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中图分类号:TN929 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 16-0024-02
一、引言
随着经济的发展及技术的进步,各种无线产品在普通家庭的应用越来越普及,如智能手机、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑、互联网电视、音响、游戏机、DVD、视频监控等支持WiFi终端产品的普及。传统中各种设备各自为政,独立发挥设备在处理声音,收发图像和接收视频节目等不同领域的优势;未来数字化的家庭以网络为核心,在无线技术、超大容量的硬盘、各种通信标准、图像芯片等新技术和新器件的支持下,将家庭中所有的信息设备智能互连,实现信息共享,达到随时随地交换资源。因而普通家庭对无线网络的需求日趋增长,无线网络正快速进入家庭。网络成了人们生活娱乐中不可缺少的一部分,但传统的网络线路的已经落后于新的网络应用,已经满足不了人们对网络的越来越高的需求,家庭是人们除了工作场所外停留时间最长的的空间,因而希望在家里能够在任何时间、任何地方都能方便地使用网络,满足人们的各种网络应用的需求,无线网络的应用,能很好的解决人们的一系列的网络需求。
WLAN技术的发展为无线网络进入普通家庭提供了有力的支持,也为无线网络进入普通家庭提供了有效的解决方案,家庭用户将在不更改线路、不再重新布线的情况下改造原来的网络,而基于WiFi标准的无线网络成为最为普及的无线组网形式。在家庭中,把现有的家用电器以及电子产品以某种形式连成无线网络,进行统一的管理和控制,并将其连入internet进行远程调度,实现家庭环境中的无线网络无缝覆盖,建成一套完整的家庭无线网络,通过家庭无线网络访问Internet将成为一个趋势。
二、家庭无线网络的应用现状及存在的问题
自从Wi-Fi技术诞生以来,历经802.11、802.11b、802.11g/a、802.11n等多个无线网络标准,市场上Wi-Fi设备的最高速度已经从起初的2Mb/s升级到现在的450Mb/s,整整翻了225倍!尽管如此,人们希望在家庭中用无线网络完全取代有线网络的梦想仍未实现,其中的症结还是速度。
中国的房屋基本都是钢筋混凝土结构,并且格局复杂多样,环境对无线信号的衰减严重。以前的无线产品在覆盖范围和网速上难以满足家庭用户对网络的需求,现在的Wi-Fi产品虽然基本上能达到了要求,但由于受房屋结构的影响的,覆盖范围不完整,产生的死角比较多。这些都影响了用户对无线网络的应用。因而,设计适合家庭使用的无线网络方案,一定要能覆盖完整个家庭的每个角落,提供足够快的网速,实现家庭环境中的无线网络无缝覆盖。
三、无线技术及设备选择
对于普通家庭而言,经济实惠的无线上网方式是用户的首选,从使用的方便性、传输速率、设备投入费用等方面来看,现在大多数用户使用的上网方式是选择以802.11b也被称为Wi-Fi技术。选用802.11b技术使用的设备,一般而言由无线网卡、无线局域网接入点(AP)、宽带路由器三部分设备组成。无线产品的几个硬件指标包括:发射功率、接受灵敏度和天线增益。
四、家庭无线网络方案的设计
五、无线网络设备的组成
一个简单的家庭无线网络,一般由网络接入、无线网卡、无线路由,以及终端电脑设备等部分设备组成。
(一)无线网卡的选择。现在无线网卡的接口方式主要有PCMCIA、PCI、USB以及CF四种。选购无线网卡最基本的原则就是要根据终端类型进行选择,目前我们常用的网络终端主要有台式电脑、笔记本电脑和PDA等掌上设备。所以无线网卡的选择一般推荐USB网卡,因为它具有良好的兼容性和即插即用的安装方式,对于笔记本电脑和台式机用户都同样适用。
(二)无线路由器的选择。无线网络正不断地覆盖着我们的日常生活。作为无线网络的链接器——无线路由器,也日渐成为家庭中不可或缺的设备之一。但面对市场中琳琅满目的无线路由器,我们该如何选择?又该注意些什么呢?
对于普通家庭用户来说,市场上种类繁多的无线路由,产品价格从几十到上千元都有,对于无线路由的选择我们建议从价格,功能,无线性能等多方面进行考虑,这样才能从市场上挑选一款真正适合自己家庭使用的无线路由器。目前主流市场的无线路由器基本分为150M和300M两大类,而这两类产品均可充分满足国内网络带宽的需求,在实际应用体验中两者的无线速率差别不大。
对于无线路由的选择,应该从下面几方面进行选择:
1.注重产品的性价比。造成无线路由产品价格差异的主要原因是无线路由的附加功能:如USB存储,无线打印,3G分享,关机BT下载等。对于普通家庭用户而言,这些功能都不实用,没有必要为这些不实用的功能付出额外的钱。一般来说200块左右的无线路由已经能满足普通家庭的无线组网要求了。
2.传输速率。无线网络的传输速率是指它在一定的网络标准之下接收和发送数据的能力。有所不同的是,在无线网络中,数据传输率和网络环境有很大的关系。因为在无线网络中,数据的传输是通过信号进行的,而实际的使用环境或多或少都会对传输信号造成一定的干扰。
3.信号覆盖范围。家庭用户同样应该关注无线路由的无线网络覆盖能力。目前市场中的150M无线路由多采用1根外置天线设计,相比采用2-3根外置天线设计的300M无线路由,在信号覆盖及穿墙能力方面稍逊一筹。因此在两者价格差异不大的情况下,推荐大家选择300M无线路由器。“室内100米,室外400米”是无线路由器有效工作距离的理想值,它会随网络环境的不同而变化。通常,在室内,50米范围内有较好的无线信号;在室外,无线路由器的有效工作距离在100米~200米之间。
六、无线网络设备的摆放
七、无线网络设备的的安装设置
(一)无线网卡的设置。一般的无线网卡的安装都比较简单,现在大部分无线网卡都是USB接口,USB接口在系统里一般都能直接识别。用户只需安装产品配套光盘中的应用程序,普通用户只需运行应用程序后根据设置向导选择网卡的运行模式(网卡的运行模式包括wireless LAN(软件AP)模式和无线网卡模式),搜寻无线局域网,设置IP地址等几个步骤即可。
八、家庭无线网络应用的效果
有了无线网络,家中的电视机、投影机也可以共享家庭网络中的影音资源。多媒体适配器连接了无线网络跟电视机、投影机,完全可以把传统的电视作为家庭的多媒体娱乐中心,播放网络中的家庭照片、影音文件;笔记本也可以摆脱网线的束缚,可以跟您如影随行;家中的无线网络摄像服务器可以实时监控您不注意的地方,甚至上班或外出都可以即时看到家中的状况;无线桥接器把X-Box连入家庭无线网络,茶余饭后,随意畅玩。
关键词: 传感器;灌溉;自动化
Key words: transducer;irrigation;automatic
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)29-0170-02
0 引言
当前我国大部分农村传统粗放式的灌溉方式,就是根据种植经验对农作物进行人工灌溉或者通过机械装置进行定时的机械灌溉,不论是前者还是后者其灌溉方式都不能有效控制灌水量,容易对植物生长不利或造成水源浪费;还有一些地方采用自动定时灌溉,但是植物土壤湿度及所需的水分与自动灌溉时间某些时候会相矛盾,这样也会导致水资源的浪费,严重的可能导致植物因为水多或者水量不足而死。
我国是农业大国,水是农业的命脉,也是国家战略性的经济资源。如何科学合理地利用有限的水资源,如何有效地控制大田用水量,是当前农业灌溉面临的挑战。
