局域无线广播系统(精选10篇)
局域无线广播系统 篇1
局域无线广播系统的在节目制作等方面存在着技术水平低, 节目效果较差的问题。信息化的发展对该广播系统的发展提出了新的要求, 因此应当对局域无线广播系统的设计加以研究, 分析其具体设计与运行方式, 为其信息化发展提供借鉴与参考。
1 设计原则与依据
局域无线广播系统的设计原则包含四个。第一个是先进性原则, 一方面要用先进的思想对局域无线广播系统进行设计, 另一方面要使用成熟、先进的零件与设备进行设计;第二个是可伸展性原则, 即在考虑目前实际情况的同时, 也要用长远的目光看待局域无线广播系统的发展, 为其之后的业务拓展留有空间;第三个是安全性原则, 它是指从设计到最后安装的整个过程都要注意安全, 避免安全隐患与安全事故的产生;第四个是可管理性原则, 这一原则是说, 在设计的过程中要考虑到操作管理与系统维护的问题, 整个广播系统的设置应该便于操作与调整。
局域无线广播系统的设计目的是生个系统能够实现功能上的半自动化或者全自动化, 其发射系统要可以将整个广播目标区域进行覆盖, 且其运作安全、可靠、稳定。因此整个局域无线广播的系统设计要符合国家的相关标准, 它的设计依据包括ISO9001认证、ICE950、《建筑物防雷设计规范》、《电子设备累计保护导则》等众多国家与国际上的设计规范。
2 工作过程与原理
局域无线广播系统的的工作就是将音频信号利用技术手段传输出去。声音通过放音卡座或者是话筒计入调音台, 在经过处理混合后形成一种电信号进一步传输, 电信号在音频放大器作用下进行放大, 再利用调制器来调制这种高频信号。放大后的高频信号通过发射天线形成无线电波, 进而传递到广播局域。而接收机在接收到这种无线电波后, 将无线电波还原为声音。
3 系统构成与设计
3.1 局域无线广播系统的系统构成。
该系统的构成总的来说较为简单, 它拥有两个子系统, 一个是播出系统, 一个是调频发射系统。播出系统分为半自动和全自动两部分, 调频发射系统则由发射天线与调频发射机组成。
3.2 局域无线广播系统的系统设计。
就目前来看, 最常使用这类广播系统的群体是学校, 它们通常用这一系统来播放语音听力等相关内容。
3.2.1 播出系统。
3.2.1.1半自动式的播出系统。这种播出系统由于它是由硬件进行操控的一, 因此在性能上具有可靠性与稳定性。另外这一系统每天只需要换一次带, 操作简单, 且购置价格与运行价格相对较低。在设计思路上, 半自动式的播出系统在控制上仍然要依靠控制器这样的硬件。通过能够进行编程的时间控制器来调控节目播放时的录音器的开关。要考虑配置多少台录音机、人工换带的周期与节目的时常以及节目播放次数等很多问题。在设备的选择上, 可使用微电脑中控技术作为时间控制器, 对录音机进行定时的电源通断, 从而实现节目的定时自动播放。放音机的选择应该保证其有较高的性能, 尤其是自动翻转这一功能, 较好的机型包括菲利普、三洋、爱华等。另外, 录音机应当有线路输出的插孔, 保证与发射机的连接, 如果录音机上没有线路输出的插孔而只有耳机输出孔, 那么就要连接一个信号匹配器保证发射器的信号传输。最后还有音频混合器的选择, 音频混合器会将对种声音的信号进行混合, 利用同一个音频输出口完成输出, 这个过程既可以是单路传输, 也可以是多路的混合输出。3.2.1.2全自动式的播出系统。全自动式的播出系统是通过计算机控制的数字化操作系统。在节目播出的过程中, 它无需人工操作, 而且由于节目转播实现了数字化因此它的节目信号很强, 噪音较小。这一系统仅需要一台计算机就可以成功运行, 这一点来看它的成本也不是很高。这一系统是通过VB平台进行设计的, 具体的操作是通过计算机软件来实现的。具体而言, VB系统中的定时器可以在一定的间隔下执行操作, Interval的属性指的是定时器计时时的间隔时间, 一般是毫秒。它的语法表达是:[object.]Interval[=milliseconds], milliseconds代表毫秒数的数值, 数值范围在1到65535, 在此区间时, 如果定时器的Enabled显示的属性是True时, 那么Interval有效。要注意若数值为0, 则定时器无效。具体来说, 定时器是整个系统的触发器, 每分钟对编排好的节目播出安排时间表进行检查, 如果当前时间有需要播出的节目, 那么系统就回对节目进行自动播放;如果当前节目播放的不是预先设定的节目, 那么系统会将当前节目停播, 重新播放预设的节目。整个系统, 还可以对节目重播进行设置。
3.2.2 调频发射系统。
3.2.2.1发射机。数字化的无线电发射技术应该被逐渐投入使用, 但是当前局域无线广播的发射方式仍然以调频发射为首选。最有优势的机型为微电脑钟控与数字锁相调频的发射机, 它可以实现定时的自动开关机, 而亲信噪比高、调制频偏大、发射频率稳定、没有漂移等多种特点。局域广播的发射范围有着局域性, 一般没有专门的播出频率, 因此节目的播出坚决不可以占用国家所设的频率范围, 即调频范围要在88兆赫兹到108兆赫兹之外。3.2.2.2发射天线。在系统设计中要研究发射天线的空间电磁场的分布情况, 以及由此对应的发射天线的特性。具体的设计要通过计算麦克斯韦方程来解决, 在实际的情况处理中, 会将条件做近似处理, 得出一个近似值的结果。由于居于广播的发射系统属于小型的系统, 因此只要使用稳定性高、假设简便、结构简单、信噪比大的天线就可以, 一般可以考虑使用十字形折合振子天线, 材质一般为铜质空心管, 规格为10到15mm的直径, 1m左右的长度, 这样可以保证发射的效果与信号的强度。发射天线的大致高度与最大化的传播距离可以用公式来进行估算, 其中D0=4120 (√h1+√h2) , 单位米。3.2.2.3避雷针与接地线。调频发射系统的设备连接电缆的屏蔽层都应该接地, 且设置安全。高度在六米以上的天线都应该安装避雷针, 且避雷针应远离人流量较高的路口。每支避雷针的具体保护范围可以通过公式进行计算, 通过数据可以分析避雷针的安防位置与数量。为了降低电磁脉冲对信号的干扰, 防雷分区与线路设备都要采取一定的屏蔽措施。
结束语
局域无线广播在校园信息的传递等方面发挥着独特的作用, 因此发展建设这一系统有着重要的意义。与其他的信息传递方式相比, 它有着成本低等优势。因此研究它的设计是有着重要性与必要性的。在未来, 如果可以利用有效途径促进该系统的信息化发展, 将对我国广播事业的发展起到推动作用。
摘要:局域无线广播系统现在广泛的应用于校园等群体, 随着社会经济的不断发展, 局域无线广播也得到了一定的发展。虽然这种系统的技术应用还不够先进, 但是它的存在与应用仍有一定的价值。针对该广播系统的设计原则与依据、运行原理与设计方面进行探究, 为该系统在未来的发展与运行, 提供一定的参考依据。
关键词:局域无线广播系统,设计研究,基本原则,系统构成
参考文献
[1]陈, 陈楚南, 孙未未.无线数据广播环境下的空间关键字查询[J].计算机研究与发展, 2013 (S1) .
[2]王晓峰, 王素香, 武晓威, 朱志斌, 王伟.基于STC12LE5A16S2和RDA5820的校园调频无线广播系统的设计[J].电力学报, 2013 (5) .
