linux無線網橋詳解

1. DD-WRT簡介

DD-WRT是一款深受用戶喜愛的開源無線路由軟體，它基於linux操作系統，遵循GPLV2許可證。這款軟體起源於2003年，自那時起，它以其豐富的功能特性在路由器軟體市場中獨樹一幟。與常規路由器軟體不同，DD-WRT具備了如XLink Kai游戲協議的支持，這使得游戲體驗更為流暢。它還引入了基於守護進程的服務，為用戶提供更加穩定的服務環境。

DD-WRT注重未來網路趨勢，全面支持IPv6，讓您的網路連接更加現代化。它還具備無線分散式系統功能，無論是作為無線網橋還是無線中繼，都能輕松擴展網路覆蓋范圍。RADIUS功能使得接入控制更為便捷，而先進的服務質量控制則確保了網路資源的合理分配，提升用戶體驗。

對於那些尋求性能提升的用戶，DD-WRT提供了無線輸出功率控制，允許用戶根據需要調整無線信號強度，同時，它還支持超頻能力，幫助您挖掘設備的極限性能。值得一提的是，它還支持SD卡硬體配置，為用戶提供了更多的存儲和擴展選項，使得硬體配置更加靈活多樣。

總的來說，DD-WRT憑借其強大的功能和靈活性，為用戶打造了一個定製化、高效且可擴展的無線網路環境，是路由器軟體中的一款優秀選擇。

DD-WRT是一種可用於某些無線路由器的非商業的第三方固件。功能強大，但是又具有友好的Web管理/配置界面，可以提供很多「原版」路由器不支持的功能，如調整無線發射功率等。