解决的途径就是利用无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)进行农业灌溉。利用WSN进行灌溉信息数据采集、数据处理,最后进行数据反馈,从而实现水资源合理利用,发展节约型农业灌溉。本文将针对农业灌溉自动化技术的具体情况,探讨无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在节约型农业灌溉自动化技术建设中的具体应用,旨在为无线传感器网络(WSN)在节约型农业灌溉自动化技术中提供一种新的思路。
1 农业灌溉自动化技术中无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的架构
图1是经常被引用的一个典型的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)网络架构[4]。首先在监控区域内布置若干传感器节点(如:温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、CO2传感器等),通过自组织方式构成网络,然后传感器节点将测得的信息通过多跳的方式传送到汇聚节点,通过汇聚节点连入互联网(Internet)或卫星,最后到达任务管理节点。采用无线网络来测量来获得作物生长的最佳条件,可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。
在无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中,传感器节点不仅进行信息的收集与处理,还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合。汇聚节点它连接传感器网络与Internet等外部网络,实现两种通信协议之间的转换。任务管理节点具有人机交互界面,可以进行干预、遥控和管理。
无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)具有自组织、动态性、可靠性、应用相关、以数据为中心等方面的特点。[6]
2 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在农业灌溉自动化技术中的应用现状
国外,英特尔公司在饿勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园,在葡萄园中布置了若干无线传感器结点,对葡萄园中土壤的温度、养分含量、及土壤中的有害物进行实时检测,以保证葡萄健康成长。美国Geomatics公司采用虚拟仪器开发工具的自动化灌溉系统,该系统现场处理器配置有模拟量输入通道、锁存器、继电器等,并通过RSS 232接口与主机实现串行通信。通过现场处理器以星型结构连接一系列分布于农场中的土壤温度张力计、电磁阀、压力与流量传感器及水泵等。
国内无线传感器网络在农业方面的研究起步比较晚,但也取得了一些成果。例如,北京市“蔬菜生产智能化网络传感器体系研究与应用”项目,将无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)应用于温室蔬菜生产中。但是国内更多的是示范工程和项目,仅仅停留在试验和演示阶段而没有能够形成产业的应用项目。
传统农业的模式已远不能适应农业可持续发展的需要,产品质量问题,资源严重不足且普遍浪费,环境污染,产品种类需求多样化等诸多问题使农业的发展陷入恶性循环,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在农业中的应用为现代农业的发展提供了一条光明之路。
随着WSN技术的发展,为智能精确农业的大规模推广应用打下良好的基础。
3 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在节约型农业灌溉自动化技术中的建设
研究智能农业中的WSN技术,首先要建立无线网络监控平台。图2是无线传感器网络主控系统建立的框架。从硬件上看,WSN节点主要由数据采集单元、数据处理单元、无线数据收发单元以及小型电池单元组成;从软件上看,它借助于节点中内置传感器有效探测所处监控区域的温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等环境参数以及待测对象的电压、电流等物理参数,并通过无线网络将探测信息传送到数据汇聚中心通过处理、分析以确定是否启动水泵为农田供水。
基于无线传感器网络研究的基础上,提出节约型农业灌溉自动化控制系统。其系统框图如图3所示。该系统在土壤中安放传感器对湿度、温度、降雨量、酸碱度、水分蒸发量(风速)和空气温度等多种信息采集,根据实际,进行自动供水和按一定顺序进行自动灌溉。
节约型农业灌溉自动化控制系统关键部分研究是自动灌溉田间设备的控制。该部分的设计是采用以湿敏电阻和光敏电阻监测信号,灌溉渠水源发电用在供电的一种无需外接电源的自动灌溉装置。该装置监测电路由信号采集部分(用于土壤湿度检测,日光强弱检测),灌溉控制部分(包括与门判断和延时电路),电源部分,执行部分4部分组成。
4 结语
通过应用基于无线传感器网络的节约型农业灌溉自动化技术,有效实现根据土壤湿度、日照强度等因子系统自动推测出植物所需的水分,及时适量地加水,有效的节约水资源的同时,提高综合效益。但是在无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中传感器节点通常由普通电池或锂电池供电,能量有限;传感器节点价格较高;网络容易受到被动窃听、主动入侵等攻击;单个的传感器节点往往不能完成对目标的测量、跟踪和识别等缺点。随着传感器成本的降低以及相关问题解决方案的不断优化,无线传感器网络将会在农业领域有更广泛的应用。
参考文献:
[1]Kim S, Pakzad S, Culler D, et al. Health monitoring of civil infrastructures using wireless sensor networks[C]∥Proceedings of the 6th International Conference on Information Processing in Sensor Networks. Ankara: ACM Press, 2007: 254-263.
[2]Werner-Allen G, Lorincz K, Johnson J, et al. Fidelity and yield in a volcano monitoring sensor network[C]∥Proceedings of the 7th USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation. Seattle: USENIX Press, 2006: 27-43.
[3]SUBRAMANIAN L, KATZ RH. An architecture for building self-configurable system [A]. 2000 First AnnualWorkshop on Mobile and AdHocNetworking and Computing[C].2000. 63-73.
前言
随着现代社会生活与工作节奏越来越快,普通建筑已经难以适应时展需求,这一点对于企业与工厂而言尤为突出,通过建筑智能化水平的提升,能够有效节约成本,提高经济效益。因此,针对智能化建筑系统的建立与应用具有重要意义。智能化建筑系统的特点在于人性化、智能化与简约化,系统由多个部分组成,各个系统之间相互连接,相互协作,共同完成数据传输任务,解决紧急事故问题,提高建筑管理水平。而无线网络技术则是实现这些功能的关键,因此,针对智能楼宇中无线网络技术运用的研究与发展具有十分重要的意义。