[3]吕振兴, 许魁, 徐友云.基于网络编码的Ⅲ型HARQ无线广播跨层设计[J].电子与信息学报, 2012 (3) .
局域无线广播系统 篇2
操作也相当简单:
打开连入无线网的电脑,启动到Windows 7系统,
单击桌面右下角托盘区的网络图标,从快捷菜单中选择当前连接到的无线网络连接,右击选择“属性”,此时会打开无线网络的属性对话框,切换到“安全”选项卡,默认设置下这里的“网络安全密钥”只会显示一个一个的小圆点,这自然是考虑到安全的需要。接下来勾选“显示字符”复选框,即可查看到明文密码(如图),是不是很简单?
提示 无线网络密码安全这样保护
无线局域网络技术浅析 篇3
【关键词】无线局域网(WiFi)技术;IEEE802.11标准;网络安全
根据摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,我们身边的电子设备在飞速的发展着。从最早的大哥大,到小巧的彩屏手机,到现在的平板电脑、智能手机。这些电子设备都离不开网络。可是我们又不能把粗大的RJ45接口做到这些电子设备里,还要让它们能访问internet,这就应运而生了无线局域网(WiFi)技术。
无线局域网(WiFi)技术是一种全新的通过无线网络协议组网的网络技术。它摒弃掉了传统网络必须依赖的网线,你可以在单位、家里或这种公共场所随时随地、随心所欲的使用无线终端通过无线局域网(WiFi)技术畅游网络。
无线局域网(WiFi)技术基于IEEE802.11标准。
IEEE802.11a:工作频率5GHz,最大传输速率54Mbps,不能与802.11b兼容。
IEEE 802.11b:工作频率2.4GHz,最大传输速率 11Mbps。
IEEE802.11g:工作频率2.4GHz最大传输速率108Mbps,能够兼容802.11b。
SSID ,简单的来理解SSID就是一个网络的标识,用于区分不同的无线局域网。在无线路由器上,一般可以控制SSID的广播。当路由器关闭了SSID广播,在终端的就无法通过搜索来找到这个无线局域网,必须通过手动添加SSID,来加入无线局域网。这样的好处是增加了无线局域网的安全性,弊端就是牺牲了部分便利性。
简单的家庭无线WLAN:家里组建无线局域网最实用的例子,一台无线路由器作为网络防火钱,简单路由器,交换机及无线终端接入设备。
网络防火墙可以简单的阻断外界的攻击。它可以通过设置局域网中可以执行WEB操作的计算机MAC地址,来控制那台内网计算机可以操作这台路由器,也可以设置远程WEB管理IP地址,来实现局域网外计算机的操作控制。
静态ARP绑定设置,可以把某一个IP地址通过ARP绑定固定分配给一个MAC地址,这样这个IP地址就不会在DHCP中分配给其它机器,如果家里又网络打印机的话,就应该用这一功能把某一个IP地址固定分配给打印机。
IP带宽控制功能,可以限制某一个IP地址的上行带宽和下行带宽。当局域网中某一台机器流量过大时,可以应用此功能限制带宽,以免影响局域网内其它机器。
上网控制功能。这是一个非常实用的功能,通过规则的建立管理,可以控制局域网内哪些机器可以上网,在什么时段上网。严格控制了终端的网络访问。
开启WDS功能,家用无线路由器中的WDS功能,就是简单的通过WDS把路由器之间进行桥接(中继)。通过这一功能我们可以把无线覆盖范围扩展到原来的一倍。WDS工作模式可以为点对点、点对多点等。每个家庭都多多少少有几道墙,这就会大大的减弱无线路由器的信号,最好的解决办法就是通过WDS多设置几台路由器,一起工作。解决信号不足的问题,达到增强信号强度的目的。
无线局域网的接入方式:
根据具体应用不同,无线局域网采用的拓扑方式有网桥型、终端节点连接型、交换机接入型、无中心型结构。
主要应用的协议有:
DHCP协议。
动态主机分配协议(DHCP),使用UDP协议工作,主要功能是能够为内部计算机自动分配IP地址,而无需手动分配,减少网络接入时间,增加了网络接入的便利性。能够为网络管理员提供便利的终端控制手段。一般建议用默认的地址池即可,无须重新设置。有效的控制IP地址冲突。
保障无线局域网安全的几点措施:
1.高强度的密码。
一个高强度的密码,会增加暴力破解的难度、延长暴力破解的时间。这个密码需要包括字母的大小写、数字、特殊符号。密码至少要求十位。一个一位的密码,如果是数字的话,10次就能破解,如果加入小写字母的话,36次就可以破解,在加入大写字母,62次才可以破解,如果在加入特殊符号,密码在变为10为,破解难度会成几何数量级增加。
2.SSID。
刚才说到的SSID广播。很多的初级破解技术,都是通过扫描SSID来寻找系统漏洞。虽然隐藏了SSID 不是什么真正的网络安全手段,但是也可以减少外界的威胁。
SSID的命名,不要用默认的无线网络名字,WPA2加密技术把SSID作为密码的一部分来使用。如果不对其进行修改,那么黑客就会利用这一漏洞加快无线局域网的密码破解速度。
3.采用WPA2加密方式。
旧的WEP加密方式,破解难度太低,对破解设备也没有特殊要求,加单的web插件就可以破解。WPA2是目前比较安全的加密方式,对破解要求非常高,难度大。建议采用这种加密方式。
4.MAC地址访问控制。
在底层限制了能够访问这台路由器的计算机MAC地址,路由器不会处理MAC地址池外的数据,大大的增加的无线局域网的完全性。
5.网络不用时关闭网络。
如果网络不需要7*24工作,就可以在不用的时候关闭它。找不到、看不见就无法攻击它,也就是最安全的。
6.终端安全。
确保终端设备的安全,关闭不必要的服务,及时安装系统补丁,开启windows防火墙。即使网络被攻破,也不会丢失终端数据。
7.定时定期的更改网络密码。
一个定时定期更改的高强度密码对于无线局域网络来说至关重要。
故障问题分析:
1.无线客户端接收不到信号。
检测无线终端与无线路由器之间距离是否太远,中间是否有墙体遮挡。检测无线信号强度。必要时增加桥接无线路由器,增强无线信号。检测无线路由器是否加电,工作状态灯是否正常。无线客户端是否正常设置IP地址。如果设置了MAC地址过滤,请检测终端设备的MAC地址是否在路由器的MAC地址池内。
2.无线终端能够正常接收信号但无法接入无线局域网。
检测无线路由器的DHCP服务是否工作正常。DHCP的地址池是否用完。无线终端是否是自动获取IP地址方式。如果是手动分配方式,请检测手动分配的地址是否与路由器同一网段。
3.无线局域网内部访问正常,但无法访问因特网。
局域无线广播系统设计与发展 篇4
1 局域无线广播系统的研究现状及发展
首先介绍一下无线电广播的发展状况, 语音的无线通讯是由贝尔于1876年开始的, 之后的无线电演变经历从点到点的无线电报到网络广播, 1948年电视的出现, 标志第一个广播网络时代的到来, 使无线电的发展进入地区音乐和新闻阶段。直到数字技术的出现, 使得无线电广播又跨入了一个数字技术推动时期。数字信息系统的出现对声音传输予以了补充, 通过无线电数据系统和数字传输方法, 被称为数字音频广播。进入21世纪, 随着数字技术突飞猛进的发展, 无线电广播数字化己经成为必然趋势。无线电广播数字化采用数字处理技术对音频信号进行处理与编码, 用数据的方式来进行录制发送和接收声波信息, 同时与现行广播相比具有强抗干扰和强接收能力, 可以高速移动接收。同时具有发射功率小、覆盖面积大、频谱利用率高和提高广播覆盖率等优点。运用数字压缩技术使频谱利用率高于传统的模拟技术。声音的数字录制、存储和编辑也对无线电广播产生冲击性的影响。但目前许多单位建立的局域无线广播系统多是小型无线电广播系统, 采用的是模拟信号传播模式。这也是基于经济实用的考虑, 这种无线广播系统的播出、发射设备, 系统构成十分简单, 节目播出时, 播控人员须坚守岗位, 以保证广播系统能连续播放内容, 同时播出的声音属于模拟信号, 有较大的背景噪声, 影响播出效果。此时“无人值守”自动播出的多功能教学调频发射机应运而生, 就现行发射系统分析来说, 局域无线广播系统所采用的发射天线是“山”字型天线, 它在周围空间激发的电磁波偏弱, 以至于发射天线的发射能力偏低, 不适合户外安装, 天线的安装位置不够高的话也能导致发射能力的降低。由此可见无线广播系统播出和发射质量高低是接收质量好坏的决定性因素, 而这最重要的就是接收机, 接收机质量越好, 接收的效果就越好, 接收机的主要性能指标要考虑到中频频率、频率范围、灵敏度、选择性等因素。
