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1. WiFi基礎與協議
WiFi（Wireless Fidelity）是基于IEEE 802.11協議族的無線局域網（WLAN）技術，允許終端設備在不使用有線的前提下接入本地或互聯網。
1.1 IEEE 802.11協議簡介
- 802.11a/b/g/n/ac/ax：從2.4GHz/5GHz到6GHz，各有不同的速率、頻寬和應用場景。
- 數據鏈路層和物理層協議，涵蓋加密認證（WEP/WPA/WPA2/WPA3）、信道管理、數據傳輸等。
1.2 WiFi網絡結構
- AP模式（Access Point）：常見于路由器，提供無線接入。
- STA模式（Station）：普通終端設備，連接AP使用。
- Ad-Hoc模式：設備間直連（少見）。
2. 主流WiFi標準及區別
| 標準 | 頻段 | 最大速率 | 主要特征 |
|---|---|---|---|
| 802.11b | 2.4GHz | 11Mbps | 早期標準，易受干擾 |
| 802.11g | 2.4GHz | 54Mbps | 向下兼容b |
| 802.11n | 2.4/5GHz | 600Mbps | MIMO技術，提升速率 |
| 802.11ac | 5GHz | 6.9Gbps | 高速、5G專用 |
| 802.11ax | 2.4/5/6G | 9.6Gbps | Wi-Fi 6，OFDMA |
選擇建議：
- 工業/嵌入式設備建議優先支持 802.11n/802.11ac/ax，提高帶寬與抗干擾能力。
3. WiFi核心名詞與架構
- SSID（Service Set Identifier）：無線網絡名稱。
- BSSID：AP的唯一標識（MAC地址）。
- Channel（信道）：用于頻譜分隔，降低干擾。
- WPA/WPA2/WPA3：無線加密與認證協議。
- MIMO/SISO：多輸入多輸出/單輸入單輸出，提升速率和抗干擾。
- RSSI：接收信號強度指示。
4. 數據傳輸方法與協議選型
4.1 網絡協議
- TCP（可靠、順序、適合控制/文件類）
- UDP（無連接、低延遲、適合音視頻流/實時數據）
- RTSP/RTP（流媒體協議，常見于監控攝像頭）
- MQTT（物聯網消息隊列，適合AI控制/傳感數據）
- WebRTC（低延遲、P2P音視頻實時通訊）
4.2 WiFi傳輸典型場景
- 遠程視頻監控：UDP+H.264/H.265
- AI邊緣推理結果：MQTT/HTTP/WebSocket
- 多路同步：RTSP/多UDP流
5. 常用工具與調試命令
| 工具/命令 | 用途 |
|---|---|
| iw | 查詢/管理無線接口狀態 |
| iwlist | 掃描附近WiFi |
| wpa_supplicant | 認證與連接加密WiFi |
| udhcpc/dhclient | DHCP獲取IP |
| ifconfig/ip | 網絡接口配置 |
| tcpdump/wireshark | 網絡抓包分析 |
| iperf | 網絡帶寬測試 |
常用命令示例：
# 查詢WiFi狀態
$ iw dev wlan0 link# 掃描可用網絡
$ iw dev wlan0 scan# 連接加密WiFi
$ wpa_supplicant -i wlan0 -c wpa.conf &# 獲取IP
$ udhcpc -i wlan0
6. 程序化數據傳輸工具與示例代碼
6.1 Python實現UDP攝像頭視頻流（簡化版）
import socketsock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
sock.bind(('0.0.0.0', 5000))while True:data, addr = sock.recvfrom(65536)# 解碼并處理攝像頭視頻幀process_frame(data)
6.2 C語言Linux下WiFi UDP收發示例
// UDP收包（偽代碼簡化版）
int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bind(sock, ...);
while (1) {int n = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0, ...);// 處理buf中的數據
}
6.3 MQTT客戶端數據上傳
import paho.mqtt.client as mqtt
client = mqtt.Client()
client.connect('broker.ip', 1883, 60)
client.publish('camera/ai', 'result:ok')
7. WiFi實戰用例與面試講解
7.1 典型實戰流程
- 設備初始化：確認驅動正常、無線網卡可用
- 掃描與連接：用
iw/wpa_supplicant完成網絡接入 - DHCP配置：獲取IP地址
- 協議選型：選定TCP/UDP/RTSP等合適協議
- 數據流收發：用socket、MQTT、RTSP等實現主機<->攝像頭通信
- 穩定性優化：定時檢測丟包、斷流、自動重連、信道切換等
7.2 面試高分講解模板
“我有實際WiFi嵌入式設備開發經驗，熟悉IEEE 802.11協議和主流加密（WPA2/WPA3）。實戰中常用iw/wpa_supplicant管理連接，用UDP推送H.264視頻流給主機，主機多線程/異步方式收流并處理。對于丟包、卡頓，我會用信號強度檢測與丟包容忍策略，必要時降碼流或調整信道優化穩定性。”
8. 常見面試問題與高分答題思路
Q1：如何保證多路WiFi攝像頭數據流穩定？
- 合理分配帶寬、優先5GHz、用UDP+丟包容忍、關鍵幀優化、AP側QOS流控。
Q2：如何排查WiFi連接和數據中斷問題？
iw查狀態，iw scan查干擾，tcpdump抓包，重連機制，AP負載檢查。
Q3：如何保證WiFi數據安全？
- WPA2/WPA3加密，強密碼，必要時協議層TLS加密。
Q4：UDP和TCP適用場景？
- UDP適合實時音視頻，TCP適合文件/控制流。
結語：WiFi開發不僅要理解協議、標準和常用工具，還要具備多協議適配、網絡調優和現場排查能力。遇到面試問題時，要能結合實際項目經驗，講清楚自己的優化與工程方案。
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