2. 無線遠程監控系統的實現方式

採用單片機是大多數嵌入式系統設計時的首選方案。由於在片上集成有豐富的外設，具有良好的控制能力，單片機天生就是為嵌放式系統度身定做的，在嵌入式市場上占據了最大的份額。
基於單片機的設計方案一般適用於對數據處理要求不高，運算量不大的遠程監控系統。根據需要，單片機可以選用較為低端的4位機或8位機，如8051等，也可選用功能較強的專用晶元，如MSP430FE42X系列。單片機主要用於監測站端的系統控制。片外存儲器一般為RAM、EEPROM和Flash等存儲器；I/O設備一般為鍵盤、LCD等供設計調試用的人機交互介面；感測器一般為話筒、攝像頭、揚聲器和伺服馬達一類的設備。無線通信介面實現相對較為復雜。編解碼器是可取捨的，對於低速率數據一般沒有必要。根據系統的處理任務和信息的類別，編解碼器可選用不同的芯生， 如CMX639（用於音頻）或LD9320等，也可用編程邏輯器件實現。監測站軟體可直接通過C或匯編語言實現，也可在實時操作系統上開發應用軟體。對於低檔的4位或8位單片機，控制能力較低，系統簡單，一般採用直接編寫控制程序的方法。對於功能較強大，各設備間交互復雜的系統而言，大多數是利用操作系統來進行任務管理、設備交互，應用軟體只是完成上層的數據處理等工作。 眾所周知，DSP的數字處理方面能力較強，技術已經很成熟，能處理各種運算的通用、專用晶元也很多。以DSP為核心設計開發的監測站，可以完成高速率數據處理，保證系統實時性方面的要求。
這類設計方案一般適用於數據處理運算量比較大，實時性要求高而對控制能力要求相對較低的監控系統。與以單片機為基礎的監控系統不同的是，DSP除了作控制器以外，還可兼作數據計算、編/解碼之用。對於較復雜的編/解碼以及壓縮解壓運算（比如對圖像視頻數據的處理等）是否仍由DSP完成，須綜合考慮。若DSP在系統控制和實現傳輸協議方面負擔太重，則這部分運算需要由專門的處理晶元完成；若系統控制和傳輸協議較簡單，或根本沒有到上層協議棧，則這部分復雜的運算可由DSP完成。 顯然，這種設計方式吸取了單片機和DSP各自的優點：單片機的特點決定其擅長於控制，DSP的內部結構保證較強的數據處理能力。兩者的組合可實現一些相當復雜的系統功能，但由於系統中採用了兩個處理器，其間的信息交互是設計這類監測站時須著重考慮的問題。只有單片機和DSP之間較好地協同工作，才能充分發揮各自的優點；否則，由於兩者間的協調而耗費了大量資源，整體性能未必高於採用單一處理器的系統。實現單片機和DSP間通信協調的常用方法是採用雙口RAM。
有些DSP或單片機廠家為了擴大晶元的適用范圍，在原有基礎上進行擴展，相互間容入了對方的特點，使同一晶元在數據處理和控制方面同時具有較好的性能。比如Microchip公司推出的dsPIC，使客戶能方便地將單片機的功能轉移到DSP上，推出的產品有dsPIC30FXXX系列。由於DSP和MCU兩個功能模塊在同一晶元內實現，提高了系統的可靠性、降低了監測站的設計難度並節省印製板空間。這類晶元得到廣大用戶的青睞。基於MPU的設計實現方式
設計嵌入式產品的另一可選方案是採用基於微處理器的設計方式。與工業控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高等優點；同時，在該領域技術成熟、產品類型多、選擇空間大，滿足各種性能需求的處理器比較容易獲得。隨著採用RISC體系的高性能MPU（比如採用ARM構架的處理器晶元等）的出現，MPU在嵌入式領域中的地位經久不衰；但是，由於在設計監測站時，電路板上必須包括ROM、RAM、Flash、匯流排介面和各種外設等器件，系統的可靠性將有所下降，技術保密性差，實現難度也較大。
實時操作系統選擇和嵌入式實時軟體開發