1智能楼宇与无线网络技术概述
1.1智能楼宇
在社会经济不断发展的背景下,人们的生活条件得到极大的改善,生活水平越来越高,对居住建筑提出的要求也不断增长,普通建筑已经难以适应时展需求,必须进行改进与创新。其中,现代社会中智能化技术的发展十分迅猛,并在建筑中具有较高的应用价值,由此也诞生出了智能楼宇。这种建筑能够有效满足人们的使用需求,在很大程度上实现了人力与时间资源的节省,在未来建筑行业发展中具有巨大的潜力。所谓的智能楼宇,就是指在智能建筑系统的应用下,使建筑管理得以实现的建筑物。智能建筑系统分为多个部分,这些局部系统之间与人类的神经系统有着相似之处,通过合理连接,就可以使建筑内部信息传输的质量与效率得到有效提升。根据智能楼宇发展现状,可以发现在计算机通信网络技术的支持下,智能楼宇中的局部系统的连接就可以实现,因此,在系统连接中,通信网络发挥着十分重要的桥梁作用,能够有效传输各种数据,例如画面、视频以及声音等等。智能建筑系统的核心部分为自动化系统,这一子系统能够控制各个局部系统。在智能化技术的应用下,智能楼宇系统的失控问题能够被快速发现,建筑系统具有较高的维修与管理水平,能够使不必要的浪费与损失情况得到有效避免。
1.2无线网络技术
所谓的无线网络技术,就是指对无线电波加以利用,实现网络数据传输的一种技术。就无线网络技术发展现状而言,可以得知无线网络技术的组成主要分为无线网络与无线局域网两个部分。其中,无线网络属于计算机网络数据传输系统,该系统具有较强的灵敏性,能够在无线射频技术的应用下,使使数据传输得以实现,进而使电线的使用量得以减少。相较于有线网络,无线网络的不同在于传统网络被无线电替代,计算机的位置限制问题得到解决。无线局域网则是对无线数据加以利用的计算机网络,无线局域网将无线通信技术与计算机网络有机结合到一起,通过无线局域网的形式,数据传输得以实现。
2无线网络技术在智能楼宇中的应用
就结构组成而言,智能楼宇集成了不同种类的系统,因此,智能楼宇中集成系统运行过程对通信网络的可靠性提出了较高的要求。在无线网络技术的应用模式下,由于电缆线连接可靠性不足而造成的网络故障得到有效避免,因此能够使智能楼宇的通信需求得到满足。此外,在无线网络技术的支持下,有线网络通信也被取代,其中对电缆线的使用也得以减少,进而使智能楼宇的建设成本得到有效降低,在经济方面体现出巨大的优势。关于无线网络技术在智能楼宇中的应用,具体阐述如下。
2.1智能楼宇中应用的无线网络技术概述
智能楼宇能够使用无线局域网技术,使建筑的管理水平得到有效提升。而在应用实践中:①需要对网络IP地址进行合理规划。具体而言,就是指对静态手工配置的方法加以运用,配置AC的IP的地质,并对DHCP的动态分配方式加以利用,配置好AP地质。在配置过程中,如果没有严格按照规定,采用正确的配置方法,换言之就是通过静态分配方式来分配AP地质,那么就会由于数量庞大的AP而导致有地址冲突问题出现在设计与应用中。②SSID/VLAN的规划也具有十分重要的意义。在智能楼宇中,根据业务类型与用户群体的不同,需要对VLAN加以利用,实现对二者的合理区分。在WLAN中,SSID也发挥着相同的作用。因此,在设计智能楼宇的过程中,应从多个方面,综合考量SSID与VLAN之间的映射关系,并以此为依据,与实际需求结合到一起,使VLAN与SSID的1:1、1:N、N:N的多种匹配映射得以实现。再者,射频管理规划也是需要考虑的内容,在实际应用过程中,需要对无线局域网信号进行合理分配,使无线局域网通信道的应用效果得到改善。通过射频管理的合理规划,能够有效调整局域网信道,同时也可以实现每个AP获得信道的最优化,进而有效提升网络信息传输的可靠性。在智能楼宇中应用无线网络技术,还需要对智能楼宇信息传输的准确性与快速性要求予以重视,并采取有效的技术手段,满足实际需求。在智能楼宇系统的现场执行层中,也可以对无线网络技术加以应用。具体而言,也就是将Infrastruc-ture组网模式与BACnet通信协议运用到智能楼宇中,以此使数据信息的交换与传递得以实现。因此,还需要在BACnet通信协议的应用下,对设备相互操作、信息服务原语以及抽象数据共享对象模型进行正确定义。而通过对网络映射方式的应用,BACnet通信协议能够不同地层协议向BACnet子网进行映射,进而使不同网络之间的数据信息传输得以实现,同时也可以有效支持多链路层与物理层的通信。由此可见,一般情况下,在智能楼宇现场执行层中,BACnet无线传感器网模式具有广泛的应用价值。
2.2无线网络技术在智能楼宇中的具体应用
根据智能楼宇无线网络技术应用与发展现状可知,在一些智能楼宇中,无线网络技术的应用已经趋于广泛与成熟,例如一些智能展馆与智能大厦等等。例如智能展馆中对无线网络技术的应用,为了保证建筑的数据通信功能得到所有参展商的使用,可以将一个无线站点设置在每个展位上。对于开阔的室外环境而言,无线网络设备可以覆盖到200~3000m的范围。而对于室内环境而言,无线网络设备覆盖范围却只有35~50m。因此,需要对展馆环境的复杂性以及无线网络设备的网络覆盖能力进行综合考虑,同时还要合理设置每个AP设备的覆盖半径,通常以15m为宜,如此可以为对50%冗余的考虑提供便利。基于此,可以以展馆展会现场的实际情况为依据,合理选择并确定AP设备的安装位置,然后对千兆以上的以太网加以应用,以此作为无线网络骨干,在这一模式下,展馆的办公面积可达到2.5万m2,高度达到10~25m,能够很好的满足大部分需求。通过对无线网络技术应用效果的分析与研究,不难看出,在建筑通信中该项技术的应用能够使相关需求得到很好的满足,同时也能够避免电缆线破坏展览环境的情况,对于展馆环境的美化而言有着十分积极的影响与作用。
2.3智能楼宇中无线网络技术应用需要注意的问题
无线网络技术在智能楼宇的应用过程中,需要对技术应用的要点进行考虑与掌握。换言之,就是需要对建筑工程结构特点进行细致分析,并考虑无线网络的技术特点,对网络采取有效的管理措施,如此才能够使无线通信网络的建设效果得到保障。因此,在建设过程中,应对智能楼宇的结构类型进行了解与分析,并选择相应的网络类型。如果应用对象处于移动状态,如果想要避免电缆线传输位置对应用对象产生影响,那么无线网络的应用就具有较强的适用性。其次,在智能楼宇通信网络建设中,无线网络技术的应用必须制定相关基础性网络保护措施。例如尽量采用金属画作为建筑外墙,如果建筑内墙的装饰材料为金属,那么就要对金属材料与地面的接触情况予以考虑。此外,窗户也尽可能使用金属材料,包皮材料可以采用铜制品或其他金属材料。通过采取相应措施,能够有效保护无线网络密码,同时也可以使相关因素对网络设计造成的影响得以避免,进而有效控制网络故障率。由此可见,智能楼宇无线网络技术的应用中还需要对网络管理小组加以建设,如此才能够使对网络的实时监测得以实现,并据此有效调整网络。最后,还需要对智能楼宇内部结构进行分析,据此检验网络设计方案的合理性,使无线网络中信号流失问题得以避免。
3结束语
总而言之,在社会经济与科学技术不断发展的背景下,建筑也逐渐朝着智能化的方向发展,城市建设中也涌现出越来越多的智能楼宇。而在智能楼宇中,无线网络技术发挥着重要的作用,通过无线网络技术,可以有效提高智能楼宇的管理水平,减少资源损耗。因此,针对无线网络技术在智能楼宇中的应用的研究具有重要意义。我们必须针对智能楼宇中无线网络技术应用的不足进行分析,并提出有效的完善对策,以此提高技术应用水平,为推动智能楼宇的发展提供强有力的支持。
参考文献
[1]许毅平,周曼丽.无线网络技术在智能楼宇中的应用研究[J].计算机工程与设计,2006,27(22):4264~4267.
[2]高波.无线网络技术在智能楼宇中的应用探索[J].无线互联科技,2016(22):17~18.
