最新毕业设计数字家庭无线网络应用.docx

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最新毕业设计数字家庭无线网络应用

长沙通信职业技术学院

毕业设计

设计题目:

数字家庭无线网络的应用

班级：

通技073

学号：

200701010302

姓名：

杨韶

指导教师：

李立高

完成日期：

2010年5月1日

长沙通信职业技术学院

毕业设计审定表

论文题目：

xx企业无线网络工程

专业：

通信技术专业

年级：

通技073班

指导教师：

周训斌

学生姓名：

杨韶

学号：

200701010302

日期：

2010年5月1日

论文提要

摘要为企业园区内办公楼、宿舍、操场，以及一系列等热点场所提供典型的无线局域网接入，为有线网络提供了良好的连接补充，完成了整个企业网络接入的全面覆盖，使用户能够在企业内的任何区域接入局域网，达到完善企业信息化的目的。

在此，无线网络作为有线网的良好扩展，既节约了成本，而且加快了企业网信息化建设的步伐。

教师评语

指导教师签字：

年月日

毕业设计建议成绩

指导教师签字：

单位盖章：

年月日

毕业设计成绩评定及审批意见

（毕业设计总评成绩按优、良、及格、不及格评定）

毕业设计领导小组

组长签字：

年月日

数字家庭

无线网络的应用

摘要随着信息化的普及，家庭中拥有电脑、家电越来越多，同时随着人们居住环境的改善，各种电脑、家电之间的通信、合理的布线这些需求也越来越强烈，有线和无线的方式都将应用到家庭中。

随着无线接入系统本身的技术突破,无线接入技术在Internet等通信网中的地位正在发生根本性变化。

无线AP的出现，IEEE802.11B协议的出台与成熟，让无线接入技术更接近我们。

由于无线网络应用灵活、安装快捷和建设周期短等特点以及对地理应用环境的无限制特性。

蓝牙技术的使用让传输有了新的飞跃。

无线局域网不是代替有线局域网,而是作为有线局域网的补充。

关键词无线网络，IEEE802.11B，数字家庭

第一章项目背景

1.1数字家庭的现状与趋势

1.1.1数字家庭的定义与现状

数字家庭指的是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的信息化平台，是通过有线或无线网络在家庭范围内实现PC、消费电子产品（CE）和通信设备的互联和管理，以及数字媒体信息共享的系统（摘自2006年“数字家庭”产业发展研究报告）。

目前数字家庭的业务定位于三大方面：

家庭影音娱乐、电信及广播业务和监控功能。

也就是说，用户可以通过数字家庭网络使用VOD点播、娱乐、游戏，各种消费电子的远程控制、家庭内部各终端的互联以及实时安全监控等，这就是数字家庭给我们带来的美好生活远景。

从目前技术发展的趋势及市场接受情况来看，由于先进的计算机技术、集成电路技术、通讯技术迅速向电视领域渗透，加之新的显示技术的迅速发展和日趋成熟，电视行业正迎来一场革命性的变化。