2 调频广播技术与局域无线广播系统的设计探讨
2.1 调频广播技术
自本世纪20年代无线电广播开始普及以来, 调幅和调频的无线电广播仍然是人们获取信息的一种十分广泛传播媒体。无线电广播其实就是把所需传送的信息调制到相应电磁波的幅度或频率变化上。调频广播系统相比较具有抗干扰性强的特点, 各种各样的干扰信号和有用的信号混在一起, 调幅收音机很难区分, 但调频收音机可以用限幅器区分, 另外调频的输出电平不随电场强度变化而改变, 调频电台的频带宽, 可以获得高逼真度的广播。调频广播系统的发射、接收系统的综合信噪比好, 失真小, 时间电波相互干扰较小, 基于调频广播的这些优点, 局域无线广播系统一般都采用调频发射的方式。调频广播系统由播出系统、调频广播发射机、发射天线、调频广播接收机组成, 在发射端由播出系统送来的调制信号, 在进行频率调制, 将调频信号的频率移到较高频段然后进行功率放大器, 送到天线上辐射出去。在接收端通过接收机的天线接收, 解调器信号放大, 最后还原成语音信息。
2.2 局域无线广播系统的设计探讨
随着无线电数据系统、数字信号处理技术的广泛应用, 数字技术已经悄然进入无线电广播领域。基于经济和技术的迅速发展, 需要新的数字发射机和能够接收数字信号的新接收机。欧洲在数字音频广播上推出了全球兼容的DAB标准。DAB的推出没有阻止无线电行业对其他基于数字技术的应用开发。广电总局颁布的广播科技十五规划也把全面推进数字化、网络化作为一个重点积极推进。局域无线广播系统设计原则:首先是先进性原则, 注意采用先进的设计思想, 选用先进器件;还有可伸展性原则, 充分考虑业务需要和充分的扩容性;安全性和可管理原则, 使局域无线广播系统具有良好的可管理性, 能确保设备正常工作。局域无线广播系统的组成是利用无线电发射与接收的基本原理, 系统包括播出系统和调频发射系统。无线发射系统主要由发射机和发射天线所组成。要保证系统的连续无故障运行, 就要求发射机和发射天线有较高的性能指标。从长远看, 应采用数字无线电发射技术, 但现阶段调频发射是首选。为了保证局域无线广播系统的传输质量, 发射机与天线之间的连接馈线应选用四屏蔽同轴线以减少传输损耗、避免信号干扰。
2.3 局域无线广播系统的避雷与接地问题
无线发射系统的所有设备和与其相连接的电缆屏蔽层均应可靠接地, 有接地装置和避雷装置。选择安装避雷针的位置时, 应尽量避开行人经常经过的路口, 局域无线广播系统一般都安装在高楼上, 此时注意无线发射系统要与大楼之间有可靠的接地系统相连。同时防雷击电磁脉冲, 在防雷分区内应将屏蔽作为减少电磁脉冲干扰的必要措施, 特别是线路和重要设备应采取相应的屏蔽措施。就发射天线的设计来说, 实际上是研究天线所产生的空间电磁场分布。严格求解天线问题就是求麦克斯韦方程的解, 这是一个很复杂的数学问题。在实际问题中, 考虑到局域无线广播是属于小型的无线发射系统, 只要结构简单、稳定性好, 不需要很高的增益和带宽, 因此可选两正交折合半波振子天线。
3 结语
改革开放以来我国的广播电视事业飞速发展, 随着数字化技术的发展, 无线广播电视台除了大力进行播出的数字化改造, 在节目内容和节目形式上不断推陈出新外, 局域网无线广播系统也引起了足够的重视。局域无线广播系统要实现数字化广播, 信号接收可以采用单频道数字接收机降低成本。本文针对局域无线广播系统提出自己的设计思想, 希望能对同行有所帮助。
参考文献
[1]曾庆军, 文靖.数据广播与数据广播技术.世界广播电视, 1996.
利用无线路由组建无线局域网 篇5
先把电话线接到猫上,再用网线把猫连到路由器的WAN口(TP-Link 是蓝色的)。这样硬件连接就搞定了。按照说明书进入路由器调试界面。
在这里输入上网账号密码和上网方式。电话线就是PPPOE,其他请咨询你的学校。
第二步:路由器安全设置
可以设置无线密码,但我不推荐这种方式。因为是密码就会被解除
推荐使用mac地址绑定的方式。首先从网络邻居-----查看链接----无线网络连接。双击它,点支持,再点详细信息。就能看到MAC地址了。
再到路由器界面,左边的安全设置--------防火墙设置。照下图设置即可。
再转到,MAC地址过滤,把你们宿舍的机子的MAC地址全加上。这时候,有没有无线密码也就无所谓了。下面的局域网可能用的这些。
在无线这是同样可以设置MAC地址。在无线网络设置那里。(如果这是完成发现自己无法连接路由器,可以拔下猫的网线,把路由器直接和电脑相连,这是不用插蓝孔了。然后在这把你的MAC地址填在这里就可以连上了)
这样设置后,如果不是你们宿舍的电脑根本无法连接你们的路由器,更别提上网了。但是,MAC地址需要保密,否则这些设置就全没用了。最好把路由器管理员默认账户密码也一改,请自己参考说明书,在此不再赘述。
这是关于互联网就到这了,下面是组建无线局域网。
第一步,安装IPX协议。就是NWLink IPX/SPX/NetbOis……这个协议。(vista和win7需要到网上下载)
添加IPX协议即可。
安装完成后如图。
局域网无线通信系统的应用研究 篇6
近年来无线通信技术得到了蓬勃发展。在网络逐步壮大的今天,基于无线传输的网络系统其性能指标的系统应用具有相当大的影响。因此,研究局域网无线通信系统的应用论证非常有必要。要知道,随着时代的发展,高新科技技术在各个方面都有了很大的提高。而在网络互连中,将无线通信技术应用于网络控制系统,可以说是最为伟大的设计。笔者将会就局域网无线通信的传输速率、误码率、传输距离等特点进行一一分析,给大家全面的展现出现代局域网无线通信系统的应用优势。
相关概念的基本定义
在详细介绍局域网无线通信系统的应用研究之前,先简单介绍一下其中基本术语的简单定义。
1局域网
局域网(Local Area Network,LAN)是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。其通过将各种计算机同其他的外部设备或者数据库等有效连接在一起,形成一个系统的计算机通信网络,简称为LAN。
通过局域网,人们能够和其他远方的局域网、数据库或处理中心相连接,从而有效形成一个更大范围的信息处理系统,实现信息的共享和传输。
2无线通信
无线通信主要包括微波通信和卫星通信。其利用电磁波信号来实现自由空间范围内的信息传播和交换。在近些年的通信发展过程中,无线通信技术得到极大的发展,其应用范围逐渐扩大,成为了生活、经济等多领域内的重要通信手段。
局域网无线通信系统的应用优势
在笔者针对局域网无线网络节点进行了研究和了解之后,发现了其在当今时代所展现的一些应用优势。这些优势都是极具时代效应的,网络设计也符合现代工作需求。以下是笔者整理出的一些局域网无线通信系统在应用中的独特优势,具体表现为以下几点。
1传输速率高