网络技术的发展为人们的社会活动带来了翻天覆地的变化,尤其是无线网络技术的发展推动了诸多无线设备的出现,促使家庭生活向数字化转变。具有WiFi功能的网络终端如手机、笔记本电脑、平板电脑甚至是可控智能家居等在的普及更是推动了家庭无线网络化的普及。
一、WiFi组网技术概述
WiFi是一种短程无线传输技术,可以支持数百英尺范围内的无线设备的以太网接入,其定义了MAC层和物理层所使用的通信协议和通信特性,尤其是IEEE802.11x系列标准的制定使得其传输速率提高到最大54Mbps,极大地丰富了家庭的无线体验,使得多设备接入、多媒体应用等成为现实,因而得到了飞速的发展。
相较于其他网络技术而言,WiFi无线网络技术具有以下几方面优点。首先该技术的应用消除了有线网络的地区限制,使得家庭用户可以随时随地的进行网络访问和信息共享,只要在热点覆盖范围内,用户即可高速接入以太网。其次,在网络覆盖范围层面,WiFi技术是最广泛的。再次,在传输速度方面,其最高可以达到54Mbps,更加适应多媒体家庭生活的需求。此外,支持WiFi技术的无线设备的广泛应用也促进了WiFi无线组网技术的普及。利用WiFi无线网络可以方便快捷的将家庭设备接入到数字网络中,实现家居的智能化。
二、基于WiFi技术的家庭无线网络应用
2.1 家庭无线网络架构
为实现家庭内部网络与以太网之间的相互连通,必须对家庭无线网络进行架构。最为主要的是,网关可以充当家庭网络服务器的角色,对接入家庭网络中的中断进行统一管理和控制;此外,配置网关的防火墙功能还可以有效避免家庭内部网络设备受到恶意攻击。在网络结构方面,网关与无线设备成星状排布,这种网络架构有利于新设备的方便快捷接入。
2.2 家庭网关模块的功能实现
家庭网关的功能模块包括以下几个部分:嵌入式WEB服务器、TCP/IP或HTTP等协议、图形用户界面等。利用这几部分模块可以实现设备的网络访问或对家电的无线控制等。
当家庭网关启动后,系统进行初始化,加载相关的服务程序,同时等待家庭用户发送指令并响应。网关在接收到指令后,其CGI程序可以将指令转换为可被无线网络设备识别的UDCP报文,然后该报文经过WiFi网络被数字接收终端接收,同时接收数字接收终端发送的状态信息,并将其反馈给控制端,实现信息的传递。
2.3 无线终端设备的功能实现
现有的无线终端基本实现了WiFi功能的芯片集成,如手机、家庭网络电视等;对于部分没有集成WiFi功能的家电设备还可以使用外接WiFi终端对其进行功能扩展,这些家电设备的主要功能可以通过家庭网关来实现。其具体功能实现方式如下。无线终端设备按照控制端需求将自身状态信息发送到终端的微控制器模块,该模块将这些信息转换为可被网关识别的UDCP报文通过WiFi网络发送给家庭网关;当需要控制无线终端设备实现某种功能时,控制端向家庭网关发送控制指令,网关将这些指令转换为可被无线终端识别的报文并通过WiFi网络发送给无线终端实现对无线终端设备的控制或查询。
三、数字家庭无线网络的安全防护
为保证数字家庭网络的安全必须采取必要的安全措施。常用的安全防护措施有设置网关登录用户名和口令、设置网络连接密码、限制网络地址访问等技术。这些防护措施的应用可以在不影响无线网络的开放性、便捷性的前提下为家庭提供安全的网络访问。
四、总结
随着网络技术的发展,WiFi技术的普及以及支持无线网络接入设备的增多,家庭生活已经逐渐开始向数字化过渡。将家庭中具有无线网络功能的设备通过WiFi技术连接成局域网并与外部的以太网通信,实现现代家庭生活的智能化、功能化是今后社会发展的主流趋势。
参 考 文 献
[1] 彭华,何军. WiFi技术在家庭无线网络中的应用研究[J]. 技术与市场,2010,17(5)
随着经济社会的不断发展,我国的移动通信技术发展迅速,互联网技术已经渗透到我国社会的各个层面,以WCDMA无线网络技术为核心的无线通信网络目前已经得到广泛的应用和发展,人们对无线网络通信系统的要求越来越高,以致越来越多人开始研究其优化和发展,以使其能够满足用户和市场发展的需求。WCDMA无线网络技术是由3GPP依据GSM MAP核心网而制定的第三代无线通讯技术,其在现阶段无线通信市场中占据非常重要的地位。
1 WCDMA的原理
1.1 WCDMA技术的概述
现阶段,WCDMA技术标准是我国也是全世界范围内应用最为广泛、拥有最丰富终端种类的3G标准,在3G通信市场中占有非常重要的地位,它首先是由第三代合作伙伴计划组织提出的。WCDMA是由码分多址(CDMA)演变而来的一种国际电信联盟(ITU)标准,相比于其他通信技术,它具有容量高、功耗低、数据传输速度快、频谱效率高和成本低等特点。WCDMA的码片速率可达到3.84Mcps,载波带宽为5MHz,它主要以直接序列扩频码分多址、频分双工等方式为主。移动设备之间的数据、语音、图像、以及视频等通信过程都可以通过WCDMA得到实现,并且其速率在局域网内可达到2Mb/s,在宽带网内能够达到384Kb/s。
1.2 WCDMA技术的优势
(1)具有较大的系统容量。系统容量指的是系统能够提供的能够容纳的最多用户数量。相比通信市场其他技术,WCDMA具有较大的系统容量,这主要是由于其宽带网络的属性以及抗衰落能力强、功率快等特点决定的[1]。相比于传统的2G网络技术,系统容量的增大就意味着使用WCDMA网络的成本大幅较低。
(2)具有多样化的业务类型。相比传统的移动通讯技术,WCDMA技术的业务类型更加多样化,这就决定了其为用户提供的服务种类也同样具有多样化的特点。业务种类依据接入核心网络的连接域的差异性可以分为CS域业务和PS域业务两种类型。基本语音通话业务、CS域短信业务、CS域智能网业务都属于CS域业务类型,而PS域短信业务、QQ聊天、视频通话、游戏、电子邮件、网页浏览、视频观看等都属于PS域业务类型。除此之外,WCDMA网络具有更强的兼容性,能够为用户提供多项业务同时进行的服务,如用户可以同时使用语音业务和数据业务。
(3)具有较高的数据传输速率。第二代移动通信系统提供给人们的主要是语音业务和短信业务,作为辅助业务的数据业务,其传输速率最大仅能达到384Kbps,而随着网络技术的深入发展,人们对于移动通信系统提出了更高的要求,第三代移动通信系统应用而生,WCDMA网络的出现使数据业务成为其主导业务,其传输速率最高可达2Mbps,同时它还支持数据在快速或者缓慢的环境下传输,其传输速率分别能达到144Kpbs和384Kbps,并且数据传输业务和语音通话业务等能够同时进行,在很大程度上满足了人们对现代移动通信系统的需求。
