1、咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - I 咔嚓大学 本科生毕业设计 WI-FI 技术原理以及应用 学生姓名 XXX 所在专业 所在班级 申请学位 指导教师 YYY 职称 副指导教师 职称 答辩时间 咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - II 摘要 单片机是随着电子计算机 (电脑 )的发展而产生的。随着社会的发展和需求的提高，计算机也在不断地更新与发展。由于计算机的产生是应数值计算而产生的，因此长期以来电子计算机技术都是沿着满足大量高速数值计算而发展的，直到 20 世纪 70 年代，电子计算机在数字逻辑运算、推理、自动控制等方面显露出非凡的功能后，在各 种控制领域
2、开始对计算机技术发展提出了与传统大量高速计算完全不同的要求。这些要求是：面对控制对象、面对各种传感器信号、面对人机交互操作控制、能方便地嵌入工控应用系统中等。 为了实现上述要求，近年来，单片微型计算机 (简称单片机 )应运而生。单片机也被称作“微控制器”、“嵌入式微控制器”。单片机一词最初是源于 SCM。在单片机诞生时， SCM 是一个准确、流行的称谓，“单片机”一词准确地表达了这 概念。随着 SCM 在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能，单片机已不能用“单片微型计算机”来准确表达其内涵。国际上逐渐采用 “MCU“(Micro Controller Unit)来代替，形成了单片机界公认的、最
3、终统一的名词。在国内因为“单片机”一词已约定俗成，故而继续沿用。 单片计算机是将电子计算机的基本环节 ,如 :CPU(又称中央处理器 ,主要由运算器 ,控制器组成 ),存储器 ,总线 ,输入输出接口等 ,采用集成电路技术集成在一片硅基片上 .由于单片计算机体积很小 (仅手指般大小 ),功能强 (具有一个简单计算机的功能 ),因而广泛用于电子设备中作控制器之用 .目前 ,大到导弹火箭国防尖端武器 ,小至电视机微波炉等现代家用电器 ,内中都毫无例外 地运用单片计算机作为控制器 .因此 ,从控制的观点 ,我们也常称它为单片微控制器 . 关键词 ： 电路板、单片机、集成电路 咔嚓大学 2014 届本科
4、生毕业设计（论文） - - III Abstract SCM, as the electronic computer (computer) created in the development, along with social development and the improvement of demand， computers are also constantly updating and development. The computer is the result of numerical calculations and should have, So long compute
5、r technology to meet all along the high-speed development of numerical computation, It was not until the 1970s in the 20th century, computers in the digital logic operations, reasoning, Control areas shown remarkable feature, in various areas to control the development of computer technology with th
6、e traditional high-speed calculation entirely different requirements. These requirements are: Facing the control object, in the face of various sensor signals, in the face of human-computer interaction operational control, can be easily embedded industrial applications Medium. In order to achieve th
7、e above request, in recent years, single-chip microcomputer (SCM) emerged. SCM also called “micro-controller“, “Embedded Microcontrollers.“ SCM is the first word from “Single Chip Microcomputer“ called SCM. SCM birth, SCM is an accurate description of the epidemic, “SCM“ accurate expression of this
8、concept With SCM technology, architecture continuously expanded its control function, SCM is no “single-chip micro-computer“ to accurately express its substance. formation of microcontroller industry recognized the ultimate reunification ofthe term. In the domestic as “SCM“ has been customary, there
9、fore, continue to be used. Single-chip computer to computers basic tasks, such as : CPU (also known as central processing units, mainly by the arithmetic unit, controller), memory, bus, the input and output interfaces, Integrated IC technology used in a silicon-based chip. As the size of a small sin