已有的實時操作系統（RTOS）種類繁多，軟體結構各異，可適用於復雜程度不同的各種環境，包括循環查詢系統、前後台系統、實時多任務系統和多處理機系統等。具體實例有VxWorks、pSOS、QNX、Palm OS、Windows CE、lynx OS和嵌入式Linux等。選擇適合監測站乃至整個無線遠程監控系統的RTOS的重要性是不言而喻的，它可能關繫到整個系統研製的成敗。選擇過程雜而又需要耐心：要了解各RTOS的特點和適用范圍，比較其間的區別，才能找到最為合適的一種。選擇比較時，需要考慮的因素主要有：
①RTOS能否支持在項目中使用的語言和微處理器；
②RTOS能否與ICE、編譯器、匯編器、連接器及源代碼調制器共同工作；
③RTOS是否支持設計中要用到的服務，如消息隊列、定時和信號量等；
④RTOS能否達到應用產品的性能需求，比如實時性需求；
⑤能否獲得產品開發時必要的組件，比如協議棧、能信服務、實時資料庫、Web服務等；
⑥RTOS是否能為公開出售的硬體提供設備驅動程序；
⑦使用RTOS是否免費；
⑧能否獲得目標代碼；
⑨獲得的技術支持有多少；
⑩對於需要授權的RTOS，授權方式是怎樣的。
嵌入式實時軟體的開發與傳統軟體的開發有許多相似之處，繼承了許多傳統軟體的開發習慣；但由於嵌入式實時軟體的功能和運行環境特殊，決定其與傳統軟體的開發有所區別。嵌入式實時軟體的開發使用交叉開發方式。所謂交叉開發是指，程序代碼的實現、編譯和連接的環境與對其進行調試和運行的環境不同。前者基於普通微機平台，後者則基於嵌入式系統的硬體平台。調試過程多是在有通信連接的宿主機與目標機的配合下進行的，開發完成後需要進行固化和固化測試。另外，開發過程還需要相應的開發工具，包括交叉編譯器、交叉調試器和一些模擬軟體。嵌入式應用系統以任務為基本執行單元，用多個並發的任務代替通用軟體的多個模塊，並定義了應用軟體任務間的介面。由於整個無線遠程監控系統的實時性能受RTOS和應用軟體的影響，所以，在軟體的需求分析階段就充分考慮其實時性要求。再加之嵌入式應用軟體對穩定性、可靠性、抗干擾等性能的要求都比較嚴格，所以嵌入式實時軟體的開發難度較大。
無線通信的設計實現 無線通信的設計相對於監測站而言較簡單，有許多現有的產品和通信系統可以利用，重點只是在於從多種實現方式中作出最優的選擇。
常用的實現方式有：利用現有的通信網路（GSM/GPRS、CDMA移動網等）和相應的無線通信產品；通過無線收發設備，如無線Modem，無線網橋等專門的無線區域網；利用收發集成晶元在監測站端實現電路板級與監控中心的無線通信。
利用現有網路實現監測站與監控中心的無線通信 現有的通信網路較多，按業務建網是3G以前通信網路的特點，無線網路也不例外。設計無線遠程監控系統可以借用的無線網路主要有：全球數字行動電話系統（GSM）、通用分組無線業務（GPRS）、採用碼分多址（CDMA）技術的移動網、蜂窩式數字分組數據（CDPD）系統。
GSM（Globem System for Mobile）是全球最主要的2G標准，能夠在低服務成本、低終端成本條件下提供較高的通信質量。就其業務而言，GSM是一個能夠提供多種業務的移動ISDN（Integrated Services Digital Network，綜合業務數字網路）。
GPRS（General Packet Packet Radio Service）在現有的GSM網路基礎上增加一些硬體設備和軟體升級，形成一個新的網路邏輯實體。它以分組交換技術為基礎，採用IP數據網路協議，提高了現有的GSM網的數據業務傳輸速率，最高可達170kb/s。GPRS把分組交換技術引入現有GSM系統，使得移動通信和數據網路合二為一，具有「極速傳送」、「永遠在線」、「價格實惠」等特點。
CDMA（Code Division Multiple Access）網路採用擴展頻譜技術，使用多種分集接收方式，使其具有容量大、通信質量好、保密性高和抗干擾能力強等特點。
