1. 無線感測器在網路中的應用設計
下面是由整理的畢業設計論文《無線感測器在網路中的應用設計》，歡迎閱讀。
1引言
無線感測器網路(Wireless Sensor Networks，簡稱WSNs)是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成，通過無線通信形成一個多跳自組織網路系統，能夠實時監測、感知和採集網路分布區域內監視對象的各種信息，並加以處理，完成數據採集和監測任務。WSNs綜合了感測器、嵌入式計算、無線通訊、分布式信息處理等技術，具有快速構建、自配置、自調整拓撲、多跳路由、高密度、節點數可變、無統一地址、無線通信等特點，特別適用於大范圍、偏遠距離、危險環境等條件下的實時信息監測，可以廣泛應用於軍事、交通、環境監測和預報、衛生保健、空間探索等各個領域。
2節點的總體設計和器件選型
2.1節點的總體設計
WSNs微型節點應用數量比較大，更換和維護比較困難，要求其節點成本低廉和工作時間盡可能長;功能上要求WSNs中不應該存在專門的路由器節點，每個節點既是終端節點，又是路由器節點。節點間採用移動自組織網路聯系起來，並採用多跳的路由機制進行通信。因此，在單個節點上，一方面硬體必須低能耗，採用無線傳輸方式;另一方面軟體必須支持多跳的路由協議。基於這些基本思想，設計了以高檔8位AVR單片機ATmega128L為核心，結合外圍感測器和2.4 GHz無線收發模塊CC2420的WSNs微型節點。這兩款器件的體積非常小，加上外圍電路，其整體體積也很小，非常適合用作WSNs節點的元件。
圖1給出WSNs微型節點結構。它由數據採集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和電源管理單元4部分組成。數據採集單元負責監測區域內信息的採集和數據轉換，設計中包括了可燃性氣體感測器和濕度感測器;數據處理單元負責控制整個節點的處理操作、路由協議、同步定位、功耗管理、任務管理等;數據傳輸單元負責與其他節點進行無線通信，交換控制消息和收發採集數據;電源管理單元選通所用到的感測器，節點電源由幾節AA電池組成，實際工業應用中採用微型紐扣電池，以進一步減小體積。為了調試方便及可擴展性，可將數據採集單元獨立出來，做成兩塊能相互套接的可擴展主板。
2.2處理器選型
處理器的選型要求和指標是功耗低，保證長時間不更換電源也能順利工作，供給電壓小於5 V，有較快的處理速度和能力，由於節點是需要大量安置的，所以價格也要相對便宜。選用AVR單片機，考慮到電路中I/O的個數不多，功耗低、成本低、適合與無線器件介面配合等多方面因素，綜合對比後，選用Atmel公司的ATmega128L。該微型控制器擁有豐富的片上資源，包括4個定時器、4 KB SRAM、128KB Flash和4 KBEEPROM;擁有UART、SPI、I2C、JTAG介面，方便無線器件和感測器的接入;有6種電源節能模式，方便低功耗設計。
2.3無線通信器件選型 CC2420是一款符合ZigBee技術的高集成度工業用射頻收發器，其MAC層和PHY層協議符合802.15.4規范，工作於2.4 GHz頻段。該器件只需極少外部元件，即可確保短距離通信的有效性和可靠性。數據傳輸單元模塊支持數據傳輸率高達250 Kb/s，即可實現多點對多點的快速組網，系統體積小、成本低、功耗小，適於電池長期供電，具有硬體加密、安全可靠、組網靈活、抗毀性強等特點。
2.4感測器選型
由於WSNs是用於礦下安全監測，常要檢測礦下可燃氣體的濃度(預防瓦斯氣體濃度過高)和空氣濕度，所以要選擇測量氣體濃度和濕度的感測器。
2.4.1 HIH-4000系列測濕感測器
HIH-4000系列測濕感測器作為一個低成本、可軟焊的單個直插式組件(SIP)能提供儀表測量質量的相對濕度(RH)感測性能。RH感測器可用在二引線間有間距的配量中，它是一個熱固塑料型電容感測元件，其內部具有信號處理功能。感測器的多層結構對應用環境的不利因素，諸如潮濕、灰塵、污垢、油類和環境中常見的化學品具有最佳的抗力，因此可認定它能適用礦下環境。
2.4.2 MR511熱線型半導體氣敏元件
MR511型氣敏元件利用氣體吸附在金屬氧化物半導體表面而產生熱傳導變化及電傳導變化的原理，由白金線圈電阻值變化測定氣體濃度。MR511由檢測元件和補償元件配對組成電橋的兩個臂，遇可燃性氣體時，檢測元件的電阻減小，橋路輸出電壓變化，該電壓變化隨氣體濃度的增大而成比例增大，補償元件具有溫度補償作用。MR511除具有靈敏度高、響應恢復時間短、穩定性好特點外，還具有功耗小，抗環境溫濕度干擾能力強的優點。WSNs的節能和井下惡劣溫濕環境要求MR5111可以滿足。
3 WSNs節點設計
3.1數據採集單元
考慮到無線感測器網路節點的節能和井下惡劣的溫濕環境，為了便於數據採集，系統設計採用HIH-4000-01型測濕度感測器和MR511熱線型半導體氣體感測器。圖2、圖3分別給出其電路設計圖。
3.2數據處理單元
ATmega128L的外圍電路設計簡單，設計時注意在數字電路的電源並人多隻電容濾波。ATmega128L的工作時鍾源可以選取外部晶振、外部RC振盪器、內部RC振盪器、外部時鍾源等方式。工作時鍾源的選擇通過ATmega128L的內部熔絲位來設計。熔絲位可以通過JTAG編程、ISP編程等方式設置。ATmega128L採用7.3728 MHz和32.768 kHz兩個外部晶振。前者用作工作時鍾，後者用作實時時鍾源。
3.3數據傳輸單元
3.3.1 CC2420外圍電路設計
圖4給出數據傳輸單元的外圍電路。CC2420隻需要極少的外圍元器件。其外圍電路包括晶振時鍾電路、射頻輸入/輸出匹配電路和微控制器介面電路3部分。
射頻輸入/輸出匹配電路主要用來匹配器件的輸入輸出阻抗，使其輸入輸出阻抗為50 Ω，同時為器件內部的PA及LNA提供直流偏置。射頻輸入/輸出是高阻抗，有差別。射頻端最適合的負載是115+j180 Ω。C61、C62、C71、C81、L61組成不平衡變壓器，L62和L81匹配射頻輸入輸出到50 Ω;L61和L62同時提供功率放大器和低雜訊放大器的直流偏置。內部的T/R開關是為了切換低雜訊放大器/功率放大器。R451偏置電阻是電流基準發生器的精密電阻。CC2420本振信號既可由外部有源晶體提供，也可由內部電路提供。若由內部電路提供時，需外加晶體振盪器和兩只負載電容，電容的大小取決於晶體的頻率及輸入容抗等參數。設計採用16 MHz晶振時，其電容值約為22 pF。C381和C391是外部晶體振盪器的負載電容。片上電壓調節器提供所有內部1.8 V電源的供應。C42是電壓調節器的負載電容，用於穩定調節器。為得到最佳性能必須使用電源去耦。在應用中使用大小合適的去耦電容和功率濾波器是非常重要的。CC2420可以通過4線SPI匯流排(SI、SO、SCLK、CSn)設置器件的工作模式，並實現讀，寫緩存數據，讀/寫狀態寄存器等。通過控制FIFO和FIFOP引腳介面的狀態可設置發射/接收緩存器。
3.3.2配置IEEE 802.15.4工作模式
CC2420為IEEE 802.15.4的數據幀格式提供硬體支持。其MAC層的幀格式為：頭幀+數據幀+校驗幀;PHY層的幀格式為：同步幀+PHY頭幀+MAC幀，幀頭序列的長度可通過設置寄存器改變，採用16位CRC校驗來提高數據傳輸的可靠性。發送或接收的數據幀被送入RAM中的128位元組緩存區進行相應的幀打包和拆包操作。表1給出CC2420的四線串列SPI介面引腳功能。它是設計單片機電路的依據，充分發揮這些功能是設計無線通信產品的前提。
3.3.3 CC2420與單片機介面電路設計
