在应用层,UDP协议可以发送广播包,所以,APP或者PC程序,发送一个UDP数据包,在包中放置SSID跟密码,然后插座接受到该包之后,解析包,获得SSID跟密码,就可以配置自己,链接路由器了。
花了五个小时分析了汉枫的模块SmartLink的实现细节;
协议用了UDP广播数据包,手机向本地广播地址,端口49999,发送特定编码的数据包;
显然,模块可以嗅探到该数据包,无线数据包中已经包含了SSID,以及加密方式,所以,模块仅仅需要从数据包中推算出密码,就可以成功连接本地AP了。
汉枫用了一个很傻的效率较低的协议;
将每一个密码字符编码为UDP包负载的字节数,一个回车,一个换行以及密码字节数;
一个会话发送四次,再发送仅包含smartconfig的字符串的UDP包,如果模块配置成功,则回复包含mac地址的UDP包,手机从而知道了mac地址跟IP地址。
看似复杂,但仍然很容易猜测到,所以说很傻;
其实单数据包编码所有密码发送,效率最高,smartlink速度最快。。
此次协议分析,也让我得到了一个很可怕的结论,如果明文发送密码,那即使别人不知道WIFI密码,也可以嗅探到明文数据包,很为手机软件的安全性担心
目前主流的无线WIFI网络设备80211a/b/g/n/ac:
传统 80211
80211a
80211b
80211g
80211n
表1
80211ac
表2
不管是80211b/g还是80211a/b/g/n/ac一般都支持13个信道。它们的中心频率虽然不同,但是因为都占据一定的频率范围,所以会有一些相互重叠的情况。了解这13个信道所处的频段,有助于我们理解人们经常说的三个不互相重叠的信道含义。
信道也称作通道(Channel)、频段,是以无线信号(电磁波)作为传输载体的数据信号传送通道。无线网络(路由器、AP热点、电脑无线网卡)可在多个信道上运行。在无线信号覆盖范围内的各种无线网络设备应该尽量使用不同的信道,以避免信号之间的干扰。
下表是常用的 24GHz频带的信道划分。实际一共有14个信道(下面的图中画出了第14信道),但第14信道一般不用。表中只列出信道的中心频率。每个信道的有效宽度是 20MHz,另外还有2MHz的强制隔离频带(类似于公路上的隔离带)。即,对于中心频率为 2412 MHz 的1信道,其频率范围为2401~2423MHz。
当然,实际的电磁波谱使用规定因国家不同而有所差异,以上只是举个例子。而且,20MHz的信道宽度也只是“有效带宽”,因为实际上一个信道在其中心频率两侧有很宽的延展,但是超过10MHz以外的部分强度很弱,基本无用。这个就属于比较专业的通信原理问题了。
从下图很容易看到其中 1、6、11 这三个信道之间是完全没有交叠的,也就是人们常说的三个不互相重叠的信道。每个信道 20MHz 带宽。图中也很容易看清楚其他各信道之间频谱重叠的情况。
另外,如果设备支持,除 1、6、11 三个一组互不干扰的信道外,还有 2、7、12;3、8、13;4、9、14 三组互不干扰的信道。
世界各个地区WIFI 24G及5G信道一览表
24 GHz(单击查看清晰原图)
5 GHz (单击查看清晰原图)
史上最全最详细无线通信频率分配表
1、5G NR (标准未完成,建议关注)
2、LTE/LTE-Advanced/LTE-Advanced Pro
3、 WCDMA/HSPA/HSPA+
4、TD-SCDMA
5、GSM/GPRS/EDGE/ EDGE Evolution/VAMOS
备注:
P-GSM,基准GSM-900频带
E-GSM,扩展GSM-900频带(包括基准GSM-900频带)
R-GSM,铁路GSM-900频带(包括基准和扩展GSM-900频带)
T-GSM,集群无线系统-GSM
ER-GSM900,即为Extended Railway GSM 900, 在原铁路通信系统的基础拓宽了其频率范围(TX:873-915,RX:918-960)。
