4.2移动自如的WIFI
4.2.1什么是 Wi-Fi
Wi-Fi 是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技 术，通常使用 2.4G UHF 或 5G SHF ISM 射频频段。连接到无线局域 网通常是有密码保护的；但也可是开放的，这样就允许任何在 WLAN 范围内的设备可以连接上。 Wi-Fi 是一个无线网络通信技术的品牌，由 Wi-Fi 联盟所持有。 目的是改善基于 IEEE 802.11 标准的无线网路产品之间的互通性。有 人把使用 IEEE 802.11 系列协议的局域网就称为无线保真。甚至把 Wi-Fi 等同于无线网际网路（Wi-Fi 是 WLAN 的重要组成部分）。
无线网络在无线局域网的范畴是指“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，以前通过网线连接电 脑，而 Wi-Fi 则是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器， 那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用 Wi-Fi 连 接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条 ADSL 线路或者别的上 网线路，则又被称为热点。
无线网络上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、 平板电脑和笔记本电脑都支持 Wi-Fi 上网，是当今使用最广的一种无 线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，就如 在开头为大家介绍的一样，使用无线路由器供支持其技术的相关电脑， 手机，平板等接收。手机如果有 Wi-Fi 功能的话，在有 Wi-Fi 无线信 号的时候就可以不通过移动联通的网络上网，省掉了流量费。
无线网络无线上网在大城市比较常用，虽然由 Wi-Fi 技术传输的 无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有 待改进，但传输速度非常快，可以达到 54Mbps，符合个人和社会信 息化的需求。Wi-Fi 最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条 件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，并且由于发射信号功 率低于 100mw，低于手机发射功率，所以 Wi-Fi 上网相对也是最安全 健康的。
但是 Wi-Fi 信号也是由有线网提供的，比如家里的 ADSL，小区宽 带等，只要接一个无线路由器，就可以把有线信号转换成 Wi-Fi 信号。 国外很多发达国家城市里到处覆盖着由政府或大公司提供的 Wi-Fi 信号供居民使用，我国也有许多地方实施”无线城市“工程使这项技 术得到推广。在 4G 牌照没有发放的试点城市，许多地方使用 4G 转 Wi-Fi 让市民试用。
4.2.2Wi-Fi 的组成结构
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台 AP，如此便能 以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复 杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可 不要 AP，只需要每台电脑配备无线网卡。
AP 为 Access Point 简称，一般翻译为“无线访问接入点”，或 “桥接器”。它主要在媒体存取控制层 MAC 中扮演无线工作站及有线 局域网络的桥梁。有了 AP，就像一般有线网络的 Hub 一般，无线工 作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用，Wi-Fi 更显优势，有线宽带网络(ADSL、小区 LAN 等）到户后，连接到一个 AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个 AP 已 经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享 的方式上网。
随着无线网络的不断兴起和发展，2010 年无线网络模块的应用领 域相当广泛！
但是 Wi-Fi 模块毕竟是一高频性质的产品，它不象普通的消费类 电子产品，生产设计的时候会有一些莫名其妙的现象和问题，让一些 没有高频设计经验的工程师费劲心思，有相关经验的从业人员，往往 也是需要借助昂贵的设备来协助分析。