圖5給出CC2420與ATmega128L單片機的介面電路。CC2420通過簡單的四線(SI、SO、SCLK、CSn)與SPI兼容串列介面配置，這時CC2420是受控的。ATmega128L的SPI介面工作在主機模式，它是SPI數據傳輸的控制方;CC2420設為從機工作方式。當ATmega128L的SPI介面設為主機工作方式時，其硬體電路不會自動控制SS引腳。因此，在SH通信時，應在SPI介面初始化，它是由程序控制SS，將其拉為低電平，此後，當把數據寫入主機的SPI數據寄存器後，主機介面將自動啟動時鍾發生器，在硬體電路的控制下，移位傳送，通過MOSI將數據移出ATmega128L，並同時從CC2420由MISO移人數據，8位數據全部移出時，兩個寄存器就實現了一次數據交換。
4結語
通過對於無線感測器網路節點中感測器元件、數據處理模塊、數據傳輸模塊和電源的選擇，設計了一種以CC2420和ATmega128L為主體的硬體方案。利用該方案設計的CC2420和ATmega128L的外圍電路以及兩者之間的介面電路。此外，還對感測器與單片機的介面電路進行設計。通過實驗驗證，設計的硬體節點基本上達到了項目要求，經調試能通過感測器正確真實地採集數據，並實現兩個無線節點(兩個電路板。AA電池供電)在30 m左右的通信、傳輸數據、並反映到終端設備。
2. 如何實現通過wifi設置節點參數
設置無線路由器網默認網關的方法如下：1、第一步，在獲知這個路由器的默認網關為192.168.1.1之後2、第二步，打開設置——網路——更改適配器選項，然後在乙太網連接的埠圖標上點擊右鍵
3. 無線區域網如何組建 無線區域網組建分析【介紹】
很多時候我們都沒有重視最基礎的組網技術，那就是要如何組建一個完整的區域網，那麼我們要進行哪些步驟的操作呢?這里就詳細說明一下。
無線區域網，是相當便利的數據傳輸系統，它利用射頻(Radio Frequency; RF)的技術，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構成的區域網絡，使得無線區域網絡能利用簡單的存取架構讓用戶透過它，達到「信息隨身化、便利走天下」的理想境界，無線區域網產業是當前整個數據通信領域發展最快的產業之一。因其具有靈活性、可移動性及較低的投資成本等優勢， 無線區域網解決方案作為傳統有線區域網絡的補充和擴展，獲得了家庭網路用戶、中小型辦公室用戶、廣大企業用戶及電信運營商的青睞，得到了快速的應用。然而在整個無線區域網中，卻有著種種問題困擾著廣大個人用戶和企業用戶。首先是該如何去組建無線區域網，這也是無線區域網中最基本的問題之一。具體來分，組建無線區域網包括組建家庭無線區域網和組建企業無線區域網。下面讓我們來看看。
無線區域網的優點：(1)靈活性和移動性。在有線網路中，網路設備的安放位置受網路位置的限制，而無線區域網在無線信號覆蓋區域內的任何一個位置都可以接入網路。無線區域網另一個最大的優點在於其移動性，連接到無線區域網的用戶可以移動且能同時與網路保持連接。(2)安裝便捷。無線區域網可以免去或最大程度地減少網路布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點設備，就可建立覆蓋整個區域的區域網絡。(3)易於進行網路規劃和調整。對於有線網路來說，辦公地點或網路拓撲的改變通常意味著重新建網。重新布線是一個昂貴、費時、浪費和瑣碎的過程，無線區域網可以避免或減少以上情況的發生。(4)故障定位容易。有線網路一旦出現物理故障，尤其是由於線路連接不良而造成的網路中斷，往往很難查明，而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網路則很容易定位故障，只需更換故障設備即可恢復網路連接。(5)易於擴展。無線區域網有多種配置方式，可以很快從只有幾個用戶的小型區域網擴展到上千用戶的大型網路，並且能夠提供節點間“漫遊”等有線網路無法實現的特性。由於無線區域網有以上諸多優點，因此其發展十分迅速。最近幾年，無線區域網已經在企業、醫院、商店、工廠和學校等場合得到了廣泛的應用。
組建家庭無線區域網
盡管現在很多家庭用戶都選擇了有線的方式來組建區域網，但同時也會受到種種限制，例如，布線會影響房間的整體設計，而且也不雅觀等。通過家庭無線區域網不僅可以解決線路布局，在實現有線網路所有功能的同時，還可以實現無線共享上網。憑借著種種優點和優勢，越來越多的用戶開始把注意力轉移到了無線區域網上，也越來越多的家庭用戶開始組建無線區域網了，但對於新手而言卻有著很多問題。下面我們將組建一個擁有兩台電腦(台式機)的家庭無線區域網。
1、選擇組網方式
家庭無線區域網的組網方式和有線區域網有一些區別，最簡單、最便捷的方式就是選擇對等網，即是以無線AP或無線路由器為中心(傳統有線區域網使用HUB或交換機)，其他計算機通過無線網卡、無線AP或無線路由器進行通信
該組網方式具有安裝方便、擴充性強、故障易排除等特點。另外，還有一種對等網方式不通過無線AP或無線路由器，直接通過無線網卡來實現數據傳輸。不過，對計算機之間的距離、網路設置要求較高，相對麻煩。
2、硬體安裝
下面，我們以TP-LINK TL-WR245 1.0無線寬頻路由器、TP-LINK TL-WN250 2.2無線網卡(PCI介面)為例。 關閉電腦，打開主機箱，將無線網卡插入主板閑置的PCI插槽中，重新啟動。在重新進入Windows XP系統後，系統提示“發現新硬體”並試圖自動安裝網卡驅動程序，並會打開“找到新的硬體向導”對話框讓用戶進行手工安裝。點擊“自動安裝軟體”選項，將隨網卡附帶的驅動程序盤插入光碟機，並點擊“下一步”按鈕，這樣就可以進行驅動程序的安裝。點擊“完成”按鈕即可。打開“設備管理器”對話框，我們可以看到“網路適配器”中已經有了安裝的無線網卡。 在成功安裝無線網卡之後，在Windows XP系統任務欄中會出現一個連接圖標(在“網路連接”窗口中還會增加“無線網路連接”圖標)，右鍵點擊該圖標，選擇“查看可用的無線連接”命令，在出現的對話框中會顯示搜索到的可用無線網路，選中該網路，點擊“連接”按鈕即可連接到該無線網路中。
接著，在室內選擇一個合適位置擺放無線路由器，接通電源即可。為了保證以後能無線上網，需要擺放在離Internet網路入口比較近的地方。另外，我們需要注意無線路由器與安裝了無線網卡計算機之間的距離，因為無線信號會受到距離、穿牆等性能影響，距離過長會影響接收信號和數據傳輸速度，最好保證在30米以內。
3、設置網路環境
安裝好硬體後，我們還需要分別給無線AP或無線路由器以及對應的無線客戶端進行設置。
(1)設置無線路由器
在配置無線路由器(無線路由器是帶有無線覆蓋功能的路由器，它主要應用於用戶上網和無線覆蓋。市場上流行的無線路由器一般都支持專線xdsl/ cable，動態xdsl，pptp四種接入方式，它還具有其它一些網路管理的功能，如dhcp服務、nat防火牆、mac地址過濾等等功能)之前，首先要認真閱讀隨產品附送的《用戶手冊》，從中了解到默認的管理IP地址以及訪問密碼。例如，我們這款無線路由器默認的管理IP地址為192.168.1.1，訪問密碼為admin. 連接到無線網路後，打開IE瀏覽器，在地址框中輸入192.168.1.1，再輸入登錄用戶名和密碼(用戶名默認為空)，點擊“確定”按鈕打開路由器設置頁面。然後在左側窗口點擊“基本設置”鏈接，在右側的窗口中設置IP地址，默認為192.168.1.1;在“無線設置”選項組中保證選擇“允許”，在“SSID”選項中可以設置無線區域網的名稱，在“頻道”選項中選擇默認的數字即可;在“WEP”選項中可以選擇是否啟用密鑰，默認選擇禁用。
提示：SSID即Service Set Identifier，也可以縮寫為ESSID，表示無線AP或無線路由的標識字元，其實就是無線區域網的名稱。該標識主要用來區分不同的無線網路，最多可以由32個字元組成，例如，wireless.