CDPD（Cellular Digital Data）無線移動數據通信基於數字分組數據通信技術，以蜂窩移動通信為組網形式，是數據朎與移動通信的結合物。這種通信方式基於TCP/IP，系統結構為開放式，提供同層網路無縫連接和多協議網路服務。CDPD網路具有速度快、數據安全性高等特點，可與公用有線數據網路互聯互通，非常適合傳輸實時、突發性和在線數據。
對使監控中心與監測站間的無線通信能利用現有的網路，對於特定的無線網需用相應的接入設備。這類設備市面上有現成的產品可供選擇。接入GSM網路的通信模塊有西門子的SIEMENS TC35i，接入GPRS可用西門子的MC35GPRS模塊，接入CDMA網路的有華立H110 CDMA模塊和AnyDATA公司的CDMA Modem(DTS-800/1800)，遵循CDPD方式的無線數據機（Modem）有OmniSky和NovatelMinstrel。
利用現有的網路組建無線遠程監控系統，網路連接如圖1所示。其中無線接入模塊產品一般都提供有RS232作為外通信介面，有些天線是內置的。利用現有的網路覆蓋面廣和可漫遊等特點，使監測站和控制中心的位置不受距離的限制；但由於利用公網，安全性會有所降低。
通過專用無線收發設備建立無線區域網 這種設計實現方式結構簡單，且無須向網路運營商付費；利用專網，安全性高。無線傳輸以微波作傳輸媒體，根據調制方式的不同，可分為擴展頻譜方式和窄帶調制方式兩種。擴展頻譜方式系統的抗干擾能力和安全性高，對其它電子設備的干擾小。窄帶調制方式佔用頻帶少，頻帶利用率高；通常選擇專用頻段，需要申請；相鄰頻道間影響大，通信質量、通信可靠性無法保障。
採用專用無線收發設備建立無線區域網的拓撲結構如圖2所示。無線收發設備包括無線Modem和無線網橋等。無線Modem與監測站和控制中心之間採用RS232通信。若採用網橋為網路組建設備，網路拓撲結構將更為靈活，如圖3所示。其中在無線網兩端的有線網路是可取捨的，可以是乙太網、令牌環網或點對點網路等本地區域網。也可以城域網，甚至是網際網路，但使用公網時須考慮安全性和費用問題。
利用收發集成晶元在監測站端實現的無線通信 前兩種組網方式的一個特點是採用現有的網路系統和產品，無線通信部分不須專門開發，實現較為容易。但由於所購買的產品均是獨立器件，使整個系統特別是監測站一端結構復雜、體積龐大，往往在系統推廣時會帶來不利，且外購產品會增加系統的成本。若能將外購產品的功能與監測站集成在一起，在電路板級實現，將可以避免上述不利因素；但這會增加系統開發的難度，延長研製周期。須權衡利弊，根據項目組的開發實力和系統生命周期作最有利的選擇。
採用此方法設計監測站需要實現的部分只是圖1、2和3中的無線通信介面（可參看本文的網路版全文）。這部分的硬體實時框圖以及處理器、存儲器的關系大致如圖4所示。各個子模塊都有多種晶元可供選擇，比如射頻前端可用ML2751和RTF6900，實現調制/解調的有ML2722，擴頻、解擴可用LD9002DX2和Stel-2000A等。
控制中心的設計實現
控制中心的設計相對於監測站的設計開發來講較為簡單，硬體設計少，除了普通微機（或工作站、工控機）外，還需要網路接入設備（若無線通信採用自行設計的模塊實現，則須開發專用的無線網卡插入微機主板的預留匯流排插槽中）。控制中心的設計開發主要集中在應用軟體的設計開發上，一般是基於Windows和Unix等常用操作系統的。當前用於此類軟體開始、調試的工具較多，且功能強大，給控制中心軟體的設計帶來便利。
就軟體的實現形式而言，一般除了界面模塊外，其餘各個功能模塊均可設計成動態連接庫文件（.dll）。人機介面界面模塊可以為該無線遠程監控系統的實際應用進行定製，以滿足用戶在界面美觀、操作方便等方面的特殊要求。
採用C/C 語言在VC 開發環境下設計這樣的系統軟體涉及到的技術較多，包括內存管理、網路通信、多線程管理和資料庫編程，甚至ActiveX等。