传统CRT电视的市场份额逐年渐少，取而代之的高清电视、数字电视、平板电视、网络化的IPTV、交互电视将逐步占据主流市场。

虽然数字家庭的美好蓝图值得向往，但其不菲的价格却成为数字家庭走进寻常百姓家的一大障碍。

1.1.2数字家庭的发展趋势

2005中国国际消费电子博览会其展会的主题就是“3C融合与无缝生活”。

由此来看，在全球范围内消费电子产品的数字化和网络化发展趋势已经非常明确。

未来的数字家庭产品有两个主要的发展方向。

一个方向是，各种家用电子产品的数字化整合。

即通过电脑、通讯、消费电子的3C融合（3C：

Computer、Communication、Consumerelectronics，即计算机、通讯、消费电子），从而实现更多崭新的功能。

另一个主要的方向是通过网络技术、通讯技术、蓝牙技术等手段的应用，在三类产品之间，甚至更多的家庭设备之间实现互联互通、信息交换和远程控制。

最终实现“任何内容、任何地点、任何设备、任何时间”都能沟通和响应，即人与信息的完美结合，才是真正意义上的数字家庭。

要实现这样的远景，是一个复杂而渐进的长期工程。

涉及到IT、消费电子和通信等诸多领域技术的发展与协调，也受到消费者应用需求的导向。

但随着人们生活水平、生活质量和生活品味的提高，数字家庭产品将越来越受到人们的关注和青睐。

需求将日益增长，并将促进相关产业的发展壮大，带来无限的商机。

从产业发展的潮流看，通信、信息、娱乐等技术迅速成熟并开始融合，3C融合的趋势已经显现，信息资源在个人终端上得以整合，个人用户可以直接面对一个虚拟的信息平台进行操作，设备和信息之间实现无缝的链接，所有这些使得“数字家庭网络”这个话题越来越热。

更多的分析家认为，未来的家庭网络传输媒质将趋向无线。

无线网络能够更好地满足户主对于家庭网络的灵活性、连续性等性能的需求，不但解决了安装有线系统所需的高成本和不方便等问题，而且消费者还能够通过无线网络快速方便地管理家里所有的事务，包括语音、数据及各种设备。

无线技术提供了便利简捷的服务，并且从长远看，它能节省更多的成本。

1.2无线网络的发展现状与趋势

传统局域网络已经越来越不能满足使用的需求，无线局域网因此应运而生。

近两年来，无线局域网产品迅速发展并走向成熟，正在以它的高速传输能力和灵活性发挥日益重要的作用，并且无线已经开始在国内大多数行业中得到了应用。

无线接入相对于有线接入来讲，其特点就是取消了地面的有线网，增加了网络的灵活性,维护、安装简单,成本相对较低，便于开展业务。

未来无线网络的发展趋势，在无线网络部分是技术发展最活跃的部分，这个部分多种接入方式并存的状况会长期存在，很难像其它的网络系统，慢慢会实现一种集中和统一。

整个未来无线网络的发展趋势，我们认为是宽带化、高频率利用律、低成本。

第二章需求分析

2.1本课题的目标

家庭网络的布置首先就要美观，而且还要维护方便。

有线网络出现的弊端已经越来越明显了。

如果要增加多个终端设备，有线网络虽然能达到目标，可是做起来就要增加很多条连接线，而且电脑也只能固定在一个小范围内，蜘蛛网状的布线让家庭美感不再有。

而在未来家庭中出现的数字家电，它们都有着智能系统，都要连接网络实现家电上网，这时的有线网线就会显得后续无力，无线网络的出现就正好解决这些不必要的麻烦。

本课题的目标就是为了让大家在家里能够无线制，无地方约束的轻松享受网上冲浪、网上办公和无线传输等多种乐趣，而且利用手机或者外网终端PC访问家庭服务器来控制数字家电。

2.2可行性分析

对于世界提出的生活简单化，智能化。

随着电脑、笔记本、智能手机的普及与广泛应用，无线设备与协议的出现与完善，无线网络进入家庭已经不再是什么困难的事了，随着网络家电产业的不断发展和人民群众日益增长的需求，越来越多的网络家电将不断进入智能家庭。