我們使用的這款無線寬頻路由器支持DHCP伺服器功能，通過DHCP伺服器可以自動給無線區域網中的所有計算機自動分配IP地址，這樣就不需要手動設置IP地址，也避免出現IP地址沖突。具體的設置方法如下：同樣，打開路由器設置頁面，在左側窗口中點擊“DHCP設置”鏈接，然後在右側窗口中的“動態IP地址”選項中選擇“允許”選項，表示為區域網啟用 DHCP伺服器。默認情況下“起始IP地址”為192.168.1.100，這樣第一台連接到無線網路的計算機IP地址為192.168.1.100、第二台是192.168.1.101……你還可以手動更改起始IP地址最後的數字，還可以設定用戶數(默認50)。最後點擊“應用”按鈕。
提示：通過啟用無線路由器的DHCP伺服器功能，在無線區域網中任何一台計算機的IP地址就需要設置為自動獲取IP地址，讓DHCP伺服器自動分配IP地址。
(2)無線客戶端設置
無線客戶端接入無線AP或無線路由的配置基本相同，通常情況下，只需選擇無線網路，設置SSID和加密方式即可。
設置完無線路由器後，下面還需要對安裝了無線網卡的客戶端進行設置。
在客戶端計算機中，右鍵點擊系統任務欄無線連接圖標，選擇“查看可用的無線連接”命令，在打開的對話框中點擊“高級”按鈕，在打開的對話框中點擊“無線網路配置”選項卡，點擊“高級”按鈕，在出現的對話框中選擇“僅訪問點(結構)網路”或“任何可用的網路(首選訪問點)”選項，點擊“關閉”按鈕即可。
提示：在Windows 98/2000系統中不能進行無線網卡的配置，所以在安裝完無線網卡後還需要安裝隨網卡附帶的客戶端軟體，通過該軟體來配置網路。
另外，為了保證無線區域網中的計算機順利實現共享、進行互訪，應該統一區域網中的所有計算機的工作組名稱。
右鍵點擊“我的電腦”，選擇“屬性”命令，打開“系統屬性”對話框。點擊“計算機名”選項卡，點擊“更改”按鈕，在出現的對話框中輸入新的計算機名和工作組名稱，輸入完畢點擊“確定”按鈕。
注意：網路環境中，必須保證工作組名稱相同，例如，Workgroup，而每台計算機名則可以不同。
重新啟動計算機後，打開“網上鄰居”，點擊“網路任務”任務窗格中的“查看工作組計算機”鏈接就可以看到無線區域網中的其他計算機名稱了。以後，還可以在每一台計算機中設置共享文件夾，實現無線區域網中的文件的共享;設置共享列印機和傳真機，實現無線區域網中的共享列印和傳真等操作。無線區域網的發展十分迅速，最近幾年，無線區域網已經在企業、醫院、商店、工廠和學校等場合得到了廣泛的應用。正是因為具有抗干擾能力、使用距離范圍、頻寬大小、及傳輸資料的大小等優點，相信在今後能擴展到任何領域。
4. 設計無線感測器網路的節點部署方案時必須考慮哪些問題
設計無線感測器網路節點需要遵循以下幾個主要的原則。
（1）微型化與低成本
由於無線感測器網路節點數量大，只有實現節點的微型化與低成本才有可能大規模部署與應用。因此節點的微型化與低成本一直是研究人員追求的主要目標之一。對於目標跟蹤與位置服務一類的應用來說，部署的無線感測器節點越密，定位精度就越高。對於醫療監控類的應用來說，微型節點容易被穿戴。實現節點的微型化與低成本需要考慮硬體與軟體兩個方面的因素，而關鍵是研製專用的片上系統（System on Chip，SoC）晶元。對於傳統的個人計算機，內存2GB、硬碟100GB已經是常見的配置，而一個典型的無線感測器節點的內存只有4kB、程序存儲空間只有10kB。正是因為感測器節點硬體配置的限制，所以節點的操作系統、應用軟體結構的設計與軟體編程都必須注意節約計算資源，不能夠超出節點硬體可能支持的范圍。
（2）低功耗
感測器節點在使用過程中受到電池能量的限制。在實際應用中，通常要求感測器節點數量很多，但是每個節點的體積很小，攜帶的電池能量十分有限。同時，由於無線感測器網路的節點數量多、成本低廉、部署區域的環境復雜，有些區域甚至人員不能到達，因此感測器節點通過更換電池來補充能源是不現實的。如何高效使用有限的電池能量，來最大化網路生命周期是無線感測器網路面臨的最大的挑戰。
感測器節點消耗能量的模塊包括：感測器模塊、處理器模塊和無線通信模塊。隨著集成電路工藝的進步，處理器和感測器模塊的功耗變得很低。圖2-43給出了感測器節點各部分能量消耗情況。從圖中可以看出，感測器節點能量的絕大部分消耗在無線通信模塊。感測器節點發送信息消耗的電能比計算更大，傳輸1bit信號到相距100m的其他節點需要的能量相當於執行3000條計算指令消耗的能量。
圖2-43感測器節點各部分能量消耗情況無線通信模塊存在四種狀態：發送、接收、空閑和休眠。無線通信模塊在空閑狀態一直監聽無線信道的使用情況，檢查是否有數據發送給自己，而在休眠狀態則關閉通信模塊。從圖中可以看到，無線通信模塊在發送狀態的能量消耗最大；在空閑狀態和接收狀態的能量消耗接近，但略少於發送狀態的能量消耗；在休眠狀態的能量消耗最少。為讓網路通信更有效率，必須減少不必要的轉發和接收，不需要通信時盡快進入休眠狀態，這是設計無線感測器網路協議時需要重點考慮的問題。
（3）靈活性與可擴展性
無線感測器網路節點的靈活性與可擴展性表現在適應不同的應用系統，或部署在不同的應用場景中。例如，感測器節點可以用於森林防火的無線感測器網路中，也可以用於天然氣管道安全監控的無線感測器網路中；可以用於沙漠乾旱環境下天然氣管道安全監控，也可以用於沼澤地潮濕環境的安全監控；可以適應單一聲音感測器精確位置測量的應用，也可以適應溫度、濕度與聲音等多種感測器的應用；節點可以按照不同的應用需求，將不同的功能模塊自由配置到系統中，而不需重新設計新的感測器節點；節點的硬體設計必須考慮提供的外部介面，可以方便地在現有的節點上直接接入新的感測器。軟體設計必須考慮到可裁剪，可以方便地擴充功能，可以通過網路自動更新應用軟體。
（4）魯棒性
普通的計算機或PDA、智能手機可以通過經常性的人機交互來保證系統的正常運行。而無線感測器節點與傳統信息設備最大的區別是無人值守，一旦大量無線感測器節點被飛機拋灑或人工安置後，就需要獨立運行。即使是用於醫療健康的可穿戴節點，也需要獨立工作，使用者無法與其交互。對於普通的計算機，如果出現故障，人們可以通過重啟來恢復系統的工作狀態。而在無線感測器網路的設計中，如果一個節點崩潰，那麼剩餘的節點將按照自組網的思路，重新組成具有新拓撲的自組網。當剩餘的節點不能夠組成新的網路時，這個無線感測器網路就失效了。因此感測器節點的魯棒性是實現無線感測器網路長時間工作重要的保證。更多http://www.big-bit.com/news/list-75.html
