无线数据传输芯片乐鑫iot解决方案无线通信Wi-Fi定义历程,在物联网应用中,物体之间是通过网络进行连接的。用户既能通过互联网远程访问和控制物联网设备,也能通过局域网在本地访问与控制物联网设备。这些访问与控制包括获得被控设备状态、进行设备的固件更新等。目前,在无线数据传输芯片乐鑫iot解决方案物联网设备中通常利用 Wi-Fi和蓝牙无线通信技术完成网络连接。针对物联网应用出现的物联网云平台,提供了物联网应用所需的常用功能,既能降低开发难度,也能提升用户体验。
Wi-Fi 网络配置利连接
本文主要介绍 Wi-Fi 网络置和连接的规范。首先介绍 Wi-Fi 基知识,并对蓝牙的背景知识进行描述,其次介绍主流的 Wi-Fi 网络配置方式,接着通过对示例的介绍,使读者进一步了解什么是 wifi 网络配置,WiFi 连接的运作机制和常见的智能化 Wi-Fi网络配置方式;后结合智能照明工程,指导如何基于无线数据传输芯片乐鑫iot解决方案ESP32-C3 实现智能化 Wi-Fi 网络配置。
由于无线通信技术已经存在并发展了较长的时间,一些经典文献对其做了详细的介绍,因此本章对涉及的知识只做引用性描述,更多的详细信息请读者阅读本文的参考文献。
什么是 Wi-Fi
Wi-Fi 是一个无线通信技术的品牌,由 Wi-Fi联盟 (Wi-Fi Aliance,WFA) 拥有。WFA专负责 Wi-Fi认证与商标授权工作,严格地说,Wi-Fi 是一个认证的名称,该认证用于测试网络设备是否符合IEEE 802.11 系列协议的规范。通过该认证的设备将被授予一个名为Wi-FiCERTIFICATE 的商标。相比于其他无线通信技术,无线数据传输芯片乐鑫iot解决方案Wi-Fi 具有覆盖范围广、穿墙性能佳、吞吐量大等优势。不过,随着获得 Wi-Fi认证的设备普及,人们也就习以为常地称 Wi-Fi无线网络为 Wi-Fi网络了。
IEEE 802.11 的发展历程
使用 Wi-Fi 的读者都或多或少地接触过 IEEE 802.11,它到底代表什么呢?
IEEE(Institute of Electricaland Electronics Engineers)是美国电气和电子工程协会的英文简称,802 是该协会中的一个专门负责制定局域网标准的委员会,也称为 LMSC (LAN/MANStandards Committee,局域网/城域网标准委员会)。由于工作量巨大,该委员会被细分成多个工作组,每个工作组负责解决某个特定方面的问题。工作组会被赋予一个编号(位于 802 的后面,中间用点号隔开),因此 802.11 代表 802 的第 11个工作组,专门负责制定无线局域网Wireless LAN)的媒介访问控制 (Medium Access Control,MAC)协议和物理层 (PhysicalLayer,PHY)技术规范。IEEE 802.11 的发展历经好几个版本。
Wi-Fi相关术语
本节将介绍IEEE 802.11涉及的网络技术,包括OSI/RM(Open System Interconnection Reference Model,开放系统互连参考模型) 和IEEE 802.11 中的物理组件。
1.OSI/RM
在OSI/RM 中,计算机网络体系被划分为七层。
2.IEEE 802.11 规范中的物理组件
IEEE 802.11 规范中的物理组件主要有四种,如图 7-2 所示。
(1)无线媒介 (Wireless Medium,WM)。是指无线数据传输芯片乐鑫iot解决方案能传输无线 MAC 数据的物理层。IEEE 802.11规范早定义了不止一种物理层,如射频和红外两种物理层,事后证明射频物理层较受欢迎。
(2)工作站 (Station,STA)。所谓的 STA,是指携带无线网络接口卡的设备。通常,STA是以电池供电的膝上型 (Laptop) 或手持式 (Handheld) 计算机。然而,STA 不见得就是携型(Portable)计算设备,有时候,使用无线网络的目的是节省布线的麻烦,桌上型(Desktop)计算机一样可以使用无线局域网络。
(3)无线接入点(Access Point,AP)。AP 本身也是一个 STA,只不过它还能为那些已经关联的 STA 提供分布式服务。
(4)分布式系统 (Distribution System,DS)。当无线数据传输芯片乐鑫iot解决方案几个AP 串联以盖较大区域时,彼此之间必须相互通信才能够掌握移动式 STA 的行踪,分布式系统负责将 (Frame) 转送到目的地。
3.无线网络的构建
有了上面描述的物理组件,就可以搭建由这些物理组件组成的无线网络了。在 IEEE 802.11规范中,基本服务集(Basic Service Set,BSS)是整个无线网络的基本构建组件(Basic Building Block)。BSS 有两种类型,即独立型 BSS 和基础结构型 BSS。
(1)独立型 BSS (Independent BSS)。该类型的 BSS 不需要 AP 参与,各 STA 之间可直接交互。
(2)基础结构型 BSS (Infrastructure BSS)。所有STA之间的交互必须经过AP,AP是基础结一个 STA 必须完成构型 BSS的中控台。这也是读者常见的网络架构。在这种网络架构中,诸如关联、授权等步骤后才能加入某个 BSS。
上述网络架构中都有所谓的Identification,它们分别是:
(1)BSSID(BSS Identification)。每一个BSS都有用于识别的物理地址,称为BSSID。在基础结构型 BSS 中,BSSID 就是AP的MAC 地址,该MAC 地址是真实的地址。MAC 地址在设备出厂时会有一个默认值,可更改,也有其固定的命名格式。
(2)SSID(Service Set Identification)。每个无线数据传输芯片乐鑫iot解决方案AP 都有一个用于用户别的标识,一般而言BSSID会和一个SSID 关联。BSSID是AP的MAC 地址,而SSID 是用于识别用户的标识,其往往是一个可读字符串,也就是我们经常说的 Wi-Fi 名称。