6、CDMA2000 1xEV-DO/CDMA2000 1xRTT/ 1xAdvanced
7、WiMAX/WiMAX Advanced
8、公共安全领域
9、低功耗广域物联网(LPWAN)
10、其它无线连接
11、全球卫星导航系统(GNSS)
12 、国内频谱分配情况
三大运营商频率划分
注:
来自 >
WiFi模块的使用其实需要了解实际的应用方案,工程师都支持WiFi模块大致的分为三大类,USB WiFi模块、AP/Router WiFi模块、UART WiFi模块,若平台需要通过这些接口USB,PCIE,SDIO进行通讯,则选择做从设备的USB WiFi模块;若是想将4G信号转换为WiFi信号,则选择AP/Router WiFi模块;若是想做时下热门的物联网应用,则可以优先考虑UART WiFi模块;因为不知道您这边具体是做一个什么应用,所以,小编就以时下热门的物联网应用智能插座方案举个例子:
智能插座方案主要以串口WiFi模块为基础,实现无线数传、控制等功能。方案包括:1) 硬件参考设计;2)云平台服务;3)iOS,Android APP设计服务;4)嵌入式软件服务;5)WiFi模块WU106。
智能插座方案说明:手机APP通过路由器连接WiFi,控制内置串口WiFi模块的WiFi智能插座,实现不同的功能,比如可以定时,延时,自动报警;通电、断电以及usb充电,网络远控,电量统计,节能省电……等 *** 作;在WiFi辐射范围外,也可以通过云端来实现控制,希望能够帮助到您。
L107核心模组是一款基于台湾MTK MT7688/MT7628通用的WiFi智能模块,符合IEEE的80211 b/g/n标准,可支持5个Ethernet有线 接口可配置WAN/LAN,1路USB Host接 口,1路SD卡接口,1路音频IIS接口,串行通讯IIC接口,串行UART接口3路,若干个GPIO它可以适用于很多场合比如:有线转WiFi、4G转WiFi、吸顶AP、4G路由器、无线音箱、无线存储扩容、无线图传、数据透传等等;通过FCC CE RoHs等相关认证。◆MIPS架构CPU主频580M
◆支持64MB/128MB/256MB DDR2
◆支持8MB/16MB/32MB SPI Flash
◆超小体积40×25x30mm,采用邮票接口(半孔工艺)
◆WiFi信号可以使用I-PEX引出或邮票孔引出非常灵活
◆只需供电3V3系统即可正常启动不需要增加任何外围很好的减少成本
◆无线+有线路由器方案
◆无线支持80211b/g/n MT7688速率150MBPS,MT7628速率300MBPS
◆有线支持1WAN与4LAN,10M/100M 自适应,可以支持5有线网口
◆适中的RF功率消耗
◆480Mbps 的高速USB 20 Host接口
◆3 路UART(推荐UART0 专用于系统Debug)
◆I2S 数字音频接口
◆I2C 串行通信接口
◆TF卡存储接口
◆若干个GPIO可以通过软件配置模式
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全屋Wi-Fi是中国电信为家庭用户提供的家庭Wi-Fi网络覆盖类产品,包括标准场景Wi-Fi覆盖、特殊场景(阳台、卫浴、花园)Wi-Fi覆盖、Wi-Fi调优等,为用户提供一站式智能家庭标准化服务解决方案。
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把WiFi用于M2M连接的主要优点是使用现有网络、速率高(WiFi的速率大大超过处理遥测所需的数据量)、前后兼容性好。
WiFi现在是一种用得较多的无线技术。除了在笔记本电脑中,目前在许多网络设备(Cisco的所有路由器和交换机)中也增加了处理80211协议的能力,就像处理以太网和IP一样方便。由于WiFi在企业中已经非常普遍,故自然会考虑选用它来提供M2M连接。目前,诸如Airespace、TrapezeNetworks等无线交换机厂商,已经推出能够实时跟踪器具的软件。Intel出资的新兴公司Bluesoft甚至已经在销售基于80211b的RFID标记,一片小小的用电池供电的网络接口卡。