5. 無線感測器網路節點硬體的模塊化設計
無線感測器網路節點硬體的模塊化設計
隨著人們對於環境監測要求的不斷提高，無線感測器網路技術以其投資成本低、架設方便、可靠性高的性能優勢得到了比較廣泛的應用。由於無線感測器網路節點需要實現採集、處理、通信等多個功能，因此硬體上採用模塊化設計可以大大提高網路節點的穩定性和安全性。那麼下面我就來討論一下無線感測器網路節點硬體的模塊化設計。
1 CC2430晶元簡介
CC2430是一款工作在2.4 GHz免費頻段上，支持IEEE 802.15.4標準的無線收發晶元。該晶元具有很高的集成度，體積小功耗低。單個晶元上整合了ZigBee射頻(RF)前端、內存和微控制器。CC2430擁有1個8位MCU(8051)，8 KB的RAM，32 KB、64 KB或128 KB的Flash，還包含模擬數字轉換器(ADC)，4個定時器(Timer)，AESl28協處理器，看門狗定時器(Watchdog-timer)，32.768 kHz晶振的休眠模式定時器，上電復位電路(Power-on-Reset)，掉電檢測電(Brown-out-Detection)，以及21個可編程I/O介面。
CC2430晶元採用0.18μm CMOS工藝生產，工作時的電流損耗為27 mA;在接收和發射模式下，電流損耗分別為26.7 mA和26.9 mA;休眠時電流為O.5 μA。CC2430的休眠模式和轉換到主動模式的超短時間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。
2 無線感測器網路系統結構
整個無線感測器網路由若干採集節點、1個匯聚節點、1個中轉器、1個上位機控制中心組成，系統結構如圖1所示。無線感測器網路採集節點完成數據採集、預處理和通信工作;匯聚節點負責網路的發起和維護，收集並上傳數據，將中轉器下發的命令通告採集節點;中轉器負責上傳收集到的數據並將控制中心發出的命令信息傳遞給匯聚節點;控制中心負責處理最終上傳數據，並且可以由用戶下達網路的操作命令。
採集節點和匯聚節點由CC2430作為控制核心，採集節點可採集並傳遞數據，匯聚節點負責收集所有採集節點採集到的數據。中轉器採用ARM處理器作為控制核心，和匯聚節點採用串口通信，以GPRS通信方式和上位機控制中心進行交互。上位機控制中心實現人機交互，可以處理、顯示上傳的數據並且可以直接由客戶下達網路動作執行命令。
3 節點模塊化設計
匯聚節點和採集節點在硬體配置上基本相同，採用模塊化設計使得設計通用性更好。
每個節點主要由控制模塊、無線模塊、採集模塊、電源模塊4部分構成。
3.1 控制模塊
控制模塊主要由CC2430及其外圍電路構成，完成對採集數據的處理、存儲以及收發工作，並對電源模塊進行管理。晶元CC2430包括21個可編程I/0口，其中8路A/D介面，可滿足多路感測器的採集、處理需求。CC2430自帶了一個復位介面，外接一個復位按鍵可以實現硬體初始化系統。32 MHz晶振提供系統時鍾，32.768 kHz晶振供系統休眠時使用。
節點選用晶元FM25L256作為存儲設備，這是一款256 Kb鐵電存儲器，其SPI介面頻率高達25 MHz，低功耗運行以及10年的數據保持力保證了節點數據存儲的低成本以及可靠性。
3.2 無線模塊
無線模塊負責節點間數據和命令的傳輸，因此，合理設計無線模塊是節點穩定、高效通信的重要保證。
TI公司提供了一個適用於CC2430的微帶巴倫電路，這個設計把無線電RF引腳差分信號的阻抗轉換為單端50 Ω。由於該電路直接影響節點的通信質量，在使用前必須對其進行模擬驗證。設計中選用ADS模擬軟體進行模擬，採用了版圖和原理圖的聯合模擬方法。模擬電路圖如圖5所示，微帶電路為TI提供的微帶巴倫電路，分立元件均選自村田公司元件庫內的模型，嚴格保證了模擬數據的`真實性和可靠性。巴倫電路在工作頻段內(2.400～2.4835 GHz)信號傳輸特性高效、穩定。
3.3 採集模塊
採集模塊負責採集數據並調理數據信號。本設計中，監測的是土壤的溫度和濕度數據，採用的感測器是PTWD-3A型土壤溫度感測器以及TDR-3型土壤水分感測器。
PTWD-3A型土壤溫度感測器採用精密鉑電阻作為感應部件，其阻值隨溫度變化而變化。為了准確地進行測量，採用四線法測量電阻原理，將電阻信號調理成CC2430晶元A/D通道能采樣的電壓信號。由P354運算放大器、高精度精密貼片電阻以及2.5 V電源構成10 mA恆流源。10 mA的電流環流經感測器電阻R1、R2將電阻信號轉換成為電壓信號，由差分放大器LT1991一倍增益將信號轉換為單端輸出送入CC2430晶元的ADC通道進行采樣。
TDR-3型土壤水分感測器輸出信號即為電壓信號。感測器輸出信號通過P354運算放大器送入CC2430晶元的ADC通道進行采樣。
3.4 電源模塊
電源模塊負責調理電壓、分配能量，分為充電管理模塊、雙電源切換管理模塊、電壓轉換模塊3個模塊。本設計中採用額定電壓12 V、電容量3 Ah的鉛酸電池供電。
作為環境監測的無線感測器網路應用，節點需要在野外無人看守的情況下進行工作，能量補給是系統持續工作的重要保證。本設計採用太陽能電池板為節點在野外工作時進行電能的補給，充電管理模塊則是根據日照情況以及電池能量狀態對鉛酸電池進行合理、有效的充電。光電耦合器TLP521-100和場效應管Q共同構成了充電模塊的開關電路，可以由CC2430晶元的I/0口很方便地進行控制。
在太陽能電池板對電池充電時，電池不能對系統進行供電，因此設計中採用了雙電源供電方式，保持“一充一供”的工作狀態，雙電源切換管理模塊負責電源的安全、快速切換。如圖10所示，採用了兩個開關電路對兩塊電源進行切換。
在電源進行切換時，總是先打開處於閑置狀態的電源，再關閉正在為系統供電的電源，因此會在一段短暫的時間內同時有兩個電源對系統供電，這是為了防止系統出現掉電情況。
電源模塊需提供5 V、3.3 V、2.5 V等多組電源以滿足節點各模塊的供能需求。由於系統電源組較多，電壓轉換模塊採用了開關型降壓穩壓器以及低壓差線性穩壓器等多種電壓轉換晶元來對電源進行電壓轉換，同時要確保電源模塊供能的高效性。
結語