10、gle-chip computer (only the size fingers), strong function (with a simple computer function) that is widely used in electronic equipment used for the controller. Presently, the rocket missile defense sophisticated weapons, small microwave ovens to the TV and other modern household appliances, within
11、 which invariably use the computer as a single-chip controller. Therefore, from the control point of view, we often call the single-chip microcontroller. Key Words: Embedded Microcontrollers 、 SCM 、 Integration. 咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - IV 1 摘要 随着网络的普及，越来越多的人享受到了网络给人们生活带来的方便。但是上网地点的固定，上网工具不方便携带等问题
12、，使人们对无线网络更加的渴望。而 Wi-Fi 技术的诞生，正好满足了人们的渴望，也使得 Wi-Fi 技术越来越受到人们的关注。 所谓“ Wi-Fi”其实就是 Wireless Fidelity 的缩写，意思就是无限局域网。它遵循 IEEE 所制定的 802.11x 系列 标准，所以一般所谓的 802.11x 系列标准都属于 Wi-Fi。根据 802.11x 标准的不同， Wi-Fi 的工作频段也有 2.4G/HZ和 5G/HZ 的差别。但是 Wi-Fi 却能够实现随时随地上网需求，也能提供较高速的宽带接入。 当然， Wi-Fi 技术也存在着诸如兼容性，安全性等方面的问题，不过它也凭借着自身的优
13、势，占据着主流无线传输的地位。 本文首先对 Wi-Fi的技术背景和发展情况做了简单的叙述，然后着重研究了Wi-Fi技术的原理，其中包括了 Wi-Fi的性能指标，实现 Wi-Fi的关键技术， Wi-Fi协议，其次讨论了 Wi-Fi的网络的构成，和传输方式，最后对 Wi-Fi的应用做了一些介绍，并对 Wi-Fi技术未来的发展做出了假设和展望。 关键 词 ： Wi-Fi； IEEE802.11；直序扩频技术 ;跳频技术 咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - V 2 ABSTRACT For the popularity of the network, more and more pe
14、ople have felt its convenience. However, the restricted area of the net and the inconvenience of the tools taking make people strongly eager for Wi-Fi. Wifis producing which satisfied peoples desire has made it more attractive. , Wifi is the abbreviation of wireless fidelity. It obeys the standard 8
15、02.11X IEEE. That is to say, standard 802.11X belongs to wifi. According to the different standard 802.11X, wifi has operation band in 2.4G/HZ and 5G/HZ. Even though there are also some problems like Compatibility and net work security of wifi, it also occupied the mainstream wireless transmission w
16、ith its advantages. This article firstly briefly introduces the background and the development of wifi, focusing on the technology principles which include its performance index, the key technologies of its realization and the wifi protocols. Then it discusses the wifis networking and its transmissi
17、on. Finally, it presents the application of wifi and make the hypothesis and the outlook of wifis development. Keywords: Wi-Fi; IEEE802.11 ;Direct-sequence Technique ;FHSS 咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - VI 目录 摘要 IV ABSTRACT . V 绪论 1 1 WI-FI 概述 . 2 1.1Wi-Fi 技术背景与发展 . 2 1.1.1 Wi-Fi 概念 . 2 1.1.2 Wi-Fi 技术的背
18、景 . 2 1.2 WI-FI 技术的发展与特点 . 3 1.2.1 Wi-Fi 技术的发展 . 3 1.2.2 现有 Wi-Fi 技术特点 . 4 2 WI-FI 技术的原理 . 6 2.1 Wi-Fi 技术性能指标和关键技术 . 6 2.1.1 Wi-Fi 的性能指标 . 6 2.1.2 Wi-Fi 的关键技术 . 6 2.2 Wi-Fi 的协议及 MAC 层关键技术 . 9 2.2.1 CSMA CA 协议 . 9 2.2.2 BTMA 协议 . 10 2.2.3 MAC 层 IEEE802.11e 协议 . 10 2.3 Wi-Fi 技术的结构 . 2.3.1 Wi-Fi 技术的网络结