而且家庭控制服务器已经有产品出台。

以现有的技术和设备组建一个服务器为控制中心的家庭无线网络是可行的。

而且现在出现的网线冰箱，带硬盘的电视机，网络空调和网络热水器，网络微波炉，网络洗衣机等这些数字家电也将应用到网络当中。

2.3本课题的方案选择

本课题方案设想是以一台家庭中央服务控制器来连接家庭网络与外界Internet，在家庭内实施无线网络，智能数字用器传送无线制，让数字家电都能很好的得到控制。

第三章基于某种户型（家庭）的方案设计

3.1户型的选择及其特点

我们选择的户型是普通的单层商品房，我们的方案是为了大众普及化！

随着人民生活水平的提高，智能化电器已经慢慢走入普通家庭！

无线化的智能家庭网络对于平民百姓也不再是遥不可及！

无线化的智能家庭网络是未来生活方式的趋势！

3.2无线网络的拓扑设计

3.2.1IEEE802.11

IEEE802.11无线局域网国际标准

　　1997年6月，IEEE发布了针对无线局域网的802.11标准，这是一个开放的标准。

该标准除了介绍无线局域网的优点及各种不同性能外，还使得各种不同厂商的无线产品得以互联。

另外，标准使核心设备执行单芯片解决方案，降低了采用无线技术的造价。

　　2000年8月，IEEE802.11标准得到了进一步的完善和修订，并成为IEEE/ANSI和ISO/IEC的一个联合标准，ISO/IEC将该标准定为ISO8802.11。

这次IEEE802.11标准的修订内容包括用一个基于SNMP的MIB来取代原来基于OSI协议的MIB。

另外，还增加了两项新内容：

IEEE802.11a——它扩充了标准的物理层，规定该层使用5GHz的频带。

该标准采用正交频分调制数据，传输速率范围为6M～54Mbps。

这样的速率既能满足室内的应用，也能满足室外的应用。

IEEE802.11b是IEEE802.11标准的另一个扩充，它规定采用2.4GHz频带，调制方法采用补偿码键控（CKK）。

CKK来源于直序扩频技术，多速率机制的介质访问控制（MAC）确保当工作站之间的距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限值时，传输速率能够从11Mbps自动降到5.5Mbps，或者根据直序扩频技术调整到2Mbps和1Mbps。

IEEE802.11b对无线局域网通信的最大贡献是可以支持两种速率——5.5Mbps和11Mbps。

要做到这一点，就需要选择DSSS作为该标准的惟一物理层技术，因为，目前在不违反FCC规定的前提下，采用跳频技术无法支持更高的速率。

这意味着IEEE802.11b系统可以与速率为1Mbps和2Mbps的IEEE802.11DSSS系统交互操作，但是无法与1Mbps和2Mbps的IEEE802.11FHSS系统交互操作。

2003年完成草案的IEEE802.11g是作为使用2.4GHz频带无线电波的IEEE802.11b的高速版而制定的标准。

但是为了实现54Mbps的传输速度，11g采用了与11b不同的OFDM（正交频分复用）调制方式。

因此，为了兼容11b，11g除本身特有的调制方式以外，还具备使用与11b相同的调制方式进行通信的功能，可以根据不同的通信对象切换调制方式。

在11g和11b终端混用的场合，11g接入点可以为每个数据包根据不同的对象单独切换不同的调制方式。

也就是说以11g调制方式与11g终端通信，以11b调制方式与11b终端通信。

3.3无线网络的配置与管理

3.3.1无线网络的设备选型

这次我们选用的产品是TP-LINK的无线设备，

路由器型号：

TP-LINKTL-WR641G108M无线宽带路由器

产品概述：

TL-WR641G108M无线宽带路由器集有线/无线网络连接于一体，专为满足小型企业、办公室和家庭办公室的上网需要而设计。

符合IEEE802.11g/b标准，采用TP-LINK速展TM与域展TM无线传输技术，速率最高可达108M，用户有效数据传输速率是普通11g产品的3倍，是普通11b产品的15倍，；同时传输距离是普通11b、11g产品的2~3倍，传输范围扩展到4~9倍。