節點的設計對整個無線感測器網路系統至關重要。本設計採用了功能強大的射頻晶元CC2430作為核心管理晶元，能較好地完成數據採集、分析、傳輸等多個功能。硬體的模塊化設計大大加強了節點的穩定性、可靠性和通用性，在野外無人值守的情況下無線感測器網路系統可以長期、穩定地進行環境方面的監測。
;6. 低功耗無線感測節點設計論文
S-MAC協議
S-MAC(Sensor-MAC)協議是較早的針對WSN的一種MAC協議，他是在802.11MAC的基礎上，採用下面介紹的多種機制來減少了節點能量的消耗。固定周期性的偵聽和睡眠：為了減少能量的消耗，感測器節點要盡量處於低功耗的睡眠狀態。S-MAC協議採用了低占空比的周期性睡眠／偵聽。為了使得S-MAC協議具有良好的擴展性，在覆蓋網路中形成眾多不同的虛擬簇。
消息傳遞技術：對於無線信道，傳輸差錯與包長度成正比，短包成功傳輸的概率要大於長包。在S-MAC協議中消息傳遞技術將長消息分成若干短包，利用RTS／CTS握手機制，一次性發送整個長消息，這樣既提高發送成功率，有減少了控制消息。流量自適應偵聽機制：感測器節點在與鄰居節點通信結束後並不立即進入睡眠狀態，而保持偵聽一段時間，採用流量自適應偵聽機制，減少了網路中的傳輸延遲。
S-MAC協議與IEEE802.11 MAC相比，在節能方面有了很大的改善。但睡眠機制的引入，使得網路的傳輸延遲增加，吞吐量下降。針對S-MAC協議存在的不足，研究人員對其進行了改進，提出了一種帶有自適應睡眠的S-MAC協議。
3.3.2 LMAC協議
LMAC協議使用時分多址 (TDMA)機制,時間被分成若干個時隙, 節點在傳送數據時不需要競爭信道，可以避免傳輸碰撞造成的能量損耗。節點只能指派一個控制時隙，在時隙期間,節點總是會傳送一條信息，此信息包含兩部分：控制信息和數據單元。由於一個時隙只能被一個節點控制, 所以節點可以無沖突的進行通訊。
3.3.3 T-MAC協議
T-MAC(Timeout-MAC)協議與自適應睡眠的S-MAC協議基本思想大體相同。數據傳輸仍然採用RTS／CTS／DATA／ACK的4次握手機制，不同的是在節點活動的時隙內插入了一個TA(Time Active)時隙，若TA時隙之間沒有任何時間發生，則活動結束進入睡眠狀態。TA的取值對於T-MAC協議性能至關重要，其約束條件為：TA=m(C+R+T)，m>1，其中C為競爭信道時間，R為發送RTS分組的時間，T為RTS分組結束到發出CTS分組開始的時間。在模擬的時候，一般選取m=1.5，即：TA=1.5×(C+R+T)。
T-MAC協議雖然能根據當前網路的動態變化，通過提前結束活動周期來減少空閑偵聽提高能效，但帶來了「早睡」問題。所謂早睡問題是指在多個感測器節點向一個或少數幾個匯聚節點發送數據時，由於節點在當前TA沒有收到激活事件，過早進入睡眠，沒有監測到接下來的數據包，導致網路延遲。為解決這個問題，提出了未來清除發送和滿緩沖區優先兩個方法。
基於競爭的MAC協議通常很難提供實時性保證，而且由於沖突的存在，浪費了能量。基於競爭的協議在有些應用場合(比如主要考慮節能而不太關心時延的可預測性時)有較大的應用，基於競爭的協議需要解決的是提供一個實時性的統計上界。根據這類協議的分布式和隨機的補償特性，基於競爭的協議沒有確切的保證不同節點的數據包的優先順序。因此，有必要限制優先順序倒置的概率以建立統計上的端到端的時延保證。
3.3.4 Wise-MAC協議
Wise - MAC協議在非堅持CSMA協議的基礎上，採用前導碼采樣技術控制節點處於空閑偵聽狀態時的能量消耗。與S-MAC和T-MAC協議相比，節能效果非常顯著。
無線信道在傳輸過程中經常出現錯誤，所以需要鏈路層的確認機制來恢復丟失的數據包。Wise-MAC協議的ACK數據幀不僅用來對接收到的數據包進行確認，還會通知其他鄰居節點到下一次采樣的剩餘時間。通過這種方式，每個節點不斷更新相鄰節點的采樣時間偏移表。利用這些信息，每個節點可以選擇恰當的時間，使用最小長度的喚醒前導碼向目的節點發送數據。
Wise-MAC協議可以很好地適應網路流量變化，他是和WISENET超級功耗SoC晶元結合設計的。Wise-MAC協議的采樣同步機制會帶來數據包沖突的問題，也會由於節點學要存儲相鄰節點的信道偵聽時間，會佔用寶貴的存儲空間，增加協議實現的復雜度，尤其是在節點密度較高的網路內這個問題尤為突出。
3.3.5 DMAC協議
數據採集樹是無線感測器網路的一種重要的通信模式，DMAC協議就是針對這種數據採集樹而提出的，目標是減少網路的能量消耗和減少數據的傳輸延遲。DMAC協議採用不同深度節點之間的接收發送／睡眠的交錯調度機制。將節點周期劃分為接收、發送和睡眠時隙，數據能沿著多跳路徑連續地從數據源節點傳送到匯聚節點，減少睡眠帶來的傳輸延遲。
3.3.6 Z-MAC協議
綜合CSMA和TDMA二者各自的優點，由RHEE 等在2005年提出了一種混合機制的Z-MAC協議。
Z-MAC將信道使用物化為時間幀的同時，使用CSMA作為基本機制，時隙的佔有者只是有數據發送的優先權，其他節點也可以在該時隙發送信息幀，當節點之間產生碰撞之後，時隙佔有者的回退時間短，從而真正獲得時隙的信道使用權。Z-MAC使用競爭狀態標示來轉換MAC機制，節點在ACK重復丟失和碰撞回退頻繁的情況下，將由低競爭狀態轉為高競爭狀態，由CSMA機制轉為TDMA機制。因而可以說，Z-MAC在較低網路負載下，類似CSMA，在網路進入高競爭的信道狀態之後，類似TDMA。
Z-MAC並不需要精確的時間同步，有著較好的信道利用率和網路擴展性。協議達到即時的適應網路負載的變化的同時，TDMA和CSMA機制的同步和互換會產生較大的能量耗損和網路延遲問題。
7. 家用無線區域網的組建
摘要
家庭一般都是撥號上網，只有一個人能用網路資源，家裡的其他成員就不能用網路資源，為了讓每個成員都能用網路資源，所以就去買了無線路由器，組建家庭無線區域網，這樣家裡人也不用為了沒網而爭吵，還能同時上網看電視、玩游戲、聊天，從而解決了家庭成員爭搶網路用的問題，向全家庭提供高效、優質、規范、透明和全方位的服務，每一個家庭成員都能愉快的上網了，還節省了網線的成本，不需要用交換機了，其它電腦也可以用無線網，這就是我要組建無線區域網的原因，這點也體現無線區域網的作用、價值。
【關鍵字】
56K Modem、無線接入站、無線AP、無線路路由器
1.無線區域網的概述