对于无线网络部分的处理，有直接把 Wi-Fi 部分 Layout 到 PCB 主板上去的设计，这种设计，需要勇气和技术，因为本身模块的价格 不高，主板对应的产品价格不菲，当有 Wi-Fi 部分产生的问题，调试 更换比较麻烦，直接报废可惜；所以很多设计都愿意采用模块化的 Wi-Fi 部分，这样可以直接让 Wi-Fi 部分模块化，处理起来方便，而 且模块可以直接拆卸，对于产品的设计风险和具体的耗损也有很大帮 助。
具体的硬件设计应该和相关 Wi-Fi 模块咨询时,要考虑清楚以下 方面：
通信接口方面：2010 年基本是采用 USB 接口形式，PCIE 和 SDIO 的也有少部分，PCIE 的市场份额应该不大，多合一的价格昂贵，而 且实用性不强，集成的很多功能都不会使用，其实也是一种浪费。
供电方面：多数是用 5V 直接供电，有的也会利用主板设计中的 电源共享，直接采用 3.3V 供电。
天线的处理形式：可以有内置的 PCB 板载天线或者陶瓷天线；也 可以通过 I-PEX 接头，连接天线延长线，然后让天线外置。
规格尺寸方面：这个可以根据具体的设计要求，最小的有 nano 型号（可以直接做 nano 无线网卡）；有可以做到迷你型的 12*12 左 右（通常是外置天线方式采用）；通常是 25*12 左右的设计多点（基 本是板载天线和陶瓷天线多，也有外置天线接头）。
跟主板连接的形式:可以直接 SMT,也可以通过 2.54 的排针来做插 件连接（这种组装/维修方便）。
软件的调试要结合具体的方案主控，毕竟 Wi-Fi 部分仅仅是一个 无线的收发而已。很多用户在咨询的时候，很容易混淆！可以说，2013 年 Wi-Fi 模块应用最火爆的领域就是 MID 市场，同时传统的一些网络 领域应用市场也有渗透，比如一些工业控制领域/网络*放播**领域/甚至 一些遥控领域也有在考虑的，基本上是能用到网络的部分都希望尝试 无线化！
4.2.3Wi-Fi 的主要特性
无线风行，Wi-Fi 也成了‚巨星‛。Wi-Fi 可谓是‚金盔铁甲‛， 从八个方面全面包装自己。下文分别从带宽，信号，功耗，安全，融 网，个人服务，移动特性，客户端全方位为您剖析 Wi-Fi 的独到之处。
1．更宽的带宽
虽然 IEEE 启动了两个项目打算将 802.11 标准数据速率提高到千 兆或几千兆，但至今也还没有形成初稿。
更实际一点的是 802.11n 标准将数据速率提高了一个等级，可以 适应不同的功能和设备，所有 11n 无线收发装置支持两个空间数据流， 发送和接收数据可以使用两个或三个天线组合，苹果最新的 Wi-Fi iPod Touch 就含有一颗博通（Broadcom）的无线芯片，支持 11n 标 准。
很快将会有芯片支持三、四个数据流，数据速率可以分别达到 450Mbps 和 600Mbps。2009 年初，Quantenna 通信表示它已经研制成 功 4x4 芯片，可以承载高清数字电视信号流。
Wi-Fi 设备供应商 Ruckus 无线的共同创始人及 CTO William Kish 说：‚虽然不会有很多客户端设备支持 4 个空间流，只要正确设计访 问点，将可以利用 600Mbps 物理层数据速率，实现高速无线骨干网。‛
你可以通过 802.11s 标准将这些高端节点连接起来，形成类似互 联网的具有冗余能力的 Wi-Fi 网络。
2．更强的射频信号
11n 中更多可选的性能特性将会出现在无线芯片中，无线客户端 和无线访问点利用这些芯片可以使射频（RF）信号更具弹性，稳定和 可靠，换句话说更象一个电线。
无线芯片制造商 Atheros 公司的 CTO William McFarland 说：‚新 的 11n 物理层技术将使 Wi-Fi 功能更强大，在给定范围内数据传输速 率更高，传输距离更长‛。
这些性能特性包括：低密度奇偶校验码，提高纠错能力；发射波 束形成，它使用来自 Wi-Fi 客户端的反馈，让一个访问点集中处理客 户端的射频信号；空间时分组编码（STBC），它利用多重天线提高信 号可靠性。
McFarland 说：‚如今你带着一个有 Wi-Fi 功能的笔记本绕建筑 物一周，你会发现数据速率下降或消失，但使用 STBC 后，连接将会 继续工作‛。
3．Wi-Fi 功耗更低
802.11n 在功耗和管理方面进行了重大创新，不仅能够延长 Wi-Fi 智能手机的电池寿命，还可以嵌入到其它设备中，如医疗监控设备， 楼宇控制系统，实时定位跟踪标签和消费电子产品。可以不断地监测 和收集数据，可基于用户的身份和位置进行个性化。
网络世界（Network World）博主 Craig Mathias 写道‚其它现 代射频技术不能做到的，现在 Wi-Fi 都能做到了‛。
Atheros 的 McFarland 说：‚随着企业无线局域网的建设，这些 基础设施已经到位，现在只需要添加低功耗传感器就可以了‛。