3. 野處怎樣搭建無線網

雖然有線網路監控系統有視頻信號傳輸更穩定，不易受干擾等優點，但其缺點也很明顯，比如施工工程量大、線路維修不便、擴充不便、線路易被破壞，這讓近幾年來，無線網路監控系統風起雲涌。對於企業用戶來說，該如何搭建室外無線網路監控系統呢？
一、選好無線攝像機

數字視頻監控系統與模擬視頻監控系統最大的不同在於，模擬視頻監控系統的中心設備是以控制台、監視器、磁帶錄像機為中心，模擬攝像頭只是做為終端的視頻截取器使用；而數字視頻監控系統，特別是數字視頻網路監控系統則不一樣，其中心設備就是網路攝像機（含
有線或無線），這類設備一般擁有獨立的IP地址和嵌入式的操作系統，可以通過LAN、DSL連接或者是WLAN無線網路適配器直接連接到網路上，可讓本地
計算機通過網路系統對遠端進行監視和控制。將它接入互聯網上，用戶還可以在任何一個地方通過互聯網訪問到它。在這類系統中，電腦或硬碟錄像機等設備反而成
了輔助設備。無線網路監控系統組建很方便，值得企業用戶考慮

所以，要想成功的組建室外無線網路監控系統，選好無線攝像機是關鍵。目前比較常見的無線攝像機有0.9G、1.2G、2.4G等頻譜的產品，1.2G無線攝像機穿透障礙能力較強，繞射性較好，在無線中程系統中多有應用，其常規無線傳輸距離可達1000米。而2.4G工業自由輻射頻段主要的無線傳輸技術就是Wi-fi，其干擾少、圖像傳輸效果較好，傳輸距離根據需要可在百米內或數公里以上。從使用便利性、組網便利性上來看，優選2.4GWi-fi技術的無線攝像機更好。

國內市場上常見的2.4GWi-fi技術的無線攝像機主要有趨勢、D-Link、艾克賽爾、LINKSYS、中怡數寬等品牌的產品，其提供有不
同檔次的無線攝像機可供用戶選擇。以趨勢TV-IP301W無線網路攝像機為例，該機集無線/紅外夜視/音頻/雲台控制/鏡頭控制/web遠程式控制制等功能
為一體，主處理器採用的是英飛凌ADMTek5120CPU，基於Linux內核，擁有32MB內存和4MB快閃記憶體；內置音頻採集，可以實時監聽到攝像機邊
上的聲音，並且與視頻同時存儲；標配紅外鏡頭，可以監控10米，更換鏡頭更遠，即使在夜晚無燈光的環境中，可以實時進行視頻監控。

內置無線接收功能，可以連接到遠端的無線AP，實現無線監控，在無法進行布線的監控環境中發揮作用，當然它還有RJ45網線介面，可以直接通過
網線連接到有線網路中。這款攝像機提供了達到每秒鍾30幀的高質量的視頻效果，保證動作的連貫性。採用802.11b/g無線標准，最高傳送速率54M的無線傳輸圖像。附帶的用戶軟體，可以遠程式控制制攝像機，加上雲台後，可以控制轉動，控制變焦鏡頭拉遠拉近，在遠端伺服器上進行存儲；內置的IPview軟體支持在一個屏幕顯示16台攝像機的畫面，同時支持最多16個攝像機的監視和錄像。

這類產品目前的市場價一般在2000-8000元左右，企業用戶可根據監控需要，按需選擇這樣的產品1-N個，即可實現無線的監控。攝像機可以進行任意方式的安裝和放置，也可以安裝在防護罩內，進行保護。

二、按需選傳控設備

與有線系統需要繁雜的布線不同，無線網路監控系統無需布線，安裝和使用都更方便。當然，無線攝像機要想和電腦系統組成一個有效的監控系統，無線路由器或無線AP是必不可少的中轉和控制設備。

無線路由器是一種集有線/無線網路連接於一體，專為滿足小型企業、辦公室和家庭辦公室的上網需要而設計的無線產品。其允許企業、辦公室或家庭中
多台PC共享1條廣域網線和一個InternetISP賬戶上網，內置的4個交換埠方便你在無線之外，用有線方式直接連接4台計算機或4個網路攝像機。內建DHCP伺服器，可同時為無線攝像機進行動態或靜態IP地址分配。

其傳輸距離可達100米以上，如果企業的監控范圍不是很遠（如設備間的距離在30-100米內），或只需對重點部位進行室內/外監控，選擇這樣
的設備即可。目前這類產品的價格已很低廉，120-300元左右即可買到主流的802.11g乃至802.11n產品。當然，在選用時為了獲得更好的無線傳輸效果，可優選雙/多天線的產品，或天線可拆卸的產品（以便自己加裝更大增益的天線，獲得更好的傳輸效果，及更遠的傳輸距離）。



通過無線網橋可實現超過十公里的無線監控

當然，對於需要更遠距離（超過千米，如油田等野外場所）進行無線監控的用戶來說，無線路由器的傳輸距離已不能滿足需求，對此可選擇企業級無線AP（無線網橋）
來達成此需求。常見的室外型無線網橋，一般搭載有增益超過5-9dBi的天線，多支持POE供電（POE供電不再為供電問題而重新拉電源線到樓頂，雙絞線
直接提供數據和電力），同時可以外接更大功率天線，達到超過千米的更遠傳輸距離和覆蓋范圍。可實現室外橋接、中繼、點對點、點對多點無線橋接應用，一般可
提供高達11/54Mbps數據連接速率，滿足普通320*240或640*480解析度視頻監控傳輸需求沒有問題。一些高輸出功率的產品甚至通信距離可達20公里以上，其高達100mW的輸出功率加上高增益室外天線，特別適合遠距離視頻監控需要。目前這類產品的市場價一般在1000-5000元左右。