無線區域網( WLAN)技術於20世紀90年代逐步成熟並投入商用，既可以作傳統有線網路的延伸，在某些環境也可以替代傳統的有線網路。無線區域網具有以下顯著特點：簡易性：WLAN網橋傳輸系統的安裝快速簡單，可極大的減少敷設管道及布線等繁瑣工作；靈活性：無線技術使得WLAN設備可以靈活的進行安裝並調整位置，使無線網路達到有線網路不易覆蓋的區域；綜合成本較低：一方面WLAN網路減少了布線的費用，另一方面在需要頻繁移動和變化的動態環境中，無線區域網技術可以更好地保護已有投資。同時，由於WLAN技術本身就是面向數據通信領域的IP傳輸技術，因此可直接通過百兆白適應網口和企業、學校內部Intranet相連，從體系結構上節省了協議轉換器等相關設備；擴展能力強：WLAN網橋系統支持多種拓撲結構及平滑擴容，可以十分容易地從小容量傳輸系統平滑擴展為中等容量傳輸系統。
無線區域網，也被稱為WLAN(Wireless LAN) ，一般用於寬頻家庭，大樓內部以及園區內部，典型距離覆蓋幾十米至幾百米，目前採用的技術主要是802.11a/b/g系列。WLAN利用無線技術在空中傳輸數據、話音和視頻信，作為傳統布線網路的一種替代方案或延伸，無線區域網把個人從辦公桌邊解放了出來，使他們可以隨時隨地獲取信息，提高了員工的辦公效率。
2.無線域網的特點
獨一無二的特徵。無線區域網是利用電磁波發送和接受數據的非線纜介質型局部區域網路。無線區域網的數據傳輸速率現在已達到108Mbps, 傳輸距離可達20km 以上。它是對有線組網方式的補充和擴展, 實現了網路內計算機的便攜性和可移動性。
便捷的安裝。通常有線網路的布線施工工程在網路建設中施工周期較長、對周邊環境影響較大, 而無線區域網則避免或減少了網路布線的工作量, 一般只要安裝一個或多個接入點( Access Point ) 設備, 就可以建立覆蓋整個建築或地區的區域網絡。由於不需要布線，消除了穿牆或過天花板布線的繁瑣工作，因此安裝容易，建網時間可大大縮短。
靈活使用。有線網路中設備的安放位置受網路信息點位置的限制, 而無線區域網在信號覆蓋區域內任何一個位置都可以接入網路。由於沒有線纜的限制，戶可以在不同的地方移動工作，網路用戶不管在任何地方都可以實時地訪問信息。
節約成本。求網路規劃盡可能地考慮未來發展的需要, 缺少靈活性, 不可避免地導致預設大量利用率較低的信息點, 一旦網路的發展超出了設計要求,就需要花費較多費用進行網路改造, 而無線區域網技術可以避免或減少這種現象。這種優勢體現在用戶網路需要租用大量的電信專線進行通信的時候，自行組建的WLAN會為用戶節約大量的租用費用。在需要頻繁移動和變化的動態環境中，無線區域網的投資更有回報。
擴展容易。能夠根據需要進行靈活、多樣的配置, 能夠勝任從只有幾個用戶的小型區域網擴展到上千用戶的大型網路。
可以實現安全。內部網路可以不允許任何來自內網、外網的安全威脅。WEP的設定為手工配置到AP和無線網卡中，管理員同時要將密碼通知所有的用戶，實現密鑰共享。如果要更換WEP密碼，則需要重復上面的過程。
3.無線區域網的理論基礎
目前，無線區域網採用的傳輸媒體主要有兩種，即紅外線和無線電波。按照不同的調制方式，採用無線電波作為傳輸媒體的無線區域網又可分為擴頻方式與窄帶調制方式。
紅外線（Infrared Rays，IR）區域網。採用紅外線通信方式與無線電波方式相比，可以提供極高的數據速率，有較高的安全性，且設備相對便宜而且簡單。但由於紅外線對障礙物的透射和繞射能力很差，使得傳輸距離和覆蓋范圍都受到很大限制，通常IR區域網的覆蓋范圍只限制在一間房屋內。
擴頻（Spread Spectrum，SS）區域網。擴頻技術主要分為跳頻技術（FHSS）和直接序列擴頻（DSSS）兩種方式。所謂直接序列擴頻，就是用高速率的擴頻序列在發射端擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號還原成原來的信號。而跳頻技術與直序擴頻技術不同，跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制，其頻率按隨機規律不斷改變。接收端的頻率也按隨機規律變化，並保持與發射端的變化規律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能，跳頻越高，抗干擾性能越好，軍用的跳頻系統可達到每秒上萬跳。
窄帶微波區域網。這種區域網使用微波無線電頻帶來傳輸數據，其帶寬剛好能容納信號。但這種網路產品通常需要申請無線電頻譜執照，其它方式則可使用無需執照的ISM頻帶。
無線區域網的不足之處
性能：無線區域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射，而建築物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網路的性能。
速率：無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前，無線區域網的最大傳輸速率為54Mbit/s，只適合於個人終端和小規模網路應用。
安全性：本質上無線電波不要求建立物理的連接通道，無線信號是發散的。從理論上講，很容易監聽到無線電波廣播范圍內的任何信號，造成通信信息泄漏。
4.無線網路協議
總路線型區域網在MAC層的標准協議是CSMA/CD，即載波偵聽多點接入/沖突檢測。但由於無線產品的適配器不易檢測信道是否存在沖突。
IEEE802.11全新定義了一種新協議，即載波偵聽多點接入/避免沖撞（CSMA/CA）。 一方面，載波偵聽查看介質是否空閑；另一方面，通過隨機的時間等待，使信號沖突發生的概率減到最小，當介質被偵聽到空閑時，則優先發送。
5.硬體設備
無線網橋(無線接入點，Access Point)：可支持65個用戶同時運行。距離可達100米(328英尺)，速度可達11 Mbps。該速度要比上一代無線區域網產品快5倍多，相當於標准線纜以太區域網的速度。產品有：WP-2001 無線網橋、WP-2001B 無線網橋(內建橋接器)。