TL-WR641G提供多重安全防护。

支持64/128/152位WEP数据加密，同时支持WPA、IEEE802.1X、TKIP、AES等加密与安全机制。

支持SSID广播控制，支持基于MAC地址的访问控制，再配合强大的防火墙特性，可有效防止入侵，为无线通信提供更强的安全保护。

TL-WR641G允许企业、办公室或家庭中多台电脑共享上网，内置的4个交换端口方便您在无线之外，用有线方式直接连接4台计算机。

此产品性能优越、配置简单，除包含所有宽带路由器常见功能外，还支持按需拨号、上网权限管理、IEEE802.1X认证、病毒自动隔离、UPnP、DDNS、系统安全日志等高级功能，同时提供全中文配置界面，用户界面友好，配置简单易用，能让每个用户轻松的配置好路由器，与计算机建立快速可靠的连接，共享高速的Internet连接、共享文件和资源。

主要特性：

∙符合IEEE802.11g、IEEE802.11b、IEEE802.3以及IEEE802.3u标准

∙支持CSMA/CA、CSMA/CD、TCP/IP、PPPoE、DHCP、ICMP、NAT协议

∙无线接入器、有线路由器合而为一

∙采用TP-LINK速展TM无线传输技术，速率最高可达108M，有效数据传输速率是普通11g产品的3倍，是普通11b产品的15倍

∙采用TP-LINK域展TM无线传输技术，传输距离是普通11b、11g产品的2~3倍，传输范围扩展到4~9倍

∙提供1个10/100M自适应以太网（WAN）接口，可接ADSL或以太网交换机/路由器

∙提供4个10/100M自适应以太网（LAN）接口，与内部局域网连接

∙支持端口自动翻转（AutoMDI/MDIX）

∙支持最高达108M的无线速率，支持54/48/36/24/18/12/9/6M或11/5.5/2/1M速率自适应

∙支持64/128/152位WEP加密；支持WPA、IEEE802.1X、TKIP、AES等加密与安全机制

∙支持SSID广播控制和基于MAC地址的访问控制

∙使用无线漫游（Roaming）技术，保证高效的无线连接

∙内建DHCP服务器，同时可进行静态地址分配

∙内建防火墙，支持IP过滤、域名过滤和MAC地址过滤

∙支持静态路由

∙支持IPSec和PPTPVPNPass-through

∙支持虚拟服务器、DMZ主机

∙可防止DoS攻击，具有病毒自动隔离功能

∙支持IEEE802.1X认证，内置IEEE802.1X客户端，完全满足特殊运营商认证计费要求

∙支持通用即插即用（UPnP）、DDNS功能

∙可以有针对地开放指定计算机的上网权限

∙具有按需连接和定时开启/关闭上网功能功能

∙支持MAC地址修改与克隆

∙提供系统安全日志和流量统计功能

∙支持远程和Web管理，全中文配置界面，配备简易安装向导（Wizard）；支持TFTP在线软件升级

∙提供手动复位按钮

∙外置电源适配器，结构美观大方

产品规格

支持的协议和标准

IEEE802.11g、IEEE802.11b、IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x、CSMA/CA、CSMA/CD、TCP/IP、DHCP、ICMP、NAT、PPPoE

端口

LAN口

4个10/100M自适应RJ45端口（AutoMDI/MDIX）

WAN口

1个10/100M自适应RJ45端口（AutoMDI/MDIX）

无线参数

频率范围

2.4~2.4835GHz

传输速率

速展TM（SuperG）：

108M

11g：

54/48/36/24/18/12/9/6M（自适应）

11b：

11/5.5/2/1M（自适应）

工作信道数

13

展频技术

DSSS（直接序列展频）

数据调制方式

BPSK,QPSK,CCKandOFDM（BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM）

灵敏度@PER（错包率）

54M：

-68dBm@10%PER；11M：

-85dBm@8%PER；6M：

-88dBm@10%PER；1M：

-90dBm@8%PER；256K：

-105dBm@8%PER（典型值）

传输距离

室内最远200米，室外最远830米（因环境而异）

RF功率

17dBm（典型值）

天线增益

3dBi

天线类型

双极子全向天线

网络介质

10Base-T：

3类或3类以上UTP

100Base-TX：

5类UTP

LED指示

每端口

Link/Act（端口连接/工作）

其它

Power（电源），System（系统指示），WLAN（无线状态指示）

外型尺寸

（LxWxH）

186mmx146mmx44mm

使用环境

工作温度：

0ºC到40ºC；存储温度：

-40ºC到70ºC

工作湿度：

10%到90%RH不凝结；存储湿度：

5%到90%RH不凝结

电源

外置电源适配器输出：

9V~50Hz0.8A

功耗：

最大7W

网卡型号:

TP–LINKTL-WN620GUSB接口无线网卡

产品概述：

108M无线USB网卡TL-WN620G兼容IEEE802.11g、IEEE802.11b标准，采用TP-LINK速展™无线传输技术，使无线传输速率高达108Mbps，支持64/128/152位WEP数据加密，同时支持WPA、IEEE802.1X、TKIP、AES等加密与安全机制。

TL-WN620G内置天线，可适应不同的工作环境，使台式机或笔记本用户方便地接入无线网络，同时支持无缝漫游功能。

另外还可以方便地与其它的11b、11g无线设备连接。

主要特性：

∙符合IEEE802.11g、IEEE802.11b标准

∙提供USB接口

∙提供两种工作模式：

集中控制式（Infrastructure）和对等式（Ad-Hoc）

∙采用TP-LINK速展™无线传输技术，速率最高可达108M，有效数据传输速率是普通11g产品的3倍，是普通11b产品的15倍

∙支持64/128/152位WEP数据加密；支持WPA、IEEE802.1X、TKIP、AES等加密与安全机制

∙提供简单的配置、监控程序

∙支持无线漫游（Roaming）技术，保证高效的无线连接

∙支持Windows2000/XP操作系统

∙传输距离，室内最远100米；室外最远300米（环境因素对距离有影响）

产品规格：

支持的标准和协议

IEEE802.11g、IEEE802.11b、CSMA/CAwithACK

总线类型

USB2.0

频率范围

2.4～2.4835GHz

传输速率

速展™（SuperG）：

108M

11g：

54/48/36/24/18/12/9/6M（自适应）

11b：

11/5.5/2/1M（自适应）

工作信道数

13

展频技术

DSSS（直接序列展频）

数据调制

BPSK,QPSK,CCKandOFDM（BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM）

灵敏度@PER（错包率）

108M：

-68dBm@10%PER；54M：

-68dBm@10%PER；11M：

-85dBm@8%PER；6M：

-88dBm@10%PER；1M：

-90dBm@8%PER；256K：

-105dBm@8%PER（典型值）

传输距离

室内最远100米，室外最远300米（因环境而异）

RF功率

20dBm（最大值）

天线增益

2dBi

LED指示

Status、Activity

外型尺寸（LxWxH）

100mmx30mmx11.5mm

使用环境

工作温度：

0ºC到40ºC；存储温度：

-40ºC到70ºC

工作湿度：

10%到95%RH不凝结

支持操作系统

Windows2000/XP

3.3.2无线网络的安装与配置

首先是进行网卡驱动的安装，本例中电脑操作系统选择WindowsXPSP1，启动计算机，插入USB接口的TP–LINKTL-WN620G无线网卡，会发现如图所示：

图

（1）

点击弹出的提示，然后根据提示按下一步，选择驱动程序所在的位置，能后确定安装。

（驱动程序可以从网上下载）如图2-图6

图

（2）

图（3）

图（4）

图（5）

图（6）

点击完成，安装好后就能马上应用了，无线网卡就会自动搜索区域范围内的无线网络信号点。

能后根据提示点击它。

如图7

图（7）

安装过程结束以后，会在电脑“设备管理器”里面看到网卡驱动正常安装，如图8：

图（8）

同时桌面上产生如下一个图标——“TP-LINK域展速展客户端管理程序“，这个程序就是我们管理网卡的管理工具：

单击后弹出图9所示。