19、构 . 2.3.2 Wi-Fi 技术的拓扑结构 . 2.4 Wi-Fi 的传输方式 . 2.4.1 局域网 . 2.4.2 数据的传输 . 2.4.3 802.11b 传输控制 . 3 WI-FI 的应用及未来展望 . 3.1 Wi-Fi 技术的应用模式 . 3.1.1 掌上移动终端的应用 . 咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - VII 3.1.2 其他方面的应用 . 3.2 Wi-Fi 的未来 . 3.2.1 Wi-Fi 的市场前景 . 3.2.2 Wi-Fi 技术的未来发展 . 结论 参考文献 . 咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - 1 3 绪论 随着技
20、术的发展，各种传输方式不断的更新， Wi-Fi 所谓一种可移动的高速传输方式，受到了世界各国的广泛关注。 目前我们上网主要采用的是有线接入的方式，正因为这样的接入方式，导致了我们享受网络咨询的同时，受到了上网地点的限制，从而使网络咨询的快速传达大打 折扣。而 Wi-Fi 技术，就解决了这一难题。 不仅如此， Wi-Fi 作为一种更加方便的接入方式，在同样身为无线接入方式的 3G 技术， Wi-MAX 等技术中也有着自己的优势。 3G 传输速率只有 2M，而且还只限于话音跟数据业务，而 Wi-MAX的构建更加的复杂， Wi-Fi 与之相比，有着更快的传输速率，更丰富的业务和更简单的构建方法，所以
21、 Wi-Fi 必将在未来很长一段时间内占据这无线接入方式的主流地位。 我国目前也在大力发展 Wi-Fi 技术，无线网络覆盖的热点也越来越多，相信Wi-Fi 这个方便快捷的无线接入技术，必将有美好的前景。 咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - 2 4 1 WI-FI 概述 4.1 1.1 Wi-Fi 技术背景与发展 4.1.1 1.1.1 Wi-Fi 概念 所谓“ Wi-Fi”其实就是 Wireless Fidelity 的缩写，意思就是无限局域网。由于作为 Wi-Fi 产品的标准是遵循 IEEE 所制定的 802.11x 系列标准，所以一般所谓的 802.11x 系列标准都属于
22、 Wi-Fi。而目前最流行的标准就是802.11b，也就是无线的标准协议。该标准从 802.11的 2MB基础带宽增加到 11MB，达到局域网水平，而且 802.11g 还可以兼容 802.11b，因此 成为市场新贵。 4.1.2 1.1.2 Wi-Fi 技术的背景 Wi-Fi 技术从提出到现在已经在电信业和 IT 业引起了广泛的关注和应用。英特尔花费了近 20 亿美元开发、推广自带无线网络模块的迅弛笔记本处理器 ,由此可见 Wi-Fi 将在近几年内得到极大的发展 ,而且还预示着这是一个不可逆转的方向。 目前 ,许多的固定、移动电话运营商都已杀入这块市场。国际上已经有许多的移动运营商们争先恐后
23、地向用户提供付费 Wi-Fi 服务。斯普林特 (Sprint)已向从事 Wi-Fi 技术的公司 BoingoWireless 进行投资 ,并宣布将与 Wyndham International 酒店合作 , 部署 Wi-Fi 热点。凌志达通讯有限公司 (Nextel Communications Inc)正与摩托罗拉公司 (Motorola Inc)合作开发 Wi-Fi 手机 ,并向一家为企业部署用于 Wi-Fi 和手机移动通信网络的公司 Radio Frame Networks Inc 提供支持。 2003 年 3 月 17 日 ,美国最大的移动运营商 Verizon 无线宣布将在机场、酒店
24、等室内热点地区提供 Wi-Fi 无线接入服务。同时 AT&T 无线、 T-Mobile 美国公司也在积极进行 Wi-Fi 接入铺设。 Nextel 公司则选择面向大企业客户 ,主要基于该公司手机用户基础上开展 Wi-Fi 业务。各大公司的介入，表明了 Wi-Fi 技术的无限前景。 咔嚓大学 2014 届本科生毕业设计（论文） - - 3 而事实证明 Wi-Fi技术在全球的商用范围很广 ,用户数量巨大 ,有较广泛的应用 ,除了运营商经营以外 ,包括政府、企业和个人在内 ,在公共场合、企业内部、家庭都有应用。到 2006 年底 ,全球 Wi-Fi 的芯片出货总量达到了 5 亿块 , 在全球100
25、多个国家有超过 6 万个热点。因此 ,Wi-Fi 的用户基础良好 , 仅次于 3G 技术。 由此可见 ,Wi-Fi 作为传统以太网的无线延伸有可能实现人们一直追求的“无处 不在的移动宽带时代” ,随着厂家的大力推广、技术的不断改进 ,必将成为无线通信的另一种选择 ,也必然掀起无线通信领域的大变革。但要真正实现电信级 Wi-Fi 网络的部署和应用 ,对于国内的运营商而言 ,既存在着挑战又存在着机遇。国内运营商也应该把握该技术所带来的机会 ,从而在无线通信领域拓展出更广阔的利润空间。 4.2 1.2 Wi-Fi 技术的发展与特点 4.2.1 1.2.1 Wi-Fi 技术的发展 Wi-Fi 产品的标
26、准是遵循 IEEE 美国电工电子技术协会所制定的802.11 系列标准，它是美国电机电子工程师协会为解决无线网络设备互连，于1997 年 6 月制定发布的无线局域网标准。所以一般所谓的 802.11X 系列标准都属于 Wi-Fi。 IEEE802.11主要用于解决办公室局域网和校园中用户与用户终端的无线连接，其业务主要局限于数据访问，速率最高只能达到 2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此， IEEE 又相继推出了 802.11b， 802.11a和 802.11g3 个新标准，下面分别进行简要的介绍。 IEEE802.11 标准的制定推动了无线网络的发展，但由于传输速
27、率只有12Mbps，该标准未能得到广泛的发展与应用。 1999 年， IEEE 通过了新的IEEE802.11a 和 IEEE802.11b 标准。 IEEE802.11b 定义了使用直接序列扩频调制技术，在 2.4GHz 频带实现速率为 11Mbps 的无线传输。由于 DSSS 技术的实现比OFDM 容易， IEEE802.11b 标准的发展比 IEEE802.11a 快得多，在 1999 年年末首先出现了支持 IEEE802.11b 标准的产品，随后得到广泛商用，并通过互通性测试。 IEEE802.11b 已成为当今 WLAN 的主流标准。 随着用户需求的增加，又诞生了 IEEE802.11a 标准，该标准工作在 5GHz 频
