統(tǒng)可為無線網(wǎng)絡(luò)用戶，提供一系列的服務(wù)，如：認(rèn)證連接、AP切換等，其軟件有兩部分，分別為客戶端與服務(wù)器端，其中客戶端的作用主要有：①搜索與顯示可用無線網(wǎng)絡(luò)；②查詢與顯示簽約網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)；③存儲(chǔ)登錄信息；④連接簽約網(wǎng)絡(luò)；⑤記錄與發(fā)送連接過程中的DEBUGLOG等，同時(shí)其與服務(wù)器端軟件的配合，使其具備的更新、報(bào)錯(cuò)與上傳日志等功能。此系統(tǒng)主要是由終端用戶與系統(tǒng)管理用戶進(jìn)行使用，前者使用目的為搜索當(dāng)前可接入熱點(diǎn)、查詢個(gè)人設(shè)定熱點(diǎn)，通過與運(yùn)營商WIFI網(wǎng)絡(luò)連接，以此對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的訪問；后者使用目的為對(duì)WIFI熱點(diǎn)信息進(jìn)行管理與維護(hù)，并收集客戶端的實(shí)時(shí)行為，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，以此掌握熱點(diǎn)問題，進(jìn)而發(fā)布適合的軟件版本[2]。

2 WIFI連接系統(tǒng)中無線連接模塊的設(shè)計(jì)探討

2.1 無線連接模塊

無線連接模塊的工作主要為連接WIFI連接系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡(luò)，具體包括WLAN掃描、連接、認(rèn)證，AP切換與斷開網(wǎng)絡(luò)等。在使用時(shí)，用戶需要搜索周圍無線網(wǎng)絡(luò)，在獲取無線網(wǎng)絡(luò)適配器上的可用熱點(diǎn)信息后，進(jìn)行認(rèn)證連接，同時(shí)用戶可結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的具體情況，切換AP，如果用戶斷開網(wǎng)絡(luò)，則表示使用結(jié)束。

2.2 設(shè)計(jì)探討

2.2.1 體系結(jié)構(gòu)

無線連接模塊設(shè)計(jì)的前提條件為WIFI連接系統(tǒng)，它主要提供的功能為無線網(wǎng)絡(luò)連接，結(jié)合其應(yīng)用實(shí)際情況，可借助三層體系結(jié)構(gòu)，從邏輯角度出發(fā)，可分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)層，如果將中間層添加到其他兩層內(nèi)，則會(huì)導(dǎo)致一系列問題，如：業(yè)務(wù)邏輯的復(fù)雜性明顯增加，相應(yīng)的代碼愈加復(fù)雜與臃腫，在此情況下，后期維護(hù)修改工作的開展將困難重重。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化客戶端各層的功能，以此滿足模塊設(shè)計(jì)需求。表示層為用戶所提供的界面應(yīng)為交互式，具體包括傳輸層與外觀層；業(yè)務(wù)邏輯層需要發(fā)揮信息傳遞與處理的作用，其作為核心部分，其可細(xì)化為掃描層、連接層、認(rèn)證層等；數(shù)據(jù)層主要是交互數(shù)據(jù)庫，在實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)保證所需數(shù)據(jù)與運(yùn)營商服務(wù)器端的交互。

在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程中，表示層的頁面可利用Visual Studio 2008窗體應(yīng)用程序，為了保證系統(tǒng)頁面的外觀，應(yīng)關(guān)注以下因素，如：用戶與系統(tǒng)間的交互性、WIFI連接系統(tǒng)的簡潔性與便捷性、界面工具包與插件應(yīng)具備完整性與豐富性等。業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計(jì)時(shí)，主要分為四部分，其中掃描層應(yīng)用于無線網(wǎng)卡及其接口的相關(guān)數(shù)據(jù)，并將其提供給認(rèn)證層，此后向服務(wù)器發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求，此后連接認(rèn)證層與連接層的熱點(diǎn)，但此過程中，無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量各異，因此，用戶應(yīng)結(jié)合具體需求，切換AP點(diǎn)。數(shù)據(jù)層主要是對(duì)上層的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，結(jié)合報(bào)文信息，以此保證無線網(wǎng)絡(luò)的有效連接[3]。

2.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)掃描與認(rèn)證連接

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)可知，WIFI連接系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接時(shí)，需要系統(tǒng)掃描周圍的無線網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)AP，并將其存儲(chǔ)到列表中，以此便于調(diào)用，此后經(jīng)掃描認(rèn)證，方可實(shí)現(xiàn)與無線網(wǎng)絡(luò)的連接。通過分析可知，認(rèn)證連接的前提條件便是無線網(wǎng)絡(luò)掃描，為了保證掃描的完成，在設(shè)計(jì)是應(yīng)利用接口Hot Spot Scan，在此基礎(chǔ)上，用戶在打開WLAN客戶端后，可無線網(wǎng)卡信息進(jìn)行搜索，在獲取無線AP后，便可掃描到可用無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，從而保證了掃描環(huán)節(jié)的完成。在認(rèn)證連接方面，應(yīng)結(jié)合既有WIFI網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證方式及現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，以此保證認(rèn)證方案的合理性與科學(xué)性，常見的方案有兩種，分別為集團(tuán)認(rèn)證與本地認(rèn)證，其認(rèn)證方式有三種，分別為基于 PPPoE、WEB 及 IEEE802.1x認(rèn)證[4]。

3 總結(jié)

綜上所述，在無線網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展過程中，WIFI技術(shù)及其連接系統(tǒng)的相關(guān)問題得到了人們的高度關(guān)注，本文主要探討了其中的無線連接模塊設(shè)計(jì)問題，相信，在其設(shè)計(jì)水平不斷提高基礎(chǔ)上，無線連接模塊的作用將更加凸顯。

[1]劉洋.WIFI連接系統(tǒng)中無線連接模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安電子科技大學(xué)，2012.

[2]高洪連.新一代智能手機(jī)多模無線連接芯片的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].中國科學(xué)院大學(xué)（工程管理與信息技術(shù)學(xué)院），2014.

[3]張秋波.基于Android手機(jī)和WiFi的網(wǎng)絡(luò)定時(shí)開關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].吉林大學(xué)，2015.

[4]黨楊濤.基于BCM4330的智能手機(jī)無線連接模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安電子科技大學(xué)，2013.

TP311.5

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1004-7344（2016）13-0265-01

2016-4-15