使用WiFi的缺点包括功耗大、成本高、协议开销大、需要接入点。目前在一个器具上增加WiFi至少需要15美元。Bluesoft标记的价格是65美元。虽然成本还会下降,但近期仍只能用于跟踪价值较高的资产。一个仓库可能只会把Bluesoft标记用于它的铲车,而不会用于铲车搬动的箱子。WiFi是一个无中继转发能力的单跳网,器具只能连接到接入点(AP)。AP之间的连接、AP与其它网络的连接往往通过常规的有线以太网。如果已经用于其它以太网业务的同一布线再用作WiFi回传,就需要进行认证或把WiFi无线数据包隔离开。要不,你就不得不安装新的缆线和交换机。
认知无线电/认知无线网络起源于Joseph Mitola攻读博士期间的研究工作,在其博士论文中,Mitola将认知无线电定义为“the integration of model-based reasoning with software radio technologies”,认为认知无线电是智能计算和无线通信这两个学科交叉融合的产物[1] 。随后,美国的FCC和DARPA分别启动了多项计划,对认知无线电和动态频谱接入问题进行深入研究;欧盟的端到端重配置计划(E2R: End to End Reconfigurability Project)也启动了对认知概念在技术和经济领域等各方面问题的研究。Simon Hakin在2005年发表了关于认知无线电的著名文章“Cognitive radio: brain-empowered wireless communications”[2] ,主要从信号处理和自适应过程的角度对认知无线电技术的框架结构进行了较为完善的分析。此后,许多有名的大学和研究机构也展开了相关技术的研究和实验平台的开发,认知无线电的概念也被扩展为认知无线网络,指利用认知原理来提高各种资源(频谱、功率等)使用效率的无线网络[3] 。在频谱管理部门的带动下,一些标准化组织也先后开展了一系列标准制定工作以推动该技术的发展。目前涉及认知无线电/认知无线网络标准制订的组织和行业联盟主要是美国电气电子工程师学会(IEEE)、国际电信联盟(ITU)和软件无线电论坛(SDR Forum)等。
认知无线网络中,主(授权)用户指那些对某段频谱的使用具有高优先级或合法授权的用户,次级用户是指那些低优先级的用户。次级用户对频谱的使用不得对主用户造成干扰,因此要求其能快速、可靠地感知主用户使用授权频谱的情况。次级用户必须具备认知能力,因而称其为认知用户,在网络结构中则表示为认知节点。认知用户的频谱感知主要包括在某个频段上检测主用户存在与否(主用户信号检测)和估计认知用户对主用户接收机可能造成的附加干扰(干扰温度估计)两个任务[4] 。更进一步的可能要求是频谱感知还应区分主用户信号的种类(空中接口分类)[5] 。目前大部分频谱感知的研究都集中在最重要的主用户信号检测上。
1 频谱感知的基本方法
主用户信号检测的单节点频谱感知基本方法通常分为三类:
第一类为相干检测。如果知道主用户信号的结构特征(如导频、前导或同步消息等),匹配滤波器加门限检测的方法是最优的主用户信号检测方法。相干检测可获得精确的频谱感知结果,但其缺点也很明显,必须知道主用户信号的先验知识,而且当认知无线网络运行在很宽的频段上时,实现许多类型的授权信号的相干检测成本太高,几乎不可实现。
第二类为能量检测。在感兴趣频段上测量某段观测时间内接收信号的总能量,如果能量低于某个设定门限则声明该频段为白空间。与相干检测相比,能量检测需要更长的感知时间以达到同样的感知效果,但低成本、易实现的特性使其受到认知无线网络中频谱感知技术的青睐。
以上基于信号检测技术的两种频谱感知方法,有很好的理论基础[6] ,性能分析已比较完善。
