基于节能安全需求的无线路由器设计

摘 要：无线路由器作为网络通信工具为人们的生活工作提供了极大的便利，已经发展成为人们生活工作必不可少的一部分。无线路由器由最初的商用路由器发展至今，对芯片性能的处理技术已经十分成熟，但在节能降耗和安全方面依然存在诸多问题。文章提出基于节能安全需求的无线路由器设计，主要原理是通过传感技术和检测仪器探测无线路由器的使用时长和温度，如果超出预设的范围，则会通过控制面板发出提示音或报警信号，同时在提醒用户时会自启电源断电系统，以此为出发点实现无线路由器在使用过程中的节能需求和安全保障。

关键词：节能安全需求;无线路由器;设计

引言

无线路由器内部工作原理是通过端口监听获取报文数据，再通过报头数据中的目标地址依据路由表选择最优路径将报文数据发送至目标地址。近年来，业界学者和相关技术团队更偏重于对无线路由器内部路由算法性能提升和功能设计技术方面的研究，而对无线路由器外部件散热性能和耗能需求方面的提升有所忽视。虽然无线路由器内部算法性能的研究有助于提升网络通信速率，但无线路由器的安全性和能耗也是家用和商用路由器应该重点考虑的方面。

1.设计思路

基于节能安全需求的无线路由器设计对无线路由器的改进主要以无线路由器的工作模式和用户使用习惯两方面为出发点。

1.1工作模式

无线路由器的使用不同其他家用电器或企业服务器等设备，其长时间处于常开的工作状态中，这必然会加重无线路由器的电能消耗和负载，不间断的使用使得无线路由器温度较高，长时间高温可能引起无线路由器设备内部硬件的损耗，且目前市场上使用广泛的无线路由器功能不仅限于报文转发，同时还具有其他与网络管理相关的功能，如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤、动态域名等功能，这无疑对硬件和其他功能部件的设计有更高的要求。因此，对外部设备的散热和除尘做出合理的改进可以有效的保护内部构件，同时为内部复杂的路由选择和其他功能提供稳定的工作环境，使得无线路由器的性能保持在稳定的状态。

1.2无线路由器使用习惯

相关企业出据的专业测试报告提出，除切断电源以外的任何操作和模式设置无线路由器都处于不间断的工作状态，因为无线路由器在待机状态和满负载状态的电能消耗和功耗相差甚小，不间断工作是无线路由器的工作习惯，因此可以以此入手，增加电源管理功能，主要通过控制面板实现此功能，无论是家用无线路由器还是商用无线路由器，其在除切断电影以外的任何时间内都在不断的广播自己的信号转发身份，所以无线客户端如手机、iPad等只要打开wlan都会接收到无线路由器信号形成列表，若在无线路由器不使用期间将其关闭，并实时检测无线路由器的温度，超出预设范围则发出告警信息，可以确保无线路由器长时间处于安全性强、功耗低的工作状态，从而降低设备损耗。

2.工作原理

基于节能安全需求的无线路由器设计通过在无线路由器的壳体内外增加温度检测系统和除尘散热装置，用以在及时有效的散热的同时监测无线路由器的使用温度和工作流量，同时做出合理的处理动作，使其长时间处于安全、稳定、节能的工作状态，从而降低设备损耗延长设备寿命。

首先需要安装时间检测器TP4303、控制面板TM1629D、温度传感器、散热除尘装置、蜂鸣报警装置等，TP4303会在预定时间间隔内检测无线路由器的工作时长，时间数据会以信号传输的方式上传至控制面板。控制面板是无线路由器的管理系统，可以设置预定时间参数、温度参数等，时间检测器和温度传感器将数据传输至控制面板后，其会用实时数据与用户设定的临界参数做对比，一旦对比发现当前数据高于或与预定数据相等时则会向蜂鸣器和散热装置发出信号，激活蜂鸣器和散热装置，蜂鸣器是在无线路由器使用时长到达预定参数后发出告警信号的装置，散热装置是元器件温度到达预定参数时为无线路由器降温的装置。散热装置在接受到控制面板发送的消息后会进入工作状态，对无线路由器内部的元器件进行降温处理。该设计也增加了对电源线的漏电防护装置，实时监测供电情况，若发生漏电或电压超负荷的情况，防护装置会及时跳闸以保护电源线。

3.具体实施

3.1 时间流量检测和温控部分

基于节能安全需求设计的无线路由器时间检测和温度控制由三部分组成，分别是在无线路由器壳体前面镶嵌的控制面板部分、壳体内部壁面安装的温度传感器以及壳体上端装置的时间检测器，温度传感器会实时监测无线路由器内部元器件的温度，并在一定時间间隔内将数据上传至控制面板，控制面板会激活散热装置，使其处于工作状态，对内部元器件进行降温处理，当然实时温度也会显示在外部显示屏中，时间检测工作原理与温度监测类似。

具体方法如下。

（1）手动设置时间，通过总体的管理系统控制面板设置时间闹钟，使其在该时间段内定时关闭电源，如工作日的早9点至晚17点，可以通过手动按键设置无线路由器的工作时间。

（2）自动检测时间和温度，即利用时间检测器和温度监测器分别监测工作时长和问纺元器件温度，若超出预定范围则通过控制面板激活蜂鸣器报警或降温装置进行散热处理。

3.2散热除尘部分

基于节能安全需求设计的无线路由器的除尘散热部分设计，不仅可以有效降低元器件温度，也可以保护无线路由器的各个端口，防止灰尘进入和长久堆积，从而延长无线路由器的使用寿命和时长。具体实施是在无线路由器外部两侧装置有凹面型散热板，散热板一侧开设有散热孔，散热孔是向上倾斜的，可以在散热的同时防止灰尘进入和附着。

4.结束语

总之，基于节能安全需求的无线路由器设计主要对散热和检测工作时长方面进行改进，使其常处于安全的工作状态，改变了以往的电源工作模式，降低能耗的同时提升无线路由器使用的安全性，从而延长其使用寿命。

参考文献

[1]李明生.移动网络安全路由对无线网络运维系统设计的研究[J]. 计算机产品与流通，2019（7）.

[2]康璐.一种节能安全的无线路由器设计[J].科技传播，2018，010（010）：104-105.

作者简介：

李莎（1986-），女，广西桂林人，本科，研究方向：通讯产品结构设计等.