局域网无线通信系统是在此基础上设计出的较为先进的联网方式,它的一大优势特点就是传输速率高。笔者在对局域网无线通信体系进行了设计之后,做了一项严密的数据调查和收集,根据传输速率的升降统计出规律,发现其传输速率是各种网络互连中最高的。用这样的网络系统应用各种服务器上都能够维持一个稳定而高快的塑料厂。局域网无线通信系统从发展到现在,已经很好地继承了高速传输的优势。凭着这些优势可以让局域网无线通信系统应用面更加广泛。
2误码率极低
笔者在分析了无线通信过程的误码率现象,发现局域网无线通信的应用实现了降低误码率成、提高网络性能的特点。现在通用的局域网无线通信一般都是据此设计的,并且联合使用了无线通信协议。由此可见,采用局域网无线通信系统不会造成误码,可以大幅度降低误码率成。在IEEE802.3的规定中,误码率产生的最坏情况就是10E-10。可是,在局域网无线通信的广泛应用中,出现误码的概率极低,即使出现个别几次也不会降低网络的性能。
局域网无线通信系统应用的不足之处
虽然局域网无线通信系统的应用具有很多优势,可以使得网络控制系统延伸至光缆或电缆铺设不便的特殊地理环境。可是在社会工作生活的方方面面,任何网络通信系统都会有不适应的地方。本文在研究了其优势之后,还要针对局域网无线通信系统应用和适用的地方整理一下不足之处,以便后面的控制、改善和提升。
1传输距离不够广泛
对于进一步提高局域网无线通信系统的设计应用,最有必要做的就是研究其不足之处,以便快速改正。而局域网无线通信系统的最大不足之处就是传输距离不够广泛。局域网,顾名思义,就是在一定居于范围内应用的无线网络,这样的网络设施自然不会传输特别广泛的距离。然而,这样的嵌入式系统的开发具有一定意义。因此,局域网无线通信系统在工作生活中的应用还是相当重要的。用集线器(HUB)连接各工作站,双绞线的最大传输距离是50米左右。这样的传输距离非常短,导致工作上有很大困难,为了改善局域网无线通信系统,最好能够想出解决方法,增加局域网无线通信系统的传输距离。
2网络中的节点有移动性要求
局域网无线通信系统的另外一个不足之处就是网络中的节点有移动性要求。由于无线通信系统是源节点通过无线传感器网络向移动终端发送数据的,节点移动的要求限制了网络通信的性能。现在大多数路由协议都是适用固定节点的,如果想要提高或者扩展局域网无线通信系统的应用范围以及应用性能,就要想办法提高网络中的节点性能。只有当终端节点移动时,其移动性要求不再那么复杂多变,可以适应局域网无线路由的变化,这样就可以有效的改善局域网无线通信系统的应用现状了。
局域网无线通信系统应用的提升研究
作为当今社会最为重要的传媒介质,无论是广播电视、电子信息、还是无线网络,互联网无疑影响了每个人生活的方方面面。笔者在收集了这么多文献资料之后,也通过一些科学研究方法将局域网无线通信系统在现代生活工作中的应用深入探讨了一番。在中国,多方面的原因共同导致了现在的局域网无线通信系统的应用有局限性,并不是特别的完善。笔者在此整理出一些相关的结论,希望能够帮助局域网无线通信系统应用的提升。
1增加port供应数量
局域网无线通信系统的工作原理,是依赖打印服务器从可以支持的其他网络上的节点向打印服务器传送数据。为了能够提升现在所使用的局域网无线通信系统性能。提升速率是最为首要的任务了。一般来说都是依靠网络节点进行提速的。如何改善互联网,就要通过增加port在供给上的数量问题,在解决这些问题之后,就能够有效的提升局域网无线通信系统的应用性能,增加局域网络发展的筹码,大幅度提高局域网无线通信系统的应用范围。由此看来,我们必须要正视改善和提升局域网无线通信系统应用研究这一重要问题。
2扩大误码修正优势
因为,局域网无线通信系统的应用本身就是拥有误码率成极低这样的优势,如果能够将所有的网络软硬件都按这个要求建立,以其特殊的工作原理大幅度降低误码率成。扩大误码修正的优势则可以进一步发展局域网无线通信系统。笔者在经过这么多天的探究之后发现,正是有了这样的优势,局域网无线通信系统才有了现今如此广泛的应用。如果进一步扩大五码修正的优势,则可以加大局域网无线通信的应用实力,并且改善局域网无线通信系统的性能,使其更好地为人类服务。
结论
广播电台无线局域网规划与实践 篇7
无线局域网 (WLAN) 是高速发展的现代无线通信技术在计算机网络中的典型应用。WLAN以其灵活性、安装简单、成本低廉、可扩展性强、便于维护和管理等原因, 发展十分迅速[1]。佛山电台为了提高记者的处理突发事件报道的效率和灵活性, 率先在顺德广播楼引入无线局域网, 以便将来推广到采编播音频网络系统。
1 规划方案概述
本方案采用集中式的网络结构:在三楼播音区中控机房机柜内安装1台交换机和1台光纤收发器和新增AP (Access Point) 接入天馈系统。天馈系统布放考虑未来3G, 所选器件全部支持3G。
1.1 覆盖范围及同频干扰测试结果
顺德广播楼无线局域网的覆盖范围及同频干扰测试结果:一楼至四楼无存在同频段干扰 (测试数据是2.4G频段) 。另外, 为了获得最好覆盖效果, 根据AP、无线终端接收天线灵敏度、现场无线环境、干扰源情况、系统容量、数据流量、系统信噪比等因素, 本系统设定边缘场强≥-80d Bm。
1.2 无线覆盖及无线设备技术指标
网络区域无线网卡最低接收电平:>-80d Bm;
无线信号 (扩频) 信噪比 (S/N) :>20d B;
网络数据吞吐率:>1MB;
数据 (速率为11Mbps时) 接受误帧率 (FER) :<10-5。
网络标准:802.1la/b/g;
调制:DBPSK@1Mbps, DQPSK@2Mbps, BPSK@12Mbps, QAMl6@36Mbps, QAMl6@48Mbps。
2 采用802.l1i标准的安全机制的缺陷及解决办法[2]
怎样将无线局域网安全地应用到广电网络系统内, 使更好地为我们服务?首要解决的是网络安全问题。由于无线局域网具有无线网络传输介质和无限电波的开放性特性, 使WLAN网络存在如泄密、传输数据丢失和服务拒绝等3个方面主要威胁。入侵者可以通过非法手段进入网络系统, 获取机密资料。严重时, 还可撒播病毒来破坏系统的数据, 或攻击系统以阻止合法用户访问网络。
2.1 802.l1i标准的安全机制的缺陷
Wi-Fi (Wireless Fidelity) 技术使用的是2.4GHz附近的频段, 该频段目前尚属没用许可的无线频段。IEEE802.11i基本解决了802.11无线局域网的安全问题, 但是将该安全机制应用在运营级的WLAN中, 一些局限性相当突出。
1) 可扩展性:在IEEE802.11i中, 要求配置大量的安全通道。通道之间采用静态共享密钥来保护AS和AP之间传递的消息。而这些密钥都需要手工配置, 这对于运营级的网络是不合适的。
2) 安全性:在IEEE802.11i中, 移动终端和AS协商出来的主密钥由AS传递给AP, 那么密钥在网络上传递, 引入了新的安全攻击点。故密钥的分发和管理仍旧是一个难点。
3) 性能:为了提高安全性, 在AS和AP之间建立安全性较强的安全关联。但这大大加重AP的计算负担, 影响AP的运行效率。
2.2 改进安全缺陷的的措施和方案
对于广播电视系统这样需要高安全级别的无线网络的环境中, 使用动态口令认证, 加上VPN安全通道传输是一个比较好的解决方案。
1) 首先规划好天线安装位置。如图1示顺德广播楼第三楼层天线安装位置图。将信号发射天线放置在工作区域的正中间, 有效防止无线电波“泄漏”到电台办公楼之外。
2) 更改SSID设置并取消广播。客户端要通过SSID来完成连接的初始化, 因此更改SSID设置, 使其难于猜测, 并限制SSID广播以杜绝非法链接。
3) 取消动态主机配置协议 (DHCP) 。采取了这一措施后, 黑客将难以获取本单位网络的IP地址、子网掩码、TCP/IP参数及IP地址等内容。