除此而外，電腦也是室外無線網路監控系統中必不可少的組成部分，其在室外無線網路監控系統中的作用是傳輸過來的信號進行控制、顯示、截圖或錄
像。對於有條件的中小企業，可優選伺服器或工作站電腦做為無線網路監控系統中的中控設備，當然，如果企業已有多台閑置的品牌機或筆記本電腦，用這些設備做
無線網路監控系統中的專用中控設備也行。而無論哪種機型，要想很好的滿足無線網路監控系統中的中控設備長時間的錄像需求，硬碟容量是不能忽視的因素。從目
前硬碟的容量和市價來考慮，此類電腦標配的硬碟容量最好不要低於250-500GB（硬碟容量過低的電腦可在市場上選擇相關產品添加上）。

此外，象UPS（不間斷電源）、EPS（應急電源）等設備在企業中已多有應用，其也是室外無線網路監控系統中重要的組成部分，其重要性筆者就不一一繁書了。

三、建無線監控要點



目前的無線攝像機都具備較強的夜視功能，可實現全天候的無線監控

企業用戶通過無線監控的建立，用戶可以通過已接入互聯網的計算機終端，在世界上任何地方，通過網路攝像機IP，訪問並控制無線網路攝像機。這樣，無論是上班時間還是休息時間，責任人或安保人員都可輕松監控辦公室或廠區的一舉一動。可將監控信息記錄在硬碟中，並一般具有先進的時間、日期搜索功能，錄制啟動方式包括位移偵測錄制、手動錄制和時間表錄制。並且通過網路聯動，當重點監控的辦公室出現任何異常情況，攝像機便會自動發出電郵或電話警告通知，解決須長期監視的重點辦公室（如財務室）的需要。

當然，雖然無線網路監控系統比有線方案組建更簡便，但在組建時一些細節也不可忽視。比如無線網路攝像機與一般模擬攝像機的不同之處，是其擁有其專用的IP地址，用有內置的硬體系統（相當於一個內置有系統的小型的掌上電腦），用戶可方便地將其連接至現有的乙太網或無線網路。一些高端網路攝像機甚至還具有LCD屏幕，可讓用戶在其上直接同時管理多個攝像機。而無線網路攝像機要想和無線路由器、AP等無線設備實現聯動，兩者的IP地址必需處於同一網段，如需選購多款無線網路攝像機，最好選擇同一品牌的產品。如果兩者網段不匹配，可優先遵循無線路由器、AP遷就無線網路攝像機的原則，將無線路由器、AP的內置IP地址改成和無線網路攝像機同一網段。

此外，在設置時，與無線網路的設置一樣，需保證無線網路攝像機和無線路由器、
AP等無線設備的SSID、信道相一致，否則兩者也不能實現互聯通信。並且，無線速率設置也是個不容忽視的因素，多數無線網路攝像機的速率為
11/54Mbps，而目前很多主流的無線路由器、AP的無線速率已在108Mbps以上，對此情形，需將無線路由器、AP的無線速率設為與攝像機匹配的54Mbps或乾脆選擇「動態速率」選項，讓設備自動匹配速度，成功連接。

此外，由於無線網路監控系統使用的是無線信號進行連接，設備的擺位、天線角度的調整、信號的強弱（信號太弱需更換更大增益天線）都值得大家在組建無線監控系統時重點關注。類似的內容本站以前已多次介紹，限於篇幅就不累述，感興趣的讀者可檢索一下。