(4)具有较高的无线传输质量。在无线传输过程中容易出现频率选择性衰落和多径衰落的现象,导致无线传输质量较差。而WCDMA通信技术的出现,在一定程度上避免了类似问题的发生,其利用分集技术进行无线传输,提高了无线传输的质量。此外,WCDMA所拥有的5MHz的带宽,使其多径接受处理能力得到提升,满足了接收机分离多径分量的要求,有效避免了频率选择性衰落和多径衰落现象的发展,从而使传输信号的质量得到了保障。
2 WCDMA无线网络技术的发展现状及存在问题
相比国外许多国家,我国对WCDMA无线网络技术优化的研究还处于初级阶段,相对比较落后,在很大程度上阻碍了我国无线网络技术以及网络优化软件的发展。现阶段,随着网络通讯技术的深入发展,我国已经认识到无线网络技术优化的重要意义,并开始加强研究力度,尽管取得了一些成果,但在优化的过程中也暴露出了很多问题。
第一,自动化程度较低。这是由于WCDMA无线网络技术在我国的起步较晚,加之我国对网络优化理论的引入落后于国外一些国家,在使用网络优化软件的过程中,缺乏经验和运营的历史数据,导致我国网络优化软件的使用多是人工控制的[2]。第二,我国现阶段对无线网络的优化多是孤立进行的,缺乏对其进行全面整体的分析,导致优化后的无线网络功能较为单一,具有片面性。第三,分析数据的效率较低。这主要是因为我国现阶段的网络优化技术较为落后,数据无法实现共享,导致网络优化的重心存在于数据处理上,阻碍了我国无线网络技术优化的发展进程。
3 WCDMA无线网络优化的流程
3.1 全网优化
WCDMA无线网络优化的根本目的是用尽可能低的优化成本完成业务覆盖、网络容量、网络业务质量等的优化,确保无线网络具有较广泛的业务覆盖范围、较大的网络容量、较高的网络业务质量,并要确保无线网络优化具有一定的升级能力。全网优化是WCDMA无线网络优化过程中的一个阶段,它强调的是网络整体性能的优化,这就要求其要以无线网络的整体性能为依据进行优化,在具体的优化过程中要重点考虑簇间配置和越区覆盖问题,以确保无线网络系统的正常有序运行[3]。
全网优化的流程如图1所示,其主要包括采集数据、处理数据、分析问题、解决问题、实施和验收等环节。
3.2 单站优化
单站优化是WCDMA无线网络优化中的重要阶段,单个站点设备功能的自检测试都是在这个阶段完成的,单站优化是以获取单站基础资料、确保各个站点的信号覆盖正常化为根本目的的。各个小区在开通WCDMA系统之后,都要进行包括各项业务性能、数据吞吐量、重选、切换等在内的路测。
3.3 无线环境优化
无线环境优化是以提升网络的覆盖水平为根本目的的,它能够在优化的过程中良好控制导频污染和路测软切换的比例,确保无线信号的正常分布。无线环境优化包括导频信号覆盖问题优化和导频污染问题优化两个方面。其中导频信号覆盖问题优化又包括弱覆盖区优化和主导区优化,弱覆盖区优化是为了确保导频信号覆盖的连续性,而主导区优化是为了确保主导小区都拥有均衡的覆盖面积;导频污染问题优化指的是一个地方缺乏主导导频,而同时存在多个强度一致的导频。为了避免导频污染造成的下行干扰增大、掉话率增加、网络容量降低等现象的出现,就必须要对其进行优化。
3.4 接入性能优化
接入性能与用户的感受密切相关,因此在WCDMA投入使用的初期,要重点对接入性能进行优化,确保网络性能的良好运行,从而使接通率得到提升,提高用户的好评率。
3.5 呼叫保持性能优化
为了找出影响呼叫保持性能的因素,就必要要对网络的保持性能进行DT/CQT评估,只有这样才能有针对性的提出解决问题的办法。呼叫保持性能优化的主要内容包括切换、掉话以及弱覆盖问题。呼叫保持性能优化可以采用DT和CQT的方式。
4 WCDMA无线网络优化的措施
依据近年来对WCDMA无线网络技术及其优化研究的成果,提出了以下几点具体的优化措施:
4.1 系统界面有待简单化
我国现存的系统优化软件的界面都比较复杂,界面查询过程中的参数过于专业化,要进行较多步骤才能最终得出查询结果,一般用户很难理解并进行使用。针对这种现象,在进行无线网络优化的过程中,要将系统界面简单化,方便用户的操作和使用,使优化的周期大大缩短,以确保无线网络系统的正常运行。
4.2 系统的稳定性有待提高
无线网络系统的稳定性增强了,才能确保系统的查询速度得到提升。现阶段,我国无线网络系统在查询过程中的最小查询时间粒度较短,这样虽然使导入数据更加快捷方便,但是在很大程度上影响了整体的查询速度。因此,在进行WCDMA无线网络优化的过程中,频率高低时间粒度必须要以用户的实际需求为依据进行选择,以缩短系统查询的时间[4]。与此同时,要严格检查和测试软件的设计构架,避免突发状况的发生,即使产生突发状况也能在最短的时间内对问题进行定位并解决,从根本上提升无线网络系统的稳定性。
4.3 覆盖范围有待拓宽
第一,室内覆盖有待于优化。首先对室内的实际覆盖情况进行分析,避免出现系统受干扰或者覆盖受限制的情况;其次要加强对室内的信号分布,尤其是室内信号分布系统所使用的多种设备有待于加强,如可以使用微蜂窝天馈系统,以增加室内的话务量、提高信号的质量。第二,公路覆盖有待于优化。随着无线通信技术的深入发展,用户对无线通信系统提出了更高的要求,尤其是在无线覆盖的范围方面,为了满足用户的这一需求,就要不断优化无线网络的公路覆盖,公路覆盖的优化可以通过使用智能天线或者新建覆盖点实现。
5 WCDMA无线网络技术的应用前景
现阶段,我国的经济快速发展,科技不断进步,通信技术趋于向移动化方向发展,并处于由单一语音业务向多种移动数据业务转换的过程中,以满足人们对无线通信技术的需求。第三代移动通信系统一经引入我国,就迅速得到广泛应用和快速发展,这是由它自身所具备的速率高、质量好、业务多的特点所决定的。尤其是WCDMA无线网络技术作为第三代移动通信系统的核心,加之其良好的兼容性,使其逐渐成为近年来人们研究的重点和热点问题。为了确保WCDMA网络系统的长期发展,为了满足逐年递增的用户数量,为了适应网络环境的复杂化,就必须要对第三代移动通信系统,尤其是WCDMA无线网络系统进行优化,不断提升无线通信的质量和范围,只有这样才能跟得上无线网络技术发展的步伐。相信未来的无线网络技术能有更加广泛的应用,无线网络优化工作也必将取得更加显著的成果。
参考文献
[1]张日新.浅谈WCDMA无线网络建设[J].科技创新与应用,2012(5).
[2]欧红星.浅谈WCDMA网络技术的应用[J].无线互联科技,2011(5):18.