4) 取消或更改SNMP设置。因为本单位访问节点支持SNMP, 所以取消Public和Private公用字符串, 以防止黑客可能利用SNMP来获取本单位网络的重要信息。
5) 采用端口访问技术 (802.1x) 进行控制, 防止非授权的非法接入和访问。通过不变的key加上每分钟改变一次的随机的硬件token作为密码, 达到防御任何监听、破解、记录密码的攻击。
6) 安装防火墙。在WLAN和有线网络之间安装防火墙, 阻止非授权的WLAN用户向有线网络发送二层数据包。
3 结论
通过在实践应用时根据具体情况不断努力改善和完善:调整了天线安装位置;调整参数设置2--使用802.1x进行身份认证, 使用TKIP来加密传输, 检测完整性;加强口令管理--将用户的认证和传输数据的加密等多种措施结合起来等方法构筑起安全的无线局域网, 使其能安全高效地应用到我台网络系统中。当然, 无线局域网中的入侵检测技术还不够成熟, 很多尚处于研究中。
摘要:本文介绍了在佛山电台顺德广播楼这样需要高安全级别的无线网络的特殊环境下, 引入中国移动通信无线局域网项目实施过程涉及的网络覆盖、实施安装、安全防范进行详细描述, 以及解决安全问题的各种方法。主要包括:根据无线局域网工程的相关规定实际收测确定覆盖范围, 并根据广播电台的特殊要求, 重点分析了可能存在的漏洞而采取的安全措施和方法。
关键词:无线局域网,安全技术,Wi-Fi标准
参考文献
[1]徐胜波.无线局域网中的安全技术[J].通信世界, 2003 (7) :83-86.
对无线局域网网络监测系统的探讨 篇8
1 系统架构
WLAN的协议测试和网络监测系统能够实现对WLAN的特定通信通道的无线信号的接受工作, 并同时具有对其进行信号辨析的能力。在对WLAN信号的辨析工作中, 能够分清信号的射频指标, 例如信号的功率等相关的频率问题, 可以用来进行探究和研发WLAN等一系列的产品;并可以把采集到的数据, 进行一系列的辨析工作, 例如现代所用的IP地址等。同时也能够解决控制帧等相关的辨析工作, 辨析WLAN的协议和倾听网络, 并对一些其他的网络信息实行监督管理。
WLAN测试端以及PC控制端共同构成了WLAN的协议测试与网络监测系统, 协议测试和网络监测都是以以太网IEEE802.3连接 (100Mbps) 进行工作的。并最终以表格、图形或者是图标等一系列表现形式进行数据分析结果的显示。
2 硬件设计
2.1 PC控制器端
PC控制器端能够在Windows下对台式机或笔记本进行适当的配置, 按实际需求进行相应的软件开发或者是数据分析处理以及对检测端进行必要的控制和管理, 并且在其基础之上, 具体的传输给不同的用户, 控制性能和交换性能是PC控制器端的亮点。
2.2 检测端
通过对网络数据的目的性地拦截获取, 将整理的数据通过以太网对其进行传输, 终端的控制器再通过这些数据进行恰当的行为。Pc控制端的配置结束之后, 终端的检测会根据以上内容进行各种方式以及内容的处理。
以太网控制器完成IEEE802.3协议转换并实现与PC控制端以太网口相连;ARM9或更高处理能力的网络微处理器 (MPU) 完成对IEEE802.3、IEEE802.11b/g的协议处理;基带部分完成IEEE802.11b/g信号的调制与解调;RF/IF部分完成IEEE802.11b/g无线信号的接收和发送, 并进行I/Q信号的A/D和D/A转换, RF通过N型接口连接外置天线。
3 软件设计
3.1 检测卡部分
检测卡部分使用u Clinux操作系统, 其主要组成模块为:驱动模块、MAC协议处理模块 (包含过滤等) 、Sniffer模块、以及通信模块的服务器端等, 这些模块与u Clinux集成为一个映像文件放置于Flash中, 实现该系统检测卡部分的软件功能。
MAC协议处理模块完成某信道接受到的IEEE802.11b/g无线基带信号的协议处理, 去掉MAC地址过滤, 将接受到的所有信号传给u Clinux操作系统;Sniffer应用程序, 提供对无线局域网传输报文的截获功能, 将所获取的报文提交给管理与服务程序进行处理, 所获取报文以及提交给客户端的报文为原始报文, 不经任何处理, 以最大限度保留原始信息, 提高信息容量。
由于PC控制器端与监测型网卡之间的通信数据包括两种:一是检测型网卡截获的网络信息 (数据帧、管理帧和控制帧) ;二是PC控制端对检测型网卡的配置信息以及检测型网卡返回给PC控制端的状态信息。所以, 在PC端和检测型网卡端定义通信规则, 实现正常的数据传送与配置。即通信模块的Server将数据信息发给PC接受端, Server接受PC控制端发送的检测型网卡的配置和配置信息, 并将状态信息返回到PC端。
3.2 PC控制部分
PC控制端应设计为基于32位的Windows系统, Windows的接口程序设计, 该程序用于上层应用程序与网络设备 (无线检测型网卡) 的交互和接口, 对管理指令和数据报文进行解析, 以及实现用户对无线检测型网卡的控制。其主要组成模块为:Windows用户界面、配置管理模块、协议分析模块、通信模块的Client端。
Windows用户界面实现与用户的交互, 显示解析的信息结果, 完成对检测型网卡的配置, 并查看检测型网卡的状态信息;配置管理模块获取检测型网卡的IP地址和端口号, 并查询状态信息;协议分析模块完成对网卡截获的IEEE802.11b/g数据帧、管理帧和控制帧的协议分析。
4 系统实现
4.1 PC控制部分
采用Windows环境下的VC++6.0编程。首先将不同的卡号对应的配置信息写入注册表, 包括IP地址和端口号, 以备发送配置和查询命令时读取;然后对检测卡进行配置, 发送配置命令给检测卡, 实现配置;启动分析器, 开始对检测卡截获的数据进行分析与统计。
4.2 检测卡部分
检测卡部分主要是去掉MAC协议处理的地址过滤, 以及u CLinux系统上的两个应用程序:Server和Sniffer, 编译时与Drivers及u Clinux固件一起编译成映像文件。
在不同的工作情况下, Sniffer会以不同形式的机制进行处理, 例如, 主动的模式下, Sniffer会在获得每一个数据包的同时, 瞬时传送给已知的IP目标地址所相对的终端。在缓冲模式下, Sniffer则会根据自身设置参数考量缓冲是否已经结束, 或者是预定的缓冲时间是否已经达到, 再根据条件进行判定是否传输, 如满足则将对应的数据保存至缓存中, 以待下一步操作。
结语
随着我国社会不断的进步, 我国的经济也在向前进行发展, 同时科学技术水平也在向前发展着, 在当前的时代中, 人们对工作生活中的无线局域网的用途也是越来越广泛了, 就当前而言我国已经完成了三项新型的无线接入技术, 其中Wi-Fi的协议是一项, 现在也对其进行不断的完善和扩充之中, 并对其进行更大的功能开发。Wi Max也是一种新型的网络无线接入技术, 它的实现加大了无线信号的传输范围, 其所进行的传输半径能够达到五十公里, 差不多能在整个城郊之间进行传输。还有一种就是最新的3G一种无线的广域网的技术, 它实现了全世界移动数字网, 它结合了蜂窝、卫星、无绳等一系列的功能于一身, 并且还能够和特定的电信网相互兼容, 同时也能提供语音视频等多种功能。这就表现了其功能性的强大, 让人不仅期待以后的发展势头。Wi-Fi技术的实现, 不断的给人们带来无线网络中的惊奇, 它自己独到的功能体现也是其它技术所不能比拟的, 在现代化的市场中, 有很好的市场前景, 同时也能够给人们的生活添加更多的惊喜。因此在对WLAN的整个技术上的研发工作, 必将引领未来的无线网路的走向, 引来一股股的流行高潮。
参考文献
[1]胡彦琪.WLAN单频双模组网DSSS通信关键技术研究[D].武汉理工大学, 2006.
