Wi-Fi的起源和發(fā)展歷史這里就不展開了，感興趣的可以訪問文后的參考資料。Wi-Fi是wireless fidelity的縮寫，字面意思是“無線保真”?，F(xiàn)在我們說的Wi-Fi一般指wireless lan(WLAN)，無線局域網(wǎng)，無線熱點(diǎn)或者無線網(wǎng)絡(luò)。如果把這個局域網(wǎng)通過路由器接入外網(wǎng)，那Wi-Fi就能連上Internet了。

Wi-Fi是基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)，由Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-Fi Alliance）這個機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定相關(guān)的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi也是這個聯(lián)盟的商標(biāo)。

有一點(diǎn)需要注意，“Wi-Fi”常被寫成“WiFi”或“Wifi”，但是它們并沒有被Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)可，所以唯一標(biāo)準(zhǔn)寫法是Wi-Fi。

標(biāo)準(zhǔn)

上面提到Wi-Fi是基于802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)。不要把二者混淆，IEEE 802.11是一種無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，而Wi-Fi是這個標(biāo)準(zhǔn)下的一種實(shí)現(xiàn)。

運(yùn)行原理

Wi-Fi的設(shè)置至少需要一個接入點(diǎn)（Access Point，AP）和一個或一個以上的客戶端用戶。無線AP每100ms都會將SSID經(jīng)由beacons數(shù)據(jù)包廣播一次，beacons數(shù)據(jù)包的傳輸速率是1 Mbit/s，并且長度相當(dāng)?shù)亩?，所以這個廣播動作對網(wǎng)絡(luò)性能的影響不大。因此Wi-Fi規(guī)定其最低傳輸速率為1 Mbit/s，以確保所有的Wi-Fi客戶端都能收到這個SSID廣播數(shù)據(jù)包，客戶端可以借此決定是否要和這一個SSID的AP連線。用戶可以設(shè)置要連線到哪一個SSID。Wi-Fi系統(tǒng)開放對客戶端的連接并支持漫游，這就是Wi-Fi的好處。但亦意味著，一個Wi-Fi有可能在性能上優(yōu)于其他的Wi-Fi，甚至彼此之間產(chǎn)生干擾，后文會說。

安防中的Wi-Fi 安防Wi-Fi產(chǎn)品

安防中用到Wi-Fi的主要有這樣幾種產(chǎn)品和方式：

普通家用Wi-Fi攝像機(jī)。

我們常用百元左右的卡片機(jī)，搖頭機(jī)，小球機(jī)。主要功能是通過手機(jī)配置，將攝像機(jī)連接到家用Wi-Fi路由器，以接入互聯(lián)網(wǎng)。然后可以通過相應(yīng)的手機(jī)app遠(yuǎn)程訪問，實(shí)時監(jiān)控，語音對講，錄像回放等。有些還提供增值服務(wù)，比如云存儲，簡單的AI功能（人形偵測，人臉識別等等）。

曾經(jīng)擬寫過一篇市面常見的家用Wi-Fi攝像機(jī)選型比較，對選用相關(guān)產(chǎn)品可能會有些幫助，感興趣的可以參考：家用智能云臺WiFi攝像機(jī)選型比較 。

關(guān)于家用消費(fèi)類Wi-Fi攝像機(jī)的發(fā)展趨勢，4年前曾經(jīng)做過簡單的展望和預(yù)測?，F(xiàn)在看來這篇文章還是預(yù)測很準(zhǔn)的，想更多了解這類攝像機(jī)發(fā)展脈絡(luò)的，也可以參考：家用消費(fèi)類監(jiān)控攝像頭發(fā)展 。

關(guān)于家用Wi-Fi攝像機(jī)常見的第三方平臺可以參見 P2P遠(yuǎn)程訪問技術(shù)在安防視頻監(jiān)控中的應(yīng)用 這篇文章中的常見的安防攝像機(jī)P2P平臺（包括一些第三方平臺）介紹，這些平臺是除了像海康的螢石云，小米的米家等這些品牌外，很多所謂雜牌的攝像機(jī)選用的。當(dāng)我們的攝像機(jī)出現(xiàn)故障，不知道如何操作時，了解這些信息會有幫助。

普通網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，通過USB Wi-Fi模組擴(kuò)展Wi-Fi功能。