無線網卡：無論筆記本電腦或是桌面計算機在什麼位置，你都可以即時、安全地與任何經Wi-Fi驗證的設備或網路連接。無論何時何地，在你需要時都可獲得與有線網路相同的性能。這里有多種介面的無線網卡供選擇，有適用於台式機的PCI介面的：WMP11 PCI無線網卡，有適用筆記本的PCMCIA介面的：WN-1011P PCMCIA無線網卡、WPC11 PCMCIA無線網卡、A2424-2A PCMCIA無線網卡，有筆記本和台式機均適用的USB介面的：WN-1011U USB無線網卡、WUSB11 USB無線網卡、WL1200 USB無線網卡。
無線路由器：有線路由器集成無線網橋的功能，合二為一(即有線路由器＋AP)。既能實現寬頻接入共享，又能輕松擁有無線區域網的功能。產品有：WA-2204無線路由器、BEFW11S4無線路由器、FR3002AL無線路由器。
天線：Antenna一般稱為天線。此天線與一般電視、大哥大所用的天線不同，其原因是因為頻率不同所致。WLAN所用的頻率為較高的2.4GHz頻段，其天線功能是將Source(信號源)信號藉由天線本身的特性而傳送至遠處，至於能傳多遠，一般除了考慮Source的Output Power(輸出功率)強度之外，其另一重要因素是天線本身的dB值即增益值。dB值愈高，相對所能傳達之距離也更遠。通常每增加6dB則傳輸數據之距離可增加一倍。一般天線有所謂指向性Uni-directional與全向性Omni-direction兩種，前者較適合於長距離使用，而後者則較適合區域性之應用。
無線HUB：既是無線工作站之間相互通信的橋梁和紐帶，同時又是無線工作站進入有線乙太網的訪問點。它負責管理其覆蓋區域(無線單元)內的信息流量。覆蓋彼此交疊區域的一組無線HUB，能夠支持無線工作站在大范圍內的連續漫遊功能，同時又能始終保持網路連接，這與蜂窩式移動通信的方式非常相似。另外，在同一地點放置多個無線HUB，可以實現更高的總體吞吐量。
STA(Station,工作站)：是一個配備了無線網路設備的網路節點。具有無線網路適配器的個人計算機稱為無線客戶端。無線客戶端能夠直接相互通信或通過AP進行通信。
Wireless LAN Card (無線網卡)：一般有PCMCIA、USB、PCI等幾種，主要有用於便攜機的PCMCIA無線網卡，和用於台式機的USB無線終端安裝到PC上。
AP（Access Point 無線接入點）：AP相當於基站，主要作用將無線網路接入乙太網，其次要將各無線網路客戶端連接到一起，相當於乙太網集線器，使裝有無線網卡的PC，通過AP共享有線區域網絡甚至廣域網路的資源，一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個無線用戶。
Wireless Bridge (無線橋接器)：主要是用來進行長距離傳輸（如兩棟大樓間連接）時使用，由AP和高增益定向天線組成。無線區域網AP天線可選擇定向型（Uni-diretcion）和全向型（Omni-direction）兩種。
6.拓撲結構
網橋連接型：不同的區域網之間互連時，由於物理上的原因，若採取有線方式不方便，則可利用無線網橋的方式實現二者的點對點連接，無線網橋不僅提供二者之間的物理與數據鏈路層的連接，還為兩個網的用戶提供較高層的路由與協議轉換。
基站接入型：當採用移動蜂窩通信網接入方式組建無線區域網時，各站點之間的通信是通過基站接入、數據交換方式來實現互連的。各移動站不僅可以通過交換中心自行組網，還可以通過廣域網與遠地站點組建自己的工作網路。
HUB接入型：利用無線Hub可以組建星型結構的無線區域網，具有與有線Hub組網方式相類似的優點。在該結構基礎上的WLAN，可採用類似於交換型乙太網的工作方式，要求Hub具有簡單的網內交換功能。
無中心結構：要求網中任意兩個站點均可直接通信。此結構的無線區域網一般使用公用廣播信道，MAC層採用CSMA類型的多址接入協議。
二、家用無線區域網組建
(一) 選擇組網方式
1.無線AP
家庭無線區域網的組網方式和有線區域網有一些區別，最簡單、最便捷的方式就是選擇對等網，即是以無線AP或無線路由器為中心(傳統有線區域網使用HUB或交換機)，其他計算機通過無線網卡、無線AP或無線路由器進行通信。
無線AP的加入，則豐富了組網的方式，並在功能及性能上滿足了家庭無線組網的各種需求。技術的發展，令AP已不再是單純的連接「有線」與「無線」的橋梁。帶有各種附加功能的產品層出不窮，這就給目前多種多樣的家庭寬頻接入方式提供了有力的支持。下面就從上網類型入手，來看看家庭無線區域網的組網方案。
2.普通電話線撥號上網
如果家庭採用的是56K Modem的撥號上網方式，無線區域網的組建必須依靠兩台以上裝備了無線網卡的計算機才能完成（如圖3，因為目前還沒有自帶普通Modem撥號功能的無線AP產品）。其中一台計算機充當網關，用來撥號。其他的計算機則通過接收無線信號來達到「無線」的目的。在這種方式下，如果計算機的數量只有2台，無線AP可以省略，兩台計算機的無線網卡直接相連即可連通區域網。當然，網路的共享還需在接入Internet的那台計算機上安裝WinGate等網關類軟體。
(二)硬體安裝
我們設置TP-LINK TL-WR245 1.0無線寬頻路由器、TP-LINK TL-WN250 2.2無線網卡(PCI介面。 關閉電腦，打開主機箱，將無線網卡插入主板閑置的PCI插槽中，重新啟動。在重新進入Windows XP系統後，系統提示「發現新硬體」並試圖自動安裝網卡驅動程序，並會打開「找到新的硬體向導」對話框讓用戶進行手工安裝。點擊「自動安裝軟體」選項，將隨網卡附帶的驅動程序盤插入光碟機，並點擊「下一步」按鈕，這樣就可以進行驅動程序的安裝。點擊「完成」按鈕即可。打開「設備管理器」對話框，我們可以看到「網路適配器」中已經有了安裝的無線網卡。 在成功安裝無線網卡之後，在Windows XP系統任務欄中會出現一個連接圖標(在「網路連接」窗口中還會增加「無線網路連接」圖標)，右鍵點擊該圖標，選擇「查看可用的無線連接」命令，在出現的對話框中會顯示搜索到的可用無線網路，選中該網路，點擊「連接」按鈕即可連接到該無線網路中。
接著，在室內選擇一個合適位置擺放無線路由器，接通電源即可。為了保證以後能無線上網，需要擺放在離Internet網路入口比較近的地方。另外，我們需要注意無線路由器與安裝了無線網卡計算機之間的距離，因為無線信號會受到距離、穿牆等性能影響，距離過長會影響接收信號和數據傳輸速度，最好保證在30米以內。
1.設置無線路由器