局域无线广播系统 篇9
视频监控技术以其直观、方便、信息丰富的特点,近年来在银行、重要建筑区、人流密集区等场合有着广泛的应用。无线视频监控系统是智能监控系统发展的新阶段,随着无线局域网技术的发展,无线视频监控技术也在迅速发展并得到广泛应用。
1 无线视频监控系统在城市管理中的应用
随着国民经济的不断发展,数字化城市的建设也在加快脚步,下面介绍甘肃某城市建立的无线视频监控系统。
系统功能:
(1) 对被监控区域进行全天候(24小时)监控;
(2) 监控中心对各监控点的图像进行存储,以便日后随时回放和图像处理。
1.1 系统组成结构
部分监测点分布如图1所示,其中(2)号监测点所在的位置是城市中的最高位置,与指挥中心之间无障碍物,(1)号监测点与指挥中心之间有障碍物,(3)号监测点与指挥中心之间有正在施工的工程,所以,综上考虑,我们在(2)号监测点设立中继,采用如图1所示的传输方式。
系统组成框图如图2所示。
1.1.1 监控摄像系统:摄像机等配套设施
指挥员通过矩阵键盘进行控制,矩阵主机将控制命令通过无线网桥传给前端的视频服务器,视频服务器将控制命令转换成RS 485控制信号,然后通过云台解码板控制两台步进电机,以此来控制云台和镜头左右和上下的转动,镜头的变焦。
1.1.2 无线网络传输系统:高功率带宽无线网桥系统
网桥的传输方式有两种:一种是点对点的传输方式,一种是中继方式。点对点传输距离比较远,但是由于2.4 GHz的穿透能力和绕射能力比较弱,所以在无线组网时一定要在“可视”的环境下架设才能发挥其优越性。如果在目标两点间有阻碍的话,选用中继技术来解决信号传输的遮挡,实现网络链接。
无线局域网是干扰受限系统,同频干扰会带来接入点(AP)的性能下降,需尽量将两个相邻AP设定在频率不相交叠的信道上。802.11 b/g频率范围为2 400~2 483.5 MHz,通信带宽83.5 MHz,载频间隔为5 MHz,共13个频点。2.4 GHz WLAN工作时,每个信道占用带宽约为22 MHz,所以相隔5个信道,可基本满足频率互不交叠的要求。为了尽量减少干扰,我们在设置AP的信道时选用了信道1,6,11。
1.1.3 监控中心系统
包括矩阵主机,视频编解码系统,码分配器,画面液晶显示器等设备。
前端摄像机把所拍摄到的移动变化的图像经视频服务器编码,再通过无线网桥以 TCP/IP 数据包的形式传到监控中心,由码分配器进行码速变换之后进入矩阵主机,再由相关软件进行处理。
在监控指挥中心,可以及时准确地掌握所监视重点建筑物、重点路段周围的车辆、行人的状况,为指挥人员提供迅速直观的信息,从而对监控现场所发生的意外状况做出准确判断并及时进行处理,以免造成更大损失。
1.2 无线监控部分的安装
监控前端设备连接安装如图3所示。
监控中心电路连接如图4所示。
1.3 链路分析
无线网络的传输距离受诸多因素的影响,比如通信设备性能、收发天线的增益和方向性、架设高度等。设定在室外无线网桥的发射功率为PT,发射天线的增益为GT,工作频率为f,网桥的接收功率为PR,接收天线的增益为GR,网桥接收灵敏度为SR,那么在无环境干扰的情况下,传播途中的无线电波损耗Ls可通过下式计算:
设在天线波束区内某点的信号强度为Si,可通过下式计算Si的值:
为了保证正常通信,应有Si>SR。
本系统中,网桥的发射和接收功率均为100 mW,PT=10lg 100 dBm=20 dBm,发射和接收天线的增益都是13 dBi,即GT=GR=13 dBi,天线的工作频率为f=2.4 GHz,遵循802.11b/g标准,无线网桥在11 Mb/s带宽下的接收灵敏度SR=-85 dBm。则根据式(1),(2)可得:
计算可得:R<35.5 km
以上是在理想环境下能传输的理论值。如果考虑发射端和接收端的天线馈线及接头插入损耗,经验值是12 dB,留出衰减储备,经验值是16 dB。衰减储备主要用于预算建筑物、地形、树木、空气等自然影响。这样,实际传输的距离R可通过如下计算得到:
计算可得:R<5.6 km
市区内的的几个测试点都在1 km以内,所以综上所述,选择功率为100 mW、接收灵敏度不小于85 dBm的无线网桥,增益为13 dBi的收发天线进行安装,符合标准及工程上的需要。
1.4 系统优化——双极化天线
世界通信界总结出这样一个规律:“网络优化时天线投资仅占整个投资的3%~4%,而整个网络的效率可提高30%~40%”,具有很高的投入产出比。城市里高楼云集,行人和车辆密集,多径快衰落现象更加明显,信号传输的衰减严重影响网络性能。
分集技术是克服多径效应的有效方法,针对以上情况,研制开发的双极化天线是双馈源、双极化、高增益的板式定向天线,具有抗干扰能力强,增益高,副瓣小,前后比大,隔离度系数高,吸收话务量大,可以下倾或对准高层建筑上倾,安装方便、快捷,可以满足现代城市通信网络建设和优化的要求。
其优势主要体现在:
(1) 节省天线数目。由于采用双极化、双馈源,所以一副双极化天线可相当于两副单极化天线使用,节省投资。
(2) 抗干扰能力强。本天线的±45°极化正交特性,提供极化分集,抗多径衰落和其他干扰效果显著。
(3) 阻抗匹配良好。
(4) 双极化天线的波束有方向性,可更好地控制辐射的范围,降低同频、邻频干扰,方便网络的优化。
其中一个极化方向的驻波系数如图5所示。
双极化板式天线其中一极化方向H面方向图如图6所示。
1.5 数据测试
系统构建完成,通过相关软件进行性能测试,得到的结果如表1所示。热稳定性测试,结果见表2。抗干扰能力测试,结果见表3。由指挥中心视频图像检测结果和数据测试结果分析,系统运行可靠、稳定,传输率满足设计要求。
2 结 语
通过以上的设计和实施,成功组建了基于WLAN的城市视频监控系统。系统搭建合理,传输速率满足实际需求,图象质量高,进行位置切换、多屏显示和变焦等操作时画面延迟小,图象清晰,符合实际的需求。同时,双极化天线的设计更是使得系统的性能得到优化。
由于本系统具有不需要布线、结构灵活等特点,因此不仅适用于广场、学校等面积很大、人流密度很大的区域进行无线视频监控,也适用于对存放危险品的库房、存放贵重物品的场所、关键通道的门卫、移动性强的值班岗位的监视。
参考文献
[1]明亮,谢桂海,齐子元,等.基于无线网的远程视频智能监控系统[J].计算机工程与应用,2007,33(5):266-268.
