基于節能安全需求的無線路由器設計

摘 要：無線路由器作為網絡通信工具為人們的生活工作提供了極大的便利，已經發展成為人們生活工作必不可少的一部分。無線路由器由最初的商用路由器發展至今，對芯片性能的處理技術已經十分成熟，但在節能降耗和安全方面依然存在諸多問題。文章提出基于節能安全需求的無線路由器設計，主要原理是通過傳感技術和檢測儀器探測無線路由器的使用時長和溫度，如果超出預設的范圍，則會通過控制面板發出提示音或報警信號，同時在提醒用戶時會自啟電源斷電系統，以此為出發點實現無線路由器在使用過程中的節能需求和安全保障。

關鍵詞：節能安全需求;無線路由器;設計

引言

無線路由器內部工作原理是通過端口監聽獲取報文數據，再通過報頭數據中的目標地址依據路由表選擇最優路徑將報文數據發送至目標地址。近年來，業界學者和相關技術團隊更偏重于對無線路由器內部路由算法性能提升和功能設計技術方面的研究，而對無線路由器外部件散熱性能和耗能需求方面的提升有所忽視。雖然無線路由器內部算法性能的研究有助于提升網絡通信速率，但無線路由器的安全性和能耗也是家用和商用路由器應該重點考慮的方面。

1.設計思路

基于節能安全需求的無線路由器設計對無線路由器的改進主要以無線路由器的工作模式和用戶使用習慣兩方面為出發點。

1.1工作模式

無線路由器的使用不同其他家用電器或企業服務器等設備，其長時間處于常開的工作狀態中，這必然會加重無線路由器的電能消耗和負載，不間斷的使用使得無線路由器溫度較高，長時間高溫可能引起無線路由器設備內部硬件的損耗，且目前市場上使用廣泛的無線路由器功能不僅限于報文轉發，同時還具有其他與網絡管理相關的功能，如dhcp服務、nat防火墻、mac地址過濾、動態域名等功能，這無疑對硬件和其他功能部件的設計有更高的要求。因此，對外部設備的散熱和除塵做出合理的改進可以有效的保護內部構件，同時為內部復雜的路由選擇和其他功能提供穩定的工作環境，使得無線路由器的性能保持在穩定的狀態。

1.2無線路由器使用習慣

相關企業出據的專業測試報告提出，除切斷電源以外的任何操作和模式設置無線路由器都處于不間斷的工作狀態，因為無線路由器在待機狀態和滿負載狀態的電能消耗和功耗相差甚小，不間斷工作是無線路由器的工作習慣，因此可以以此入手，增加電源管理功能，主要通過控制面板實現此功能，無論是家用無線路由器還是商用無線路由器，其在除切斷電影以外的任何時間內都在不斷的廣播自己的信號轉發身份，所以無線客戶端如手機、iPad等只要打開wlan都會接收到無線路由器信號形成列表，若在無線路由器不使用期間將其關閉，并實時檢測無線路由器的溫度，超出預設范圍則發出告警信息，可以確保無線路由器長時間處于安全性強、功耗低的工作狀態，從而降低設備損耗。

2.工作原理

基于節能安全需求的無線路由器設計通過在無線路由器的殼體內外增加溫度檢測系統和除塵散熱裝置，用以在及時有效的散熱的同時監測無線路由器的使用溫度和工作流量，同時做出合理的處理動作，使其長時間處于安全、穩定、節能的工作狀態，從而降低設備損耗延長設備壽命。

首先需要安裝時間檢測器TP4303、控制面板TM1629D、溫度傳感器、散熱除塵裝置、蜂鳴報警裝置等，TP4303會在預定時間間隔內檢測無線路由器的工作時長，時間數據會以信號傳輸的方式上傳至控制面板。控制面板是無線路由器的管理系統，可以設置預定時間參數、溫度參數等，時間檢測器和溫度傳感器將數據傳輸至控制面板后，其會用實時數據與用戶設定的臨界參數做對比，一旦對比發現當前數據高于或與預定數據相等時則會向蜂鳴器和散熱裝置發出信號，激活蜂鳴器和散熱裝置，蜂鳴器是在無線路由器使用時長到達預定參數后發出告警信號的裝置，散熱裝置是元器件溫度到達預定參數時為無線路由器降溫的裝置。散熱裝置在接受到控制面板發送的消息后會進入工作狀態，對無線路由器內部的元器件進行降溫處理。該設計也增加了對電源線的漏電防護裝置，實時監測供電情況，若發生漏電或電壓超負荷的情況，防護裝置會及時跳閘以保護電源線。

3.具體實施

3.1 時間流量檢測和溫控部分

基于節能安全需求設計的無線路由器時間檢測和溫度控制由三部分組成，分別是在無線路由器殼體前面鑲嵌的控制面板部分、殼體內部壁面安裝的溫度傳感器以及殼體上端裝置的時間檢測器，溫度傳感器會實時監測無線路由器內部元器件的溫度，并在一定時間間隔內將數據上傳至控制面板，控制面板會激活散熱裝置，使其處于工作狀態，對內部元器件進行降溫處理，當然實時溫度也會顯示在外部顯示屏中，時間檢測工作原理與溫度監測類似。

具體方法如下。

（1）手動設置時間，通過總體的管理系統控制面板設置時間鬧鐘，使其在該時間段內定時關閉電源，如工作日的早9點至晚17點，可以通過手動按鍵設置無線路由器的工作時間。

（2）自動檢測時間和溫度，即利用時間檢測器和溫度監測器分別監測工作時長和問紡元器件溫度，若超出預定范圍則通過控制面板激活蜂鳴器報警或降溫裝置進行散熱處理。

3.2散熱除塵部分

基于節能安全需求設計的無線路由器的除塵散熱部分設計，不僅可以有效降低元器件溫度，也可以保護無線路由器的各個端口，防止灰塵進入和長久堆積，從而延長無線路由器的使用壽命和時長。具體實施是在無線路由器外部兩側裝置有凹面型散熱板，散熱板一側開設有散熱孔，散熱孔是向上傾斜的，可以在散熱的同時防止灰塵進入和附著。

4.結束語

總之，基于節能安全需求的無線路由器設計主要對散熱和檢測工作時長方面進行改進，使其常處于安全的工作狀態，改變了以往的電源工作模式，降低能耗的同時提升無線路由器使用的安全性，從而延長其使用壽命。

參考文獻

[1]李明生.移動網絡安全路由對無線網絡運維系統設計的研究[J]. 計算機產品與流通，2019（7）.

[2]康璐.一種節能安全的無線路由器設計[J].科技傳播，2018，010（010）：104-105.

作者簡介：

李莎（1986-），女，廣西桂林人，本科，研究方向：通訊產品結構設計等.