嵌入式 Wi-Fi 无线数据通信厂商首脑会议宣布的 802.11a 无线通 信以各种插件形式提供，让设备使用不拥挤的 5GHz 波段，Gainspan 提供的 11b/g 无线设备带有一个 IP 软件堆栈，电力消耗非常低，一 块标准电池可以运行几年，Redpine Signals 提供了一个单流嵌入到 11n 无线通信中。
4．改进的安全性
互联网最具破坏性的影响是通过盗窃身份证明，拒绝服务攻击， 侵犯隐私，刺探以及缺乏相应的信任手段对用户造成的伤害，移动网 络使这一情况变得更糟，如果用户信任当前打开的 Wi-Fi 连接，有可 能使他们遭受毁灭性的风险。 IEEE 已经批准了 802.11w 标准，它保护无线管理帧，使无线链路 更好地工作，Networks 公司首席分析师 Matthew Gast 说：‚Wi-Fi 客户端现在可以接收和采用‘落地网络’信息，在此之前这个信息可 能是由攻破访问点的黑客利用 MAC 地址伪造的，11w 标准切断了这种 攻击‛。
Aruba Network公司战略营销主管 Michael Tennefoss说：‚Wi-Fi 将会使用基于身份的安全，在 Wi-Fi 网络中，安全策略与用户关联， 而不是与端口关联的，这样的好处是用户可以在家，办公场所，酒店， 分支机构和公共场所移动，安全性不会受到影响‛。
5．Wi-Fi 信号图
据英国《每日邮报》6 月 19 日报道，英国纽卡斯尔大学博士生路 易斯·赫南（Luis Hernan）日前绘制出一系列展现人类周围无形网 络 Wi-Fi 连接情况的图，这些盘旋围绕的明亮光束犹如幽灵。
赫南首先利用定制的仪器为 Wi-Fi 信号拍照，以展现它们。这套 仪器可持续扫描 Wi-Fi 网络，然后将信号强度变成彩色发光二极管。 赫南最终获得缠绕卷曲的彩色光线条纹。
4.2.4Wi-Fi 的应用领域
Wi-Fi 的应用领域主要有以下几个方面。
1．网络媒体
由于无线网络的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的， 因此 WLAN 无线设备提供了一个世界范围内可以使用的，费用极其低 廉且数据带宽极高的无线空中接口。用户可以在 Wi-Fi 覆盖区域内快 速浏览网页，随时随地接听拨打电话。而其它一些基于 WLAN 的宽带 数据应用，如流媒体、网络游戏等功能更是值得用户期待。有了 Wi-Fi 功能我们打长途电话（包括国际长途）、浏览网页、收发电子邮件、 音乐*载下**、数码照片传递等，再无需担心速度慢和花费高的问题。 Wi-FiWi-Fi 技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的 短距离无线技术。
2．掌上设备
无线网络在掌上设备上应用越来越广泛，而智能手机就是其中一 份子。与早前应用于手机上的蓝牙技术不同，Wi-Fi 具有更大的覆盖 范围和更高的传输速率，因此 Wi-Fi 手机成为了 2010 年移动通信业 界的时尚潮流。
3．日常休闲 2
2010 年无线网络的覆盖范围在国内越来越广泛，高级宾馆、豪华 住宅区、飞机场以及咖啡厅之类的区域都有 Wi-Fi 接口。当我们去旅 游、办公时，就可以在这些场所使用我们的掌上设备尽情网上冲浪了。 厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热 点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点” 所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至 100 米的地方，用户 只要将支持 Wi-Fi 的笔记本电脑或 PDA 或手机或 psp 或 ipodtouch 等 拿到该区域内，即可高速接入因特网。
在家也可以买无线路由器设置局域网然后就可以痛痛快快的无 线上网了。 无线网络和 3G 技术的区别就是 3G 在高速移动时传输质量较好， 但静态的时候用 Wi-Fi 上网足够了。
无线网络的规模商业化应用，在世界范围内罕见成功先例。问题 集中在两个方面：一是大型运营商对这一模式的不认可；二是本身缺 乏有效的商业模式。但基于无线网络技术的无线局域网已经日趋普及， 这意味将来可以十分方便的应用。一旦存在 Wi-Fi 网络的公众场合， 解决了运营商的互联互通、高收费、漫游性的问题，Wi-Fi 将来从一 个成功的技术转化为成功的商业。
4．客运列车
2014 年 11 月 28 日 14 时 20 分，中国首列开通 WiFi 服务的客运 列车——广州至香港九龙 T809 次直通车从广州东站出发，标志中国 铁路开始 WiFi（无线网络）时代。 列车 WiFi 开通后，不仅可观看车厢内部局域网的高清影院、玩 社区游戏，还能直达外网，刷微博、发邮件，以 10-50 兆的带宽速度 与世界联通。
5．公共厕所
重庆南岸区 2016 年将修建 20 座带有免费 WIFI 功能的公厕。