[2]曹贝贞,李志康,薛松.基于无线网络技术的数字视频监控系统[J].计算机工程与应用,2007,33(1):247-249.
[3]刘乃安,李晓辉,张联峰,等.无线局域网(WLAN)——原理、技术与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.
局域无线广播系统 篇10
随着移动互联网的发展以及智能手机的普及,人们的日常生活越来越依赖于移动终端,而文件共享作为一种工作、学习的有效方式,受到大众的普遍欢迎,因此移动终端的文件共享成为网络应用的一个重要方面。现阶段存在的文件共享系统大多数采用如下结构:C/S(客户机/服务器),B/S(浏览器/服务器),P2P(对等网络)等[1]。
虽然在移动终端实现的文件共享系统很多,但是这些系统在网络层使用的网络大部分都是WiFi有AP接入点网络或者蜂窝网络,而且在移动终端之间进行文件共享时大部分都要经过服务器,移动终端向服务器请求下载文件,或者将共享的文件上传到服务器,像比较受欢迎的dropbox,DBank,Seafile等[2]。
但是在一个没有网络覆盖的环境中,想共享彼此拥有的资源或者是在教室进行考试,只有老师的移动终端设备可以连接到服务器,学生是不容许上网的,而试卷就存储在服务器上;又或者在一个人员比较密集的环境中,大家都想请求服务器上的文件,这类场景的特点是多数用户的设备不能连入网络,而只有少部分用户可以上网,或者是所有用户都不可以上网;另一种情况就是在同一个地方同时向服务器请求同一个资源的用户数较多。很显然现存的移动终端文件共享系统并不能满足上述场景的需求[3]。
针对上述场景,本文提出了一种新思路的文件共享系统。该文件共享系统的目标是使有共享需求的用户可以根据自己的需求自行组织成网络,并可以在该网络内部自由的和其他用户实现文件共享,各用户在网络中的地位相等[4]。
1 系统的设计
1.1 总体设计
文件共享系统涉及到的节点主要分为三类:非联网节点、联网节点和服务器。其中联网节点表示Ad Hoc网络中可以连接到2G/3G/4G网络的节点,非联网节点表示不能接入蜂窝网的节点。设计的目标是实现移动终端下的多用户文件共享。多个移动终端节点可以自行组织成Ad Hoc网络,这些节点可以在网络中自行分享文件,包括图片、视频等;若是该网络中有节点可以连接到服务器,则这个网络中的非联网节点都可以通过该节点和服务器实现文件共享。FileShare系统的网络拓扑图的一种状态[5],如图1所示。
1.2 系统的运行流程
FileShare文件共享系统在Ad Hoc网络中的运行流程如图2所示,其中节点A,B,C,D均为移动终端节点。FileShare系统的运行流程如下[6]:
(1)当节点A的共享目录中有变化时,发送文件;
(2)节点B,C,D确认该文件是有效文件,并接收文件数据包,保存到程序中;
(3)节点A收到了反馈包,开始发送一定量的冗余数据包;
(4)节点C,D收到了冗余数据包,并与原有的包整合,解码恢复出原文件,并写到本地共享文件夹中。
从上述的运行流程可知,文件共享系统主要包括以下内容:实时监听并处理共享文件夹中的内容的变化,文件编码管理,发送过程管理,接收过程管理,反馈包监听及管理,本地读写文件等。
图2中的节点可以是非联网节点,也可以是联网节点,它们自行组织成网络进行文件共享。考虑到网络中会存在可以连接到服务器的节点,这样通过联网节点的桥梁作用,就可以实现非联网节点和服务器的间接信息交换和文件共享。本文在调研了Seafile的详细信息后,将本文设计的FileShare系统与Seafile软件进行有效结合,以达到上文提到的三类节点可以方便地共享文件的目的。
1.3 可靠广播机制设计
为了加快网络中文件共享的速度及减少网络中的数据量,本文选用了UDP广播技术,并基于UDP的不可靠性,进行了改进,提出了可靠广播机制。本文中广播的可靠性主要依赖于FEC编码机制和反馈重传机制。反馈重传机制的原理:接收方在发生丢包现象时可以和发送方沟通,告诉发送方自己丢包的数量。FEC编码机制的主要思想是根据n个文件数据包,编码生成k个冗余数据包,而接收方只要收到这n+k个中任意n个数据包,就可以纠错恢复出原数据。
1.4 模块设计
文件共享系统共分为八大模块,分别为共享文件夹管理模块、文件分块和合并模块、文件编解码模块、发送模块、接收模块、反馈包管理模块、文件读写模块和日志输出模块,各模块之间的关系如图3所示。
(1)共享文件夹管理模块。在/sdacrd下面新建一个共享文件夹SharedFiles作为所有节点的共享文件夹,同时采用FileObserver对该文件夹及其内容的相关事件如创建、修改、写完后关闭和删除等进行监听,监听的范围包括共享文件夹及其内部的所有子目录和子文件。
(2)文件分块、合并模块。对大文件分块,小文件合并的方法。要将大文件分块发送,总的来说就是分为两层发送,首先将文件分成固定大小的文件块,最后一块大小可以不固定,然后逐块发送。在每块发送的过程中考虑到UDP发送的机制,将一块数据分成固定大小的文件数据包在UDP中广播。
(3)文件编解码模块。对于大文件来说文件要进行分块,小文件是合并后分块发送的,所以文件的编解码是以文件包为单位进行的。
(4)发送模块。待发送的文件要先放入发送队列,当发送队列满足一定的条件时,队列中的文件才会被发送。使用Ad Hoc网络,节点的IP地址在移动终端启动Ad Hoc模式时已经指定。
(5)接收模块。接收模块作为一个单独的线程在程序运行时就会开启,直到程序运行结束,才会关闭该线程。
(6)文件读/写模块。本系统的主要功能是实现文件共享,系统中对本地文件的读/写非常频繁。采用类似Java自带的读取文件类FileInputStream和BufferedInputStream,文件读取一般采用顺序读取的方式,将一定大小的二进制数据放到文件数据包中,函数为read(data,0,block_length)。
(7)反馈包管理模块。反馈包的作用就是通知发送者本节点的丢包情况。UDPpacket的发送都是采用广播的方式,所以对于其他节点发送的反馈包,节点都可以收到,并保存到其他节点反馈包列表中。
(8)日志输出模块。日志输出模块主要记录系统运行时的各种信息,包括共享文件的信息,发送、接收过程中产生的数据信息,控制信息,编解码信息等。系统将这些信息写到日志文件中,以便系统的调试和后续做实验时的记录。在该系统中各个模块之间有相互调用的关系。
1.5 数据库设计
系统采用的数据库是Android自带的数据库SQLite。数据库的相关操作如创建、打开、删除数据库以及创建、删除、添加、查询数据表等,均是利用Android数据库帮助类SQLiteOpenHelper实现的。系统在发送信息时采用的是UDP广播的方式,以提高发送效率,减少发送方的重传次数以及发送多类不同的信息,方便彼此之间通信。
2 系统实现