中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)19-0070-02
作为互联网形式上面的扩展,其主要发展的方向有传感器、嵌入式自动化智能技术、RFID以及纳米技术等方面进行扩展。而作为互联网时代的一项关键性技术——无线网络,在对其的研究已经逐步成为了目前计算机领域当中的一个热点,它不仅在生产生活,还是在医学军事方面的应用都相当的广阔。但是随着计算机技术的快速发展,目前各种无线传感器网络都是如雨后春笋般出现,这样一来就不利于各个网络之间的网节点互联以及网络之间的管理。ZigBee的出现规范了网络直接的节点互联以及网络之间的管理,有效的解决了网络拓展之间存在的问题。
1 无线网络的简介
无线网络是指利用无线电的技术手段建立起远距离无线连接的一种网络技术手段,其以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域或者是区内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。它综合了网络技术的方方面面,并通过了无线网络实现了无处不在的运算理念。图1为无线网络的结构示意图。
由于无线网络是靠传感器进行数据传送的,而传感器一般都是嵌入到各个电子设备当中,外加传感器的网络节点多监测环境复杂,导致了网络的维护情况复杂甚至就是直接不能维护。因此,在对于无线传感器的设计上就要做到网络的兼容性大,传感器体积小,消耗低等特点,以实现自组网络的动态性,并且还要加强无线网络的安全,在无线信道上分布式的控制传感器所受到的攻击。
2 Zigbee网络概述
Zigbee网络技术是基于无线网之上的一种网络安全协议,Zigbee是一种新兴的无线网络技术,其具有复杂程度低、距离近、功耗低、成本低、低数据速率等特点。不仅可以适用于各种自动控制以及远程控制当中,还可以嵌入到不同的设备中去,强大了网络的应用。Zigbee的发射速率是10 kB/s~250 kB/s,延时时间在15 ms~30 ms之间,通讯的有效范围是10 m~75 m,工作频率是2.4 GHz、868 MHz(欧洲)及915 MHz(美国),单个的Zigbee可支持255个网络节点插入。
2.1 Zigbee协议栈简介
一个完整的Zigbee协议是由物理层、数据链路层、网络层、应用汇聚层和应用层五个层面通过逻辑性思维所组成的(图2Zigbee协议栈组成)。其中应用层是面对各种不用应用型业务的最高层用户;应用汇聚层主要的工作是将不用的应用需求反馈到Zigbee网络层上;网络层主要是功能层针对一些网络问题进行MAC、拓扑、安全等等管理;数据链路层又分为LLC和MAC,对输送过来的数据进行一个逻辑的分析建立,以保证数据管理的正常运行。
2.2 Zigbee的网络拓扑结构
Zigbee技术目前支持3种通讯技术的网络拓扑,其中包括星形(Star)、网状(Mesh)和树状(Cluster Tree)。Star网络技术是一种被常用于长期操作当中的网络;Mesh网络则是一种高检测性的网络,其可以通过无线网实现多个数据通道互联的效果,减少故障的发生,提高数据通道的安全性能;Cluster Tree网络是结合了Star网络与Mesh网络两者的优点,所拓扑出来的一种网络模式。
3 ZigBee的无线网络信息技术的应用
ZigBee的无线网络信息技术的发展应该当前的业务需要以及实际情况进行推广,以此来弥补当前无线网数据传送少、传送距离短、传送速率低等缺点,做到低成本、大容量、功耗低、智能化的特点,以完善无线网目前的空白部分。
ZigBee的无线网络信息技术的开发是一项工作较为复杂的技术工程,其涉及到的技术不仅有网络领域当中的传输、射频等技术,还涉及到了底层软件硬件控制等技术。在对Zigbee技术进行无线传感器网络开发时,主要考虑到网络的节点以及相适应的功能型软件。目前,在科研人员的努力之下在硬件上已经将Zigbee技术应用到了射频芯片等,这些高科技含量的硬件设施降低了开发者的设计要求,只需要在其中加入一些元件就可以实现应节点的应用,在加上Zigbee相关软件的开发利用,加速了Zigbee系统的设计,已经进一步的简化了用户命令接口,普通的用户只要使用一些简单的命令,就可以实现Zigbee的网络控制。
目前,Zigbee技术不仅逐步实现了低成本、大容量、功耗低、智能化强的特点,还在网络技术的发展中加入了Zigbee协议提高了无线网络的安全。
4 结束语
Zigbee是一项新的无线网络通讯技术,其相应的标准还待于完善,也正是如此Zigbee技术在现实生活中的应用也受到了一定的阻碍。但是不管如何在标准化来临之前,这是一个技术发展的趋势,象征着网线网络时代的真正到来,只有逐步完善无线网络的标准,才可以实现网络无处不在的理想。随着Zigbee组织的联盟,更加加速了IT技术的发展,Zigbee技术也会将变得越来越可靠灵活。
参考文献
[1]基于Zigbee协议无线传感网络的应用[J].软件导刊,2010(3):106-108.
[2]潘伟.基于Zigbee技术的无线传感网络研究[J].计算机技术与发展,2011(9):244-246.
[3]陈靖.基于Zigbee协议的无线传感器网络技术的分析和应用[J].软件导刊,2009(8):18-23.
[中图分类号]F224-39 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158(2013)06-0082-01
网络是信息化时展的产物,是这个时代前进的助推器。无线网络的出现大大便利了人们的日常生活,摆脱了过去必须宅在家里上网的情况,现在人们可以在户外娱乐的同时享受无线网络带来的便利。比如,在某个咖啡厅喝咖啡的时候或是在公交车上闲极无聊的时候又或是在图书馆看书的时候等等情况下都可以利用到无线网络。徜徉在网络的世界里,人们可以忘却疲惫的心,继续努力前行!
无线网络时代的到来为社会的发展起到了推波助澜的作用。毋庸置疑,企业是需要追求效益,追求发展的。无线网络之所以在企业中被广泛的应用,很大程度上是因为它对企业的发展起着至关重要的作用。无线网络的应用大大提升了办公人员的工作效率,它用最快的方式帮助企业提高了生产的效益。
一、无线网络的概述
无线通道是无线网的一种传输媒介,通过无线网的连接,计算机除了能够进行相互间的通信外,还能够保证不同计算机间的资源共享。在无线网络中,数据传输是通过无线技术的方式在空中进行传输,这对于有线网络起到了一种补充的作用。通过无线网络来获取信息可以随时进行,这对于企业职工的工作效率是有很大提升的。一些专业从事智能安防无线网络电子产品批发、零售和施工的专业化科技企业,它主要致力于智能化系统集成技术的实施、开发和引进。公司内部的业务涵盖了多媒体电子视频、过程无线网络、自动扶梯、办公自动化等信息领域。公司不仅能够为用户提送一些高科技产品,还能为用户提供整体的解决方案。这些公司既是智能安防产品的批发商,同时还培养了一些过硬的技术施工队伍。他们用“精诚团结合作、以人为本”的理念,打造出了一支营销服务的网络。
二、企业计算机网络系统的现状
随着无线网络技术的进步,很多人开始意识到它的作用,慢慢开始接纳它。无线网络开始慢慢走近人们的生活与工作之中。企业面临越来越多的信息化和集成化的需求。企业的监控系统和考勤系统都需要无线网络起作用。企业室外的公共区域需要建立信息的接入点,这对于计算机网络技术提出了一些新的要求。
三、企业在进行无线局域网设计时的注意事项
首先,无线网络的硬件设备与设计思想一定要是最先进的。这样才可保证无线网络在今后能够长时间的保持技术的先进。
其次,在进行局域网的设计时,应该严格依照工作标准和国际标准来进行。让网络的兼容性和开放性都保持在一个较高的程度。
最后,在进行无线网络的设计时,应该考虑到随着企业的发展,需要进行网络扩充和升级的准备,让所有的硬件资源都能够得到充分的利用。
四、无线网络在企业中的运用
相较于有线的网络,无线网络有着无可比拟的优势。企业内部的员工可以在任意的地方和时间同他人进行通信和交流。这在很大程度上适应和满足了企业发展的要求。因此,无线网络将会持续的在企业中被应用,而且它将会有更为广阔的发展空间。
