工业互联网数据采集技术-课件27.Wi-Fi通信协议

主讲人：王超宁波城市职业技术学院工业互联网数据采集技术——Wi-Fi通信协议序言Wi-Fi无线技术已经遍布我们生活中的方方面面，是我们每天接触到的最常见的无线通信技术，它给我们的生活带来了极大的便利。目录CONTENTS无线通信1Wi-Fi技术2工业无线技术的应用3无线通信01PARTONE无线通信01无线通信（Wireless

Communication）是指利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。近些年来，它是信息通信领域中发展最快、应用最广的通信手段。无线通信01无线通信中主要包括微波通信和卫星通信两种。其中，微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米，每隔几十千米就要建一个微波中继站。但微波的频带很宽，通信容量也很大。卫星通信则是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信的联系。无线通信01与有线传输相比，无线传输更为灵活。在发射设备端，信号源提供需要传送的信息，经过变换器将待传送的信息与电信号之间进行转换。电信号经由发射器转换成高频振荡信号并到达天线，然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播，直到它到达目标位置为止。在接收设备端，另一个天线接收信号，接收器将高频振荡信号转换成电信号，再经变换器形成原始信息到最终的受信人。无线通信01目前，主流的无线通信技术主要包括如下几种：蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、LoRa等。其中，Wi-Fi无线技术已经遍布我们生活中的方方面面，是我们每天接触到的最常见的无线通信技术，给我们的生活带来了极大的便利。无线通信01它是基于IEEE802.11标准创建的无线局域网技术。该技术将所有有线网络信号转换成无线电波信号，其他终端设备通过无线通信模块连接到Wi-Fi实现无线网络通信。Wi-Fi技术覆盖范围一般在100米以内，技术较为复杂，传输速率可达54Mbps，工作频段为2.4GHz，传输功率不足100mW，与蓝牙无线通信相比，数据安全性能相对较差。但是，Wi-Fi的发明非常符合现代人和社会的需求，发展前景非常广阔。02PARTTWOWI-FI技术WI-FI技术02Wi-Fi（WirelessFidelity，无线保真）在无线局域网中是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网技术。与蓝牙技术一样，同属于短距离无线技术。同蓝牙技术相比，它具备更高的传输速率，更远的传输距离，广泛应用在各种场合之中。WI-FI技术02Wi-Fi是无线局域网（WLAN）的一个标准，最早的无线局域网可以追溯到上个世纪70年代，是现在无线局域网的一个最初版本。1997年发布了基于802.11协议的第一个版本，提供2Mbit/s速率，在1999年提高到11Mbit/s，使用价值大大提高，随后Wi-Fi得以快速发展。WI-FI的前身WI-FI技术02主流的Wi-Fi标准是802.11b，802.11g和802.11n。11b都是较早的标准，11b最快只能到11Mbps，11g最快能达到54Mbps。802.11n的速率理论最快可以达到600Mbps。以上速率是理论的物理层传输速率，必须满足最大传输频道带宽下发射接收都达到最大空间流数才能实现，这个条件一般情况是达不到的。另外，Wi-Fi的速率是包含上下行的，就是上下行加起来的速率，这和有线全双工以太网还是有所区别的。标准与速率02Wi-Fi有两种组网结构：一对多（Infrastructure模式）和点对点（Ad-hoc模式，也叫IBSS模式）。最常用的Wi-Fi是一对多结构的。一个AP（接入点），多个接入设备，无线路由器就是路由器+AP（一对多结构）。Wi-Fi还可以点对点结构，比如，两个笔记本电脑可以用Wi-Fi直接连接起来而不经过无线路由器。组网结构WI-FI技术022.4G的Wi-Fi划为14个频道，每个频道带宽20-22MHz，不同的调制方式带宽稍微不同。每个频道的间隔为5MHz。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是被业界认为最安全的加密方式。频道与安全WI-FI技术03PARTTHREE工业无线技术的应用工业无线技术的应用03工厂利用Wi-Fi网络连接生产线上的传感器和控制设备，实现对生产过程的实时监控和远程控制。通过这种方式，生产管理人员可以随时了解生产线的运行状态，及时调整参数以提高生产效率和质量。远程监控与控制03仓库内的货物装备Wi-Fi传感器，利用Wi-Fi网络将货物信息实时传输至仓储管理系统。这样，管理人员可以准确了解货物的存储位置、数量以及状态，实现精细化的仓储物流管理。设备连接和数据采集工业无线技术的应用03在工厂或生产现场部署大量Wi-Fi连接的传感器，用于监测环境参数如温度、湿度、气压等。这些数据通过Wi-Fi网络传输到中央控制系统，帮助管理人员实时监测环境状况并采取相应的调控措施，保障生产环境安全。无线传感器网络工业无线技术的应用03工业维护人员通过携带Wi-Fi连接的移动设备（如平板电脑或智能手机），可以随时接入工厂的网络系统，获取设备维护信息、操作手册或者进行远程诊断和维修操作，提高设备维护的效率和及时性。移动设备接入工业无线技术的应用03利用Wi-Fi网络实现生产调度系统和相关人员之间的实