系统使用了Seafile服务器和其部分代码,使得非联网节点可以通过联网节点和服务器实现文件共享。在Ad Hoc网络内部实现文件共享时,完全使用的是FileShare系统提供的功能。当节点要和服务器通信时,主要使用的是Seafile的功能。两个软件结合后形成的新系统可以实现非联网节点、联网节点和服务器的文件共享和全网同步,而且系统中加入服务器后,可将多个Ad Hoc网络连接成一个大的网络。
加入服务器节点后,网络中的联网节点作为中转节点,负责非联网节点和服务器的通信,非联网节点可以通过它将文件上传到服务器,或者从服务器下载文件。在实现全网同步的过程中,联网节点的操作步骤和非联网节点是有差别的。
图4(a)是文件共享系统FileShare的主界面,该程序运行时就会自动对共享文件夹进行监控,所以界面只设计了两个按钮,同步和停止。同步按钮用于实现本节点与联网节点的同步功能;图4(b)是192.168.1.12这个节点在共享大文件时(指定大于100 KB文件为大文件)的界面图,界面主要显示了共享过程信息。图4(c)是192.168.1.17这个节点接收大文件的示意图,界面主要显示了接收过程信息,包括收到文件每个块的数据包数量、发送反馈包、接收数据包、写文件到本地、接收文件的时间等。图4(d)是节点发送小文件的界面图,和发送大文件不同的是文件不需要分块,只有一块且首次发送的数据包小于100个。
3 功能测试及实验结果分析
在实验过程中用到的实验设备为多台Intel手机和一台Seafile服务器。其中Intel手机的参数为:型号为Intel mfld_pr3、操作系统为Android4.04、内核版本为3.08、网络接口为Ad Hoc、手机内存为1 GB。
3.1 Ad Hoc网络内部文件共享实验
实验中选定了多个大小不同的文件作为共享文件,这些文件的大小分别是10 B,100 B,1 KB,100 KB,200 KB,500 KB,1 MB,4 MB和10 MB。
3.1.1 Ad Hoc网络中一个节点主动共享文件实验
实验中主动共享文件的节点只有一个,其他节点只负责接收文件和反馈相应的文件包丢失信息。具体的操作步骤是:多个Intel手机安装程序FileShare;然后选定其中一个手机节点作为主动共享文件的节点,该节点在共享文件夹中放入不同的文件,其他节点不做任何操作;当其他节点接收文件成功后,记录下各文件花费的时间。在该实验的过程中,将网络中的节点数量设为2个,3个,4个,6个,分别做了对比实验,接收文件花费的时间如图5所示。
通过上述实验,一方面验证了本系统的功能,包括对共享文件夹的监听,文件夹内不同操作触发的不同事件的处理、发送、接收过程以及反馈包的管理等。另一方面,从图5中可以看到,节点在发送不同大小的文件时,从几B到10 MB,系统均运行正常,从曲线可以看出,接收时间是随着文件大小变化而变化的;而且一个节点在共享不同文件时,网络中节点数量为2个,3个,4个和6个的接收时间曲线几乎是重合的。这就说明在本系统中当Ad Hoc网络中主动共享文件的节点数量是一个时,各节点接收文件的时间并不会随着网络中总节点个数的增加而增大。
3.1.2 Ad Hoc网络中节点数量固定,增加主动共享文件节点数量实验
本实验中设定网络中总节点数量为固定值4个,当主动共享文件的节点数不同时分别做实验,测试节点接收不同文件花费的时间,具体实验数据不再列出,直接制成图6进行分析。
从图6可以看到,当网络中的节点固定,主动共享文件的节点不同时,共享同一个文件所花费的时间不同。根据实验过程分析得出,多个节点同时共享文件时,由于网络中各个节点是平等的,每一个节点占用的带宽大体是一样的,这就导致多个文件几乎在同一时间收到。所以当网络中有多个节点发送文件时,接收节点在收到第一个文件时,几乎同时会收到第二个,第三个文件。
3.2 手机节点与服务器文件共享实验
3.2.1 非联网节点上传文件到服务器实验
非联网节点通过联网节点将文件上传到服务器,并记录整个过程产生的数据。实验的具体过程如下:A在自己本地的共享文件夹中放入新文件共享,另外两个节点收到文件后记录接收文件花费的时间,并判断该节点是否可以连接到服务器,如果可以,则该节点向服务器发送文件,服务器接收成功后,会将接收文件的时间返回给联网节点,联网节点将其记录下来。如图7所示为非联网节点共享不同大小的文件时,不同节点(非联网节点、联网节点、服务器)接收不同文件花费的时间。通过实验,证明本系统实现了非联网节点将文件上传到服务器的功能,在一定程度上提高了文件共享的效率。
3.2.2 非联网节点获取服务器文件实验
联网节点从服务器下载文件,然后传送给非联网节点,并记录整个过程中产生的数据。实验的具体过程如下:联网节点从服务器下载文件,记录下载的时间,并将该文件在Ad Hoc网络内广播,其他节点在收到文件后,记录接收的时间。联网节点从服务器下载不同文件,并传送给非联网节点花费的时间图,如图8所示。
从图8中可以看到当文件从联网节点传送到非联网节点时,花费的时间同上一节实验中统计出的数据并没有太大的差距。该文件共享系统不仅使非联网节点可以和服务器进行文件共享,而且在一定程度上提高了文件共享的效率。
4 结论
首先通过对现存的移动终端间的文件共享系统调研,指出普通的移动终端文件共享系统,大部分需要节点连接到Internet,其本质还是移动终端通过网络与服务器的节点进行文件共享。共享文件的发送节点和接收节点之间并不进行直接的通信,只能通过服务器实现文件共享。这种集中式的,必须有服务器节点的文件共享系统,在有些现实生活中的场景中并不能满足用户对文件共享的需求。针对这类场景,提出了新型移动终端的文件共享系统FileShare,该文件共享系统主要解决密集环境中用户同时请求服务器的问题和用户在无网络环境中彼此共享文件的问题。在没有网络的环境中,节点可以自行组织成网络,利用该系统在网络内部实现文件共享;如果是多个用户在同一个地方同时想要请求服务器上的文件,该系统可以在网络中选择一个较好的节点,让其从服务器获取文件,然后在网络内部将文件分发给其他节点,这样既可以解决网络拥堵的问题,又为用户节省了流量。
摘要:文件共享作为人们工作学习中最有效的方式之一,但是在网络状况不好甚至是没有网络的时候用户想要共享文件是不能实现的,针对此问题,提出了一个在移动终端上实现的文件共享系统。在本系统中,用户可以自行组织成网络进行文件共享,不必考虑外部的网络环境,通过底层使用Ad Hoc网络,在网络内部使用UDP广播,可实现各节点快速的文件共享。通过无线局域网内部的文件共享实验,证实了该系统的性能不会因为网络中节点数目的增加而下降;通过移动终端节点和服务器节点文件共享的实验,证实不能连接到服务器的节点也可以和服务器实现文件共享,而且与每个节点都要主动和服务器共享文件的情况相比,提高了文件共享的效率。
关键词:文件共享,Ad Hoc,可靠广播,无线局域网
参考文献
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