在配置無線路由器之前，首先要認真閱讀隨產品附送的《用戶手冊》，從中了解到默認的管理IP地址以及訪問密碼。例如，我們這款無線路由器默認的管理IP地址為192.168.1.1，訪問密碼為admin. 連接到無線網路後，打開IE瀏覽器，在地址框中輸入192.168.1.1，再輸入登錄用戶名和密碼(用戶名默認為空)，點擊「確定」按鈕打開路由器設置頁面。然後在左側窗口點擊「基本設置」鏈接，在右側的窗口中設置IP地址，默認為192.168.1.1;在「無線設置」選項組中保證選擇「允許」，在「SSID」選項中可以設置無線區域網的名稱，在「頻道」選項中選擇默認的數字即可;在「WEP」選項中可以選擇是否啟用密鑰，默認選擇禁用。
2.無線客戶端設置
設置完無線路由器後，下面還需要對安裝了無線網卡的客戶端進行設置。
第一步：在客戶端計算機中，右鍵點擊系統任務欄無線連接圖標，選擇「查看可用的無線連接」命令，在打開的對話框中點擊「高級」按鈕，在打開的對話框中點擊「無線網路配置」選項卡，點擊「高級」按鈕，在出現的對話框中選擇「僅訪問點(結構)網路」或「任何可用的網路(首選訪問點)」選項，點擊「關閉」按鈕即可。
第二步：為了保證無線區域網中的計算機順利實現共享、進行互訪，應該統一區域網中的所有計算機的工作組名稱。
第三步：右鍵點擊「我的電腦」，選擇「屬性」命令，打開「系統屬性」對話框。點擊「計算機名」選項卡，點擊「更改」按鈕，在出現的對話框中輸入新的計算機名和工作組名稱，輸入完畢點擊「確定」按鈕。
第四步：重新啟動計算機後，打開「網上鄰居」，點擊「網路任務」任務窗格中的「查看工作組計算機」鏈接就可以看到無線區域網中的其他計算機名稱了。以後，還可以在每一台計算機中設置共享文件夾，實現無線區域網中的文件的共享;設置共享列印機和傳真機，實現無線區域網中的共享列印和傳真等操作。
3.設置密碼保護
為了防止別人蹭用你的無線網，必須設置密碼，這才能使你的無線網路資源自己和家人合理利用它，用戶認證——口令控制。在無線網的站點上使用口令控制，當然為必要局限於無線網，諸如NovellNetWare和Microsoft NT等網路操作系統和伺服器提供了包括管理在內的內建多級安全服務。口令應處於嚴格的控制下並經常予以變更。由於無線網的用戶要包括移動用戶，而移動用戶又傾向於把他們的筆記本移來移去，因此，嚴格的口令策略等於增加了一個安全級別，它有助於確認網站是否被合法的用戶使用。
(四)配置區域網
1.配置網卡
在你正確安裝完網卡及相應的驅動程序後，Windows XP將為它檢測到的網卡創建一個區域網連接。
首先，打開控制面板中的「網路連接」項，可以看到在「網路連接」窗口中已經建立的區域網連接。
其次，右鍵單擊「本地連接」圖標，在快捷菜單中選擇「屬性」命令，打開「本地連接屬性」對話框，在對話框的上方將列出連接時使用的網路適配器，單擊「配置」按鈕，打開相應的對話框，在該對話框中可以對網路適配器進行設置。
最後，在該對話框中共有「常規」、「高級」、「驅動程序」、「資源」四個標簽，我們可以通過這四個標簽對網路適配器進行相應的配置。
2.網路組件的設置
網路組件是指當計算機連接到網路時，用來進行通信的客戶、服務和協議。
第一步：安裝協議：在網路適配器安裝正確後，Windows XP默認安裝有「Internet協議」，即TCP/IP協議。如果需要添加其他的協議，請單擊「安裝」按鈕，以打開「選擇網路組件類型」對話框，在此對話框中用戶可以選擇要安裝組件的類型。
雙擊「協議」選項，打開「選擇網路協議」對話框，該對話框中的列表中列出了當前可用的協議，選中需要添加的協議，單擊「確定」按鈕即可進行安裝。
第二步：設置TCP/IP協議：TCP/IP協議是Internet最重要的通信協議，它提供了遠程登錄、文件傳輸、電子郵件和WWW等網路服務。是系統默認安裝的協議。
在「本地連接屬性」對話框中，雙擊列表中的「Internet協議（TCP/IP）」項，打開「Internet協議屬性」對話框，在該對話框中，你可以設置IP地址、子網掩碼、默認網關等。
IP地址：在區域網中，IP地址一般是192.168.0.X，X可以是1～255之間的任意數字，但在區域網中每一台計算機的IP地址應是唯一的。你也可以選中「自動獲得IP地址」項，讓系統自動為你在區域網中分配一個IP地址。
子網掩碼：區域網中該項一般設置為255.255.255.0。
默認網關：如果本地計算機需要通過其他計算機訪問Internet，需要將「默認網關」設置為代理伺服器的IP地址。上述選項設置完成後，單擊「確定」按鈕即可。
3.工作組的設置
區域網中的計算機應同屬於一個工作組，才能相互訪問。
第一步：右鍵單擊「我的電腦」圖標，在快捷菜單中選擇「屬性」命令，打開「系統特性」對話框。
第二步: 單擊「網路標識」標簽，並單擊「屬性」按鈕，打開「標識更改」對話框。在「隸屬於」選項組中單擊「工作組」選項，並在下面的文本框中輸入工作組的名稱。
【結束語】
通過最後一周對家庭網路的設計，我對無線區域網、AP、以及無線設備以安全防範等系列知識都有了一定的了解。
由於在此之前對於無線網路組建和無線設備知識的了解都比較片面，學到的也只是一些片面的知識，並不能很好的運用到實際操作中去，所以從一開始就碰到許多困難。在整個方案設計階段感受最為深刻的是掌握學習的方式和解決問題的方法。首先是解決問題的方式，雖然面臨的信息很多，但是如何從大量的信息中篩選出所需的信息，有用的信息，才是解決問題的關鍵。隨著無線技術的不斷更新給無線區域網的發展帶來了很大的發展，也對無線區域網的安全帶來了前所未有的挑戰。隨著IPV6的發展趨勢，無線局域岡的發展也得隨著IPV6的發展而發展。
本論文是在老師的悉心指導下完成的，論文的順利完成，也離不開其它各位同學和朋友的關心和幫助。在整個的論文寫作中，付智慧老師、各位同學和朋友積極的幫助我查資料和提供有利於論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下，論文得以不斷的完善，最終幫助我完整的寫完了整個論文。
【參考文獻】
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【2】王祥仲,鄭少京.《區域網組建與維護實用教程》.北京：清華大學出版社
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