普通網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，默認(rèn)是RJ45有線傳輸?shù)摹Ｈ绻С諹SB擴(kuò)展，我們可以給攝像機(jī)外接USB的Wi-Fi模組，將有線的攝像機(jī)擴(kuò)展成Wi-Fi無線的。當(dāng)然除了有USB接口，攝像機(jī)還必須內(nèi)置有對應(yīng)的USB Wi-Fi模組的驅(qū)動。 普通DVR/NVR，通過USB Wi-Fi模組擴(kuò)展Wi-Fi功能。 DVR,NVR擴(kuò)展Wi-Fi功能和普通網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一樣，除了具有USB接口外，還必須內(nèi)置有對應(yīng)的USB Wi-Fi模組的驅(qū)動。所以一般支持?jǐn)U展Wi-Fi功能的DVR,NVR,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都會注明支持哪些芯片方案的Wi-Fi模組。 無線Wi-Fi NVR/攝像機(jī)套裝。

無線Wi-Fi攝像機(jī)/NVR套裝這種產(chǎn)品的要點(diǎn)就是出廠前，將Wi-Fi攝像機(jī)和Wi-Fi NVR已經(jīng)配置好，綁定好，成功通過Wi-Fi連接了。使用者只需要給設(shè)備通電，攝像機(jī)的圖像就能顯示在NVR上，不需要做比較繁瑣的Wi-Fi配網(wǎng)操作，即插即用，傻瓜式操作，比較受消費(fèi)者喜歡。 項目中，直接使用無線AP擴(kuò)展。

上面講到的都是基于產(chǎn)品的Wi-Fi應(yīng)用，Wi-Fi傳輸距離有限。實(shí)際項目中，只能無線傳輸，距離又很遠(yuǎn)，比如幾公里，幾十公里的情況還是會有。此時我們就需要用到大功率的無線AP了。使用這種設(shè)備，可以一對一，或者多對一，即將單點(diǎn)或者多個地方的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過無線傳輸?shù)揭粋€集中的匯聚管理點(diǎn)。無線AP產(chǎn)品很多，可以根據(jù)需要選用。傳輸距離幾公里到幾十公里，支持POE供電，各種不同傳輸帶寬，天線模式等等。 配網(wǎng)方式

前面提到的家用Wi-Fi攝像機(jī)，使用的關(guān)鍵點(diǎn)是需要通過手機(jī)APP將攝像機(jī)連接到Wi-Fi路由器，即配網(wǎng)。目前比較成熟的配網(wǎng)方式主要有以下幾種：

AP模式

有兩種方式，前提是攝像機(jī)自己先生成一個AP熱點(diǎn)。 手機(jī)先連接Wi-Fi，然后在攝像機(jī)APP中搜索到攝像機(jī)AP熱點(diǎn)，然后配網(wǎng)，將攝像機(jī)連接到Wi-Fi。 第二種方式，手機(jī)先連接攝像機(jī)熱點(diǎn)，然后在APP里，搜索要給攝像機(jī)連接的Wi-Fi，然后將攝像機(jī)與Wi-Fi連接。 空中發(fā)包

AP模式配網(wǎng)在IOS端比較麻煩，對于普通用戶易用性很差。所以有了空中發(fā)包的配網(wǎng)方式。簡單來說就是把Wi-Fi的連接信息（主要是SSID和密碼）通過某種方式（by air）發(fā)送給攝像機(jī)。常見的方式有這樣幾種： 二維碼，手機(jī)端生成一個包含Wi-Fi信息的二維碼，提供給攝像機(jī)掃描，攝像機(jī)識別到二維碼包含的Wi-Fi信號以后，成功連接配網(wǎng)成功。掃描時需要注意角度和距離。 聲波配網(wǎng)，手機(jī)app端將Wi-Fi信息轉(zhuǎn)化成音頻，攝像機(jī)內(nèi)置的拾音器接收音頻，然后將音頻解碼成Wi-Fi信息，連接，成功配網(wǎng)。需要注意音量以及環(huán)境噪音不能太大。 藍(lán)牙，將Wi-Fi信息通過藍(lán)牙傳輸發(fā)送給攝像機(jī)。攝像機(jī)接收Wi-Fi信息以后，成功配網(wǎng)。使用這種配網(wǎng)方式的前提是攝像機(jī)需要支持藍(lán)牙功能。 模組

安防行業(yè)里使用比較多的Wi-Fi芯片主要有這些：

臺灣雷凌(Ralink，被聯(lián)發(fā)科并購)的RT3070,RT5370,RT5350等； 聯(lián)發(fā)科(Mediatek)自己的MT7610和MT7601； 瑞昱的Realtek RTL8188； 雄邁的XM711. Wi-Fi信號傳輸

