Wi-Fi基礎(chǔ)知識(shí)主講教師：Wi-Fi技術(shù)簡介Wi-Fi技術(shù)簡介Wi-Fi技術(shù)簡介1.Wi-Fi的前身Wi-Fi是無線局域網(wǎng)（WLAN）的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，最早的無線局域網(wǎng)可以追溯到上個(gè)世紀(jì)70年代，基于ALOHA協(xié)議的UHF無線網(wǎng)絡(luò)連接了夏威夷島，是現(xiàn)在無線局域網(wǎng)的一個(gè)最初版本。1997年發(fā)布了基于802.11協(xié)議的第一個(gè)版本，提供2Mbit/s速率，在1999年提高到11Mbit/s，使用價(jià)值大大提高，隨后Wi-Fi得以快速發(fā)展。Wi-Fi技術(shù)簡介2.Wi-Fi的標(biāo)準(zhǔn)和速率主流的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)是802.11b（1999）、802.11g（2003）、802.11n（2009）、802.11ac（2013）和802.11ax（2017）。他們之間是向下兼容的，舊協(xié)議的設(shè)備可以連接到新協(xié)議的AP，新協(xié)議的設(shè)備也可以連接到舊協(xié)議的AP，只是速率會(huì)降低。802.11b和802.11g都是較早的標(biāo)準(zhǔn)，802.11b最快只能到11Mbps，802.11g最快能達(dá)到54Mbps。802.11n的速率理論最快可以達(dá)到600Mbps，802.11ac理論最快可以達(dá)到6.9Gbps，802.11ax理論最大速率10Gbps左右，單用戶速率提高不多，它的優(yōu)勢是在多用戶，高并發(fā)場合提高傳輸效率。以上速率是理論的物理層傳輸速率，必須滿足最大傳輸頻道帶寬下發(fā)射接收都達(dá)到最大空間流數(shù)（多天線輸入輸出），這個(gè)條件一般情況達(dá)不到的。另外，Wi-Fi的速率是包含上下行的，就是上下行加起來的速率，這和有線全雙工以太網(wǎng)還是有區(qū)別的。Wi-Fi技術(shù)簡介3．Wi-Fi的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)Wi-Fi有兩種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)：一對多（Infrastructure模式）和點(diǎn)對點(diǎn)（Ad-hoc模式，也叫IBSS模式）。

最常用的Wi-Fi是一對多結(jié)構(gòu)的。一個(gè)AP（接入點(diǎn)），多個(gè)接入設(shè)備，無線路由器是其實(shí)就是路由器+AP。Wi-Fi還可以點(diǎn)對點(diǎn)結(jié)構(gòu)，比如兩個(gè)筆記本可以用Wi-Fi直接連接起來不經(jīng)過無線路由器。Wi-Fi技術(shù)簡介4．Wi-Fi的頻道

2.4G的Wi-Fi劃為14個(gè)頻道，每個(gè)頻道帶寬20-22Mhz，不同的調(diào)制方式帶寬稍微不同。每個(gè)頻道的間隔為5M，很明顯，相鄰的多個(gè)頻道是有干擾的，相互沒有干擾的只有1，6，11，14或者1，5，9，13，如圖6-1所示。這也是為什么在有多個(gè)Wi-Fi熱點(diǎn)的地方會(huì)上不了網(wǎng)，或者非常慢。現(xiàn)在無線路由器都有手動(dòng)設(shè)置頻道的功能，如果在家使用無線路由器最好設(shè)置到一個(gè)和附近的其他Wi-Fi信號(hào)不同的最好是間隔比較遠(yuǎn)的頻道。Wi-Fi技術(shù)簡介5．Wi-Fi的安全性

常用的Wi-Fi加密有WEP，WPA，WPA2。WEP安全性太差基本上被淘汰了。目前WPA2是被業(yè)界認(rèn)為最安全的加密方式。WPA加密是WEP加密的改進(jìn)版，包含兩種方式：預(yù)共享密鑰（PSK）和Radius密鑰。

其中預(yù)共享密鑰（PSK）有兩種密碼方式：TKIP和AES，相比TKIP，AES具有更好的安全系數(shù)。

WPA2加密是WPA加密的升級(jí)版，建議優(yōu)先選用WPA2-PSKAES模式。WPA/WPA2加Radius密鑰是一種最安全的加密類型，不過由于此加密類型需要安裝Radius服務(wù)器，一般用戶不容易用到。Wi-Fi技術(shù)簡介使用樂鑫信息科技公司的ESP8266芯片低功耗、高集成度的Wi-Fi芯片僅需7個(gè)外圍元器件超寬工作溫度范圍：-40°C至+125°CESP8285－ESP8266內(nèi)封8MbitFlashESP8266是一個(gè)完整且自成體系的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)解決方案，能夠搭載軟件應(yīng)用，或通過另一個(gè)應(yīng)用處理器卸載所有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)功能。ESP8266Wi-Fi通訊模塊簡介ESP8266有強(qiáng)大的片上處理和存儲(chǔ)能力，使其可通過GPIO口集成傳感器及其他應(yīng)用的特定設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了最低前期的開發(fā)和運(yùn)行中最少地占用系統(tǒng)資源。ESP8266高度片內(nèi)集成，包括天線開關(guān)balun、電源管理轉(zhuǎn)換器，因此僅需極少的外部電路，且包括前端模塊在內(nèi)的整個(gè)解決方案在設(shè)計(jì)時(shí)將所占PCB空間降到最低。ESP8266配套有一套軟件開發(fā)工具包（SDK），該SDK為用戶提供了一套數(shù)據(jù)接收、發(fā)送的函數(shù)接口，用戶不必關(guān)心底層網(wǎng)絡(luò)，如Wi-Fi、TCP/IP等的具體實(shí)現(xiàn)，只需要專注于物聯(lián)網(wǎng)上層應(yīng)用的開發(fā)，利用相應(yīng)接口完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的收發(fā)即可。ESP8266Wi-Fi通訊模塊簡介ESP8266支持三種工作模式分別為：station、soft-AP、station+soft-AP模式。ESP8266工作于soft-AP模式時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)路由器，其他的Wi-Fi設(shè)備可以連接到該熱點(diǎn)AP進(jìn)行Wi-Fi通信，這種設(shè)備模式用在主從設(shè)備通信的場景中，被配置為AP熱點(diǎn)的Wi-Fi通訊模塊作為主機(jī)。ESP8266工作于station模式時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)客戶端，此時(shí)Wi-Fi通訊模塊會(huì)連接到無線路由器，從而實(shí)現(xiàn)Wi-Fi通信。這種模式主要用在網(wǎng)絡(luò)通信中。ESP8266工作于station+soft-AP模式時(shí)，Wi-Fi通訊模塊既當(dāng)作無線AP熱點(diǎn)