民航系统中,一个非常重要的因素就是安全。包括了物品的安全、人员的安全和建筑的安全等等。这就要求各部门做好仔细的检查,逐一排除一些不安全的因素。安全检查涉及很多部门和单位,比如,货运、边检、消防和指挥中心等。这些部门之间是互相独立的,没有整体的配合性。因此,为了能够提升整体安全系数,对监控摄像系统的应用就显得非常重要。可是,利用以往的有线网络,摄像机和监控摄像系统都是固定的,容易出现盲区和死角。为此,应该调整好摄像机的方位与地理位置。人数太多和人员流动大的缘故,监控工作很难顺利开展。只有通过无线网络的建立,摄像机才不会受到地理位置和方向的限制。此外,这也很大程度上避免了盲区和死角的出现,既保证了安全又节约了很多成本。以中国铁路物资哈尔滨物流有限公司为例,其现场的情况比价复杂,依据实际的需求必须要对其进行网络设置,可是受环境因素的影响,不太适合有线网络的布局,只能选择无线网络。由于物流企业与人们的日常生活息息相关,因此在网络设备上的要求很高,包括传输的网络信号、传输速度和稳定性等。无线网络最大的特点就是具有很强的灵活性,它能够有效地实现各机房之间的网络数据连接,保证物流企业的正常运作。
哈物流公司无线网络系统采用无线组网的技术,通过安装室外AP方式,实现点对点,点对多点,中继连接。具体设计包括终端设备的布设,传输系统。在现场有十六个点和三个门卫需要数据(包括系统数据和监控数据)的实时传输。每个点到主楼中央机房都能够通过中继来实现无线网络的连接。
近些年来,3G网络技术得到了极大的推广,在人群中普遍地被应用。它除了有速度快和容量高的特点,还具有以下特点。首先,它主要是为用户提供一些多媒体业务,包括语言和电路数据等业务。其次,3G网络技术一般都采用CDMA技术。该系统的容量大小、质量和覆盖面积都是互相关联的。CDMA系统在组网时可以使用相同频点,没有限制频率分配,容量能够得到很大的提升。
五、无线网络的安全机制
为了防止企业外部和内部的各种因素对网络造成影响,保障无线网络的安全非常重要。可以从以下一些方面进行。第一,在无线网中采用扩频技术,它产生的讯号对于非特定的接收器来说,仅仅只是脉冲噪音,所以能够保证数据传输的安全。第二,对传输数据实行加密措施。目前,比较常见的几种加密技术有WPA2、WPA、WEP等形式。第三,运用特定的加密设备和设置独立的访问节点。第四,增强对访问资源的控制与授权。避免各种非法访问现象和破坏的发生。
想要传输的数据准确无误,必须保障无线网络的可靠性。怎样保证其可靠性呢?首先网络的设备应该具有最先进的技术,其次无线网络的系统增益储备应该较高,最后链路的可维护性应该较强。
六、无线网络的发展趋势
随着科学技术的发展,无线网络技术更新的速度越来越快,传输数据的里程也越来越远。由此可知,无线网络技术在未来的覆盖面积一定会越来越广。随着无线网络时代的到来,人们可以不用担心自己的工作因为没有网络而被耽搁。无线网络让人们可以随时随地办公,工作的灵活性和自由度在不断地提升。鉴于无线网络的便利性和可靠性,未来无线网络在企业的应用也将会越来越广泛。当然,它将不仅仅只是体现在企业的发展上,更会出现在人们生活的各个角落。
结束语
无线网络是社会经济发展的助推器,它在一定程度上加速了各行各业的发展。众所周知,企业的发展与社会的进步有着直接的联系,企业的生产都是追求高产、高效的。怎么才能让企业保持自身的高效发展呢?在这个高速发展的信息化时代,无线网络的利用就能给企业提供一个便捷的发展环境。无线网络的利用不仅丰富了人们的业余生活,还为企业的快速发展带来了福音。很多企业目前还仅仅只是在室内使用无线网络,随着企业的发展,室外无线网络也会得到普及。
当然,无线网路技术并不是一成不变的,它需要不断的革新来适应社会的发展,跟上时代进步的步伐。网络技术的先进性在某种程度上直接决定了社会经济的发展速度。因此,做好室外无线网络技术的更新对于企业的发展意义重大。
参考文献
[1]许晓聪,计算机局域网网络的安全防护策略[J],计算机光盘软件与应用,2011(10)
[2]丁伟东,在单位网络管理中的应用分析[J]计算机光盘软件与应用,2011(22)
中图分类号:TN925.93 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)07-0000-00
随着信息技术的飞速发展以及网络技术的广泛应用,我国有线校园网建设得到快速发展。但校园内的师生具有很强的流动性,笔记本、智能手机等无线终端设备被广泛使用,师生迫切需要在校园内任何时间、地点都能连接到网络,传统有线网络已无法满足人们的需求。学校在扩充有线网络的方案中,更青睐无线网络的构建。无线网络通过无线信道来实现Internet互联功能,不但能够实现通信的移动化、个性化和宽带化,而且能够摆脱有线网络在构建和应用中存在的高成本、布线难、维护难、接入点有限等瓶颈问题,这种基于有线网络扩充的校园无线网络模式,将对学校的日常管理、教学模式和师生的生活产生深远的影响。
1 无线网络概述
无线网络是指将地理位置上分散的终端通过无线电技术连接起来,实现数据通信和资源共享的网络。无线网络的传输介质是无线电波,这种网络不需要实现物理布线即可轻松构建网络,有效解决了有线网络布线困难、网络覆盖范围有限及灵活性差等问题。
1997年,第一个无线网络通信标准IEEE802.11制定,解决了无线设备之间的互联问题,之后这一标准又不断得到完善和发展,先后经历了IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g和IEEE802.11n等IEEE802.11x系列标准。无线网络的数据速率也从11Mbps,54Mbps,108Mbps上升到300Mbps。
2 无线校园网的组建方案
2.1无线校园网的构建分析
无线局域网(Wireless Local Area Network )以无线多址信道作为传输媒介,给用户提供有线局域网的服务。它最大的特点是易于安装和使用。有效避免了有线网络布线中出现的各种困难和问题。通过WLAN系统,用户真正意义上实现了随时、随地、随意的访问Internet资源。解决了由于接入点少、地理位置偏等原因造成无法上网的难题。
校园无线局域网所需要的主要设备有:无线AP、无线控制器、三层交换机设备。无线AP(Access Point)即无线接入点,通过双绞线连接在中心路由器或交换机上,交换机为AP分配IP地址,终端设备通过无线网卡从AP获得IP地址。从而实现有线局域网和无线局域网之间互相访问;无线控制器(Wireless Access Point Controller)用于统一管理无线网络中的无线AP设备,包括AP自动发现、AP状态查看、AP统一配置,以及修改AP相关配置参数、接入安全控制等。它能够提高无线网络的性能及可靠性,便于无线网络的管理维护;三层交换机既实现了数据包的高速转发,又实现了网络的路由功能,与传统的二层交换机相比,性能得到了大幅度的提升。无线控制器通过线缆与核心交换机相连,不同位置的无线AP可以通过线缆与最近的交换机相连,最终实现校园无线网络的覆盖。而要想实现无线漫游,就必须通过多个AP进行校园内的无线覆盖,从而保证保持不间断的无盲区网络连接。
2.2无线校园网的架设
无线校园网的架设,必须要解决三个问题:一是要以最少数量的AP实现校园内无线网络的覆盖;二是校园内不出现网络死角;三是相邻AP必须设置为不同的频段,且要相距5个频段以上,避免相互干扰,如使用1、6、11频段。三个问题的解决是相辅相成,缺一不可。
要做到AP数量的最优化,应考虑到校园内原有有线网络的部署情况,建筑物的特点、距离等问题,每个无线AP都有一定的覆盖范围,在布置AP位置时,各个AP范围之间适当重叠,减少信号盲区,保证校园内任何一个地方都可访问到网络。对于用户多的区域,如教室,会议室,宿舍等区域,可适当增加单位面积内AP数量,为用户提供稳定的网络环境。而对于操场等区域,可用少量的AP实现无线覆盖。
3 无线校园网的安全防范措施
无线网络给学校师生带来方便的同时,也会出现一些安全隐患,所以需要采取一些必要的防范措施:(1)更改无线AP的管理员登录初始口令和初始SSID;(2)要隐藏SSID,禁止广播SSID;(3)要采用比WEP更安全的WPA或WPA2进行加密。为防止非法用户利用捕捉数据包软件破解出WEP无线加密协议密钥,不能设置如ADMIN123、12345678这样容易被猜中的简单密钥,设置复杂的密码组合还是比较安全的。而WPA2是WPA的第二代,它支持更高级的AES加密,因此能够更好地解决无线网络的安全问题。(4)MAC地址访问控制列表。每一块无线网卡都有一个唯一的MAC地址,我们可以在无线网络接入点设备中建立一张MAC访问控制表,将合法的MAC地址录入到表中,并启动MAC地址过滤功能,不在控制列表中的MAC地址就无法连接到网络中,从而防止非法用户对无线网络的入侵。
4结语
随着校园信息化进程的飞速发展,无线网络扮演的角色越来越重要,我们在构建无线网络时可以借鉴其他学校成熟的无线网络,根据本校的特征,因地制宜,采用比较合适的构建模式,确保无线网络的稳定性、可扩展性、安全性。
参考文献
[1]应海盛.无线局域网的安全隐患与对策思考[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2008.(01).