從電磁頻譜的角度上講，Wi-Fi信號屬于微波。

微波信號的穿透能力不強(qiáng)，容易被金屬屏蔽；被材料吸收后，產(chǎn)生熱效應(yīng)。

2.4GHz微波對各種材質(zhì)的穿透損耗的實(shí)測經(jīng)驗值

8mm木板：1~1.8dB

38mm木板：1.5~3dB

40mm木門：2~3dB

12mm玻璃：2~3dB

250mm水泥墻：20dB~30dB

磚墻：~15dB

樓層阻擋：~30dB

電梯阻擋：20~40dB

因為穿透性能很差，所以Wi-Fi信號遇到障礙，比如墻體，主要還是靠折射，反射，漫射以及繞射(衍射)。

折射，Wi-Fi信號經(jīng)過玻璃或水的時候，信號路徑發(fā)生偏折； 反射，Wi-Fi信號經(jīng)過金屬材質(zhì)物體時，信號發(fā)生反射情況； 繞射（衍射），Wi-Fi信號經(jīng)過水泥墻體，因無法穿越，部分信號會向旁邊散開，等遇到一個可以穿過的區(qū)域再繼續(xù)向本來的方向繼續(xù)直線傳播； 漫射，Wi-Fi信號遇到水泥墻，因為直線線路受阻，部分信號會散開，沿著墻壁上下左右繼續(xù)延伸出去。

Wi-Fi信號傳輸距離能力取決于功耗能力低的設(shè)備,比如信號接收端（手機(jī)）。

5G的Wi-Fi穿墻能力比2.4G要弱。波長越短，電磁波的穿透能力越強(qiáng)，但是一般水泥墻Wi-Fi信號很難完全穿透，大部分損耗掉了。更多的Wi-Fi信號是靠反射，衍射和漫射來穿越墻壁的。

頻率越高消耗在穿透（直線傳播）上的能量越大，導(dǎo)致信號浪費(fèi)，設(shè)備接受到的反而是反射衍射過來的信號。2.4Ghz下，衍射和反射比5Ghz要多，因此設(shè)備接受到的信號反而強(qiáng)。

另外一方面，頻率越高衰減越快，損失越多。

Wi-Fi天線 常規(guī)的Wi-Fi天線

常規(guī)的Wi-Fi天線有兩種類型：全向天線和定向天線。 全向天線，提供室內(nèi)室外360度全方位覆蓋的wifi信號覆蓋。三種常見全向天線：室外全向天線，塑膠天線，陣列全向天線 定向天線，如名字一樣，覆蓋某一特定角度和范圍的天線。常見的定向天線類型：八木天線，柵格天線，平板天線，平面天線等。 安防產(chǎn)品使用的Wi-Fi天線 OnBoard板載天線 SMD貼片式陶瓷天線 FPC外接軟板天線 外接塑料棒天線 大型場館Wi-Fi布置 Wi-Fi信號干擾問題 802.11的空口原理

當(dāng)AP選擇某個頻點(diǎn)傳輸信號，相應(yīng)連接該AP的用戶（STA）也會在此頻點(diǎn)進(jìn)行通信。由于AP和STA共享該信道，雙方發(fā)送報文時極易產(chǎn)生碰撞，導(dǎo)致空口丟包率上升，傳輸質(zhì)量下降。 信道干擾 AP功率大小 高并發(fā)數(shù)，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定 解決方案思路 2.4G+5G融合 信道選擇0.9*4>3（1、6、11到1、5、9、13） 使用小角度天線，精確控制信號傳輸角度。 動態(tài)調(diào)整AP設(shè)備的功率 控制每個AP接入設(shè)備的數(shù)量 限制接入設(shè)備的網(wǎng)速 接入的帶寬，做好冗余及備份

參考資料：

Wi-Fi Alliance 維基百科：Wi-Fi WLAN信道列表 OFFICIAL IEEE 802.11 WORKING GROUP PROJECT TIMELINES SUMMARY REPORTS & MINUTES OF 802.11 WG SESSIONS 空中配網(wǎng) – 聲波配網(wǎng) 講一講WiFi快連、SmartConfig、SmartConnect 如何設(shè)計流暢的智能硬件配網(wǎng)流程？ 無線CPE/AP安裝注意事項 給無線應(yīng)用選擇合適的wifi天線 解密8萬人球場的高密WIFI覆蓋之道 淺談復(fù)雜環(huán)境下的WLAN干擾分析及優(yōu)化思路 大型場館是如何建立萬人級別 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的？ WiFi信號穿透等相關(guān)知識