我们可以对无线网卡进行设置，点击更改高级设置进入无线网卡设置界面。

图（9）

选择TCP/IP协议，点击属性，进行IP，子网掩码等固定设置。

图（10）

TP-LINKTL-WR641G108M无线宽带路由器中的默认的IP地址是192.168.1.1，默认子网掩码是255.255.255.0。

所以我们设置IP的范围在192.168.1.2—254这间，首选DNS也是192.168.1.1。

图（11）

设置完成后再点击连接，无线网卡就会进行检测无线设备。

图（12）

图（13）

这样就完成了无线网卡的设置，最后进行检测，可以看到能正常登陆网站。

如图14

图（14）

按照上面的步骤，TL-WN620G已经和TL-WR641G建立好了无线网络连接，如果您的电脑任务栏没有显示，那是因为在“网上邻居”右键属性里面，“无线网络连接”的显示属性没有选中，如下图所示：

原因就在上面这幅图片中红色标记里没有打钩选中！

上面这幅图片中红线标注的这个选项，是Windows自带的无线网卡管理程序，我们不推荐使用，如果这里打钩的话表示启用Windows自带的无线配置程序对网卡进行管理，这个管理程序和“TP-LINK域展速展”客户端管理程序会产生冲突，而且Windows自带的这个管理程序不能完全发挥TP-LINK无线网卡的作用，所以这里我们不推荐使用。

备注：

刚才上面的图片中显示，TL-WN620G在正常安装后，已经和TL-WR641G建立了无线连接，这是因为在默认情况下操作系统中的无线部分就可以自动运行，搜索并连接到已存在的无线接入点AP上，这个过程是智能化的无需用户干预，默认情况网卡自己会自动连接上AP。

我们在这里着重描述第二种方式：

就是怎样操作无线网卡去连接一个特定的无线接入点AP？

前面我们的图片中已经显示，参照TL-WN620G的用户手册安装网卡驱动和管理程序后，会在桌面上生成一个“TP-LINK域展速展”管理程序，双击打开界面如下：

我们操作网卡是通过上图红线标示的“配制文件管理”来进行的，单击“配制文件管理”界面如下：

上图选中左面红线标示的默认配制文件，然后单击右面的“修改（M）…”，弹出新的对话框如下图：

上图红线标识的“SSID1：

”就是我们要操作的对象！

！

本文档的第二副图片显示，在TL-WR641G上确定的SSID是“TP-LINK”也就是说AP端确认的SSID是TP-LINK，所以在上面这幅图片显示中，我们在红线标示的“SSID：

”一栏填入的参数必然是：

TP-LINK！

也就是说：

网卡端填入的SSID要和AP端的保持一致！

然后点击右下角的“确定”按钮会到上一级页面，点击“当前状态”就可以看到网卡已经按照我们输入的SSID参数和相应的AP建立了连接。

上面我们描述了一个简单的操作过程就是知道AP端确定的SSID是什么的时候，可以采用手工填入SSID的办法指挥网卡去连接AP，但是从无线网卡的角度出发如果不知道AP端确定的SSID是什么，这种情况怎么办？

或者说作为网卡只是漫无目的地去发现一下，看看周围是否存在可供自己连接的无线接入点？

这种操作又该如何进行呢？

请看下面的图片所示：

从图片中我们可以看到红线标示的“搜索（C）…”按钮，这个按钮就是指挥网卡搜索当前是否有可供连接的无线网络？

单击后弹出新的对话框如下图：

上图有“刷新”按钮，当我们单击刷新按钮后，在方框中显示在TL-WN620G周围存在三个AP，我们分别对红线标示的参数予以简单解释：

“网络名称[SSID]”：

分别是“TP-LINK”、“Sales”和“未知”。

有个钥匙的参数列显示未知SSID的AP采用了加密。

“速展”参数：

如果AP启用有TP-LIN