第三类为特征检测[7] 。能量检测的最大缺点是它不能区分接收到的能量是来自主用户信号还是噪声,在低信噪比环境中的频谱感知结果尤其不可靠。在主用户信号的载波频率、调制类型或循环前缀等某些特征已知时,利用信号的期望和自相关函数呈现出来的周期性(循环平稳谱相关特性),可将信号能量与噪声能量区分开来,突破能量检测的瓶颈。文献[8] 还分析实际情况下有限的数据长度对循环谱特征检测的影响。实现复杂度远高于能量检测是制约特征检测在频谱感知中应用的最主要缺点。
此外,2003年底FCC频谱政策工作组提出了干扰温度模型[9] ,意在对无线环境中的干扰源进行量化和管理。干扰温度限提供了特定地理位置在某一感兴趣频段上接收机能够顺利工作的最差环境的特征描述。根据干扰温度模型,认知用户若能确定其对主用户接收机造成的附加干扰量并加以限制,使主用户接收机所受的总干扰(含噪声)不超过干扰温度限,则认知用户可与主用户运行在同一频段上。可以看出,基于主用户信号检测的频谱感知意在避开主用户,而基于干扰温度模型的频谱感知则试图与主用户同时并存于同一个频段,这是两者最大的区别。文献[10] 定义了已知和未知主用户信号参数时干扰温度的理想模型和一般模型,并从通信容量的角度分析了如何来最优地选择认知系统的工作带宽和发送功率。但干扰温度模型存在两个需要解决的难题:其一为在主用户发送信号存在的情况下如何测定其接收机的噪声水平,其二为在主用户接收机位置未知的情况下如何估计认知用户对它可能产生的干扰。降低问题难度的一种可能办法是让主用户系统来辅助认知系统的频谱感知,如文献[11] 中要求主用户接收机在工作过程中持续发送指示信号。另一个需要考虑到的是,认知用户和主用户共存于同一个频段时,认知系统的通信过程中也会受到授权系统的干扰,所以认知系统能获得的通信容量可能非常有限[10] 。
2 协同频谱感知
认知无线网络可通过对多节点感知信息的协同处理来提高频谱感知的效果,这被称为协同(协作、合作)频谱感知。频谱感知性能主要由感知范围、检测时间、检测概率、虚警概率等几个相互关联的指标来衡量,协同频谱感知可利用空间分集增益改善上述指标,解决单节点感知中难以克服的多径深衰落、阴影衰落和隐终端等难题[4] ,同时也可减轻对单个节点感知灵敏度的要求,降低实现成本[12] 。
实现协同频谱感知的方式有两种,即中心式和分布式。
中心式感知:中心单元收集各认知节点的感知信息,负责识别可用频谱,并将频谱可用信息广播给各认知节点或直接控制认知节点的通信参数。文献[13] 中以AP为中心收集、处理各感知节点的硬判决(二进制)结果,通过克服信道衰落效应来提高感知性能,其检测概率和虚警概率的计算在文献[14] 中给出。文献[15] 以主节点(master node)为中心节点合并各感知结果来检测TV信道。文献[16] 则由融合中心(fusion center)根据各认知节点能量检测的结果最终判断主用户在某个频段上的存在与否。
分布式感知:认知节点彼此之间共享感知信息,但独立判断各自的可用频谱。与中心式感知相比,分布式感知的优点是不需要基础结构网络,部署更灵活些。文献[17] 显示一个用户作为另一个用户中继的两用户协同频谱感知可带来35%的捷变增益(所需感知时间减少35%)。文献[18] 进一步将这种分布式感知协议推广到多用户环境中。
无论中心式还是分布式感知,就协同频谱感知的研究内容而言,主要包含以下两个方面:
1)认知节点感知信息的合并处理,即考虑信息融合(fusion)问题。
2)感知信息传递过程的合作,即考虑中继传输问题。Wi-Fi 6(原称:IEEE 80211ax)即第六代无线网络技术,是Wi-Fi标准的名称。是Wi-Fi联盟创建于IEEE 80211标准的无线局域网技术。Wi-Fi 6将允许与多达8个设备通信,最高速率可达96Gbps。电信全屋WiFi的路由器有WiFi6功能,回答仅供参考,更多安徽电信套餐,业务资讯可以关注安徽电信公众号。
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