[2](美)John Ross 著,王海涛,汤平杨译.Wi-Fi 安装、配置和使用 802.11b 无线网络.清华大学出版社《校园无线网络的构建与安全分析》.
一、概述
当前无线网络的建设和发展越发广泛,特别是在我国已经使用了3G牌照,这样因为无线网络具备很好的机动性,从而能够应对很多突发性事件,也成为了视频监控系统中一个新的热点发展行业。这种监控系统主要是讲计算机、无线网络传输技术和视频编码技术相统一,可以将不同领域的信息传送给监控中心,并且自动进行保存,更加方便日后的查找。
在无线网络技术的监控系统中,组成部分包括数据处理、监控和Web服务器,以及传输卡。无线网络将数据服务器和音视频的监控设备连接起来,也为每一个音视频设备分配IP,使得数据服务器对其进行数据编码的处理,并将处理后的数据利用一些传输设备传送给监控服务器。Web服务器一般是用来为用户提供视频监控浏览服务的。传输卡则是用来对其所在的固定环境进行监控,包括温湿度等,如果发现异常则会报警,从而通过监控服务器报告给管理员进行及时处理。
二、无线网络传输的视频监控系统应用优势
在没有无线网络传输技术的过去,视频监控只能用电缆与光纤对图像进行传输,它们被硬件连接着,造成不好的局面,使用了无线网络传输技术后,视频图像的传输变得更加的灵活和方便了。无线网络传输技术有着明显的优势:(1)总体成本较低。尤其是对于距离比较远的地域更加合适,在很多的情况下,由于地域环境的不同,使得用户受到了很多限制,例如在山地、港口或者是比较开阔的地域等等,这些地理环境较为特殊,对于网络的布线带来的极大的困难,导致施工期较长,有些地方根本不能够实现。使用了无线网络传输方式就完全解决了这些限制,安装时间段,易于维护,而且扩充能力也很强。更为便利的条件是维护花费较小,基本上都是由无线网络供应商免费维护。(2)特性优势。无线网络的组网较为灵活,具有即插即用的便利特点。需要安装一个新的监控点时,管理员可以直接将其接入已有网络,不用任何更新的设备,非常快速,就这样简便地达到了远程监控的目的。
三、无线网络视频监控的应用实例
(1)查询应答式。这种无线视频监控系统的应用过程是,当终端有视频查询要求时,通过Web服务器向监控服务器发送信号,经过验证身份,确认是否回应视频连接或是回复错误码。之后数据处理服务器接到监控服务器请求,并进行确认身份,这时无线网络将进行指定位置的视频设备连接。最后一步,视频数据将通过视频监控设备到数据服务器,再进行编码处理后传到监控服务器中,再经过处理请求和解码后发给Web服务器,最终将被发送到用户端的机器上。(2)自动报警。这种无线网络传输的视频监控的工作过程是,把监控的传输卡放到一个确定的位置或者实物上,通过其感应芯片实现触发报警的功能,并发出一定的警报信息到监控服务器,由其报给管理员终端。之后,管理员对监控服务器进行访问,等待着监控服务器对其进行认证,如果通过身份验证后,无线网络就可以帮助查找数据服务器,通过此次身份验证后,视频数据就会通过数据处理和监控两个服务器,先经过数据处理服务器的数据编码,然后将其传送到监控服务器上,监控服务器再将已经处理好的原始视频数据传送到管理员的终端机器上。这两种无线传输的视频监控系统对于住户小区、运输交通和水利等领域都比较实用,而且安装方便,对于监控点的增减可以灵活调节。
四、结束语
无线网络传输也是出于刚刚起步的阶段,占有的市场份额还很低,但是从它的发展趋势来看,无线网络传输在视频监控中的应用,不会只单纯的应用于高端用户,并将会被应用于各种大中小型企业用户,或者是个人家庭用户。在不断的发展和应用过程中,无线网络传输技术也将会变的更加数字化和智能化,与其它视频监控技术一样,在视频监控中有着必然的发展趋势和前景。
参考文献
[1]卢秋波.视频监控技术简介与发展趋势.安防科技,2007,(5):21~23
1.概述
当前高校的有线网络[1]已日趋完善,但随着科技的发展,广大师生对无线网络的需求日益增强,伴随着无线网络技术的不断发展,高校无线校园网逐渐也必然成为一种重要的基础设施。如何建设一个高可用、高安全、高稳定、易使用、易管理、易扩展的无线校园网络与基础设施平台,通过支持802.11N标准,实现无线网络的无缝、高速覆盖,为网络资源的充分利用和共享提供强有力的保障,为学校的全面信息化奠定坚实的基础。网络基础设施完善,基本形成覆盖全校的高速无线网络。在网络规模、技术水平、性能、稳定性和安全性方面[2][3],为学校各类应用系统和公共资源服务提供一个高速、安全、可靠的无线基础平台。
2.高校无线校园网规划与建设
2.1 无线校园网拓扑结构
南京理工大学校园无线网覆盖的建设目标是充分利用有线校园网IPv4/IPv6[4]的资源,建设具有良好的稳定性、可扩展性和可管理性的无线网络平台,为教学、科研、管理提供稳定、可靠、安全的无线网络环境。
此次校园部分区域无线网络的逻辑拓扑图如图1所示。
该逻辑拓扑图将整个校园网分为有线校园网络和无线校园网络,无线和有线采用的独立组网的方式。对于整个校园网不仅方便网络的管理和扩展,而且两张独立的网络之间可以相互的冗余热备。
整个无线网络从下到上分成了终端层、接入层和核心层三大部分。其中终端层即为需要接入网线网络的终端产品,包括使用无线网卡的笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。这一层次是用户直接接触的层次,也最直接的影响了用户对无线网络的使用体验。终端层往上为接入层,包括了提供无线网络覆盖的无线AP和AP直连的接入交换机。网络的最上层为核心层,包括了核心交换机和无线控制器。当然,前提是我们已经默认了校园网的无线毋庸置疑的要采用瘦AP架构。在实际网络建设中,为了提高用户的使用体验,同时简化管理员的管理工作,每个层面都有需要注意的问题。除了以上拓扑结构上的三个层次外,我们还要考虑到网络建成后的无线校园网运维管理[5]问题。
2.2 无线网络的运维管理
一个好的网络,不仅要能为用户提供良好的使用体验,还要使管理员能够方便的管理和维护。因此,按照前几节的思路将网络建设好的基础上,还要充分考虑到网络建成后的运维管理问题。
对于规模庞大的无线网络来说,管理是一件非常重要且繁琐的事情。从RF射频覆盖状态的监测、无线链路的带宽的监测、用户认证的异常报警、无线接入安全等都需要考虑。无线网是一个整体系统,无线接入点之间必须互协调工作,单独改变一个无线接入点的参数和配置,可能会会引起无线接入点之间的无线电波干扰,用户漫游重认证和授权也可能会产生问题,集中控制和管理显得非常必要。因此,我们需要一个可采用基于Web(支持IPv6)的网络管理系统,为网管人员提供易用较强的管理平台。网管系统应能够对无线网络中的无线控制器和无线接入点等设备与有线网络设备进行一体化集中管理,网管人员对全网设备信息和状态可随时全盘掌握。通过整体拓扑监视、多视图唯独的监视和分组管理,可将客户的大规模部署无线网络设备进行集中化的控管。
2.3 无线网络的安全审计管理
随着校园网络技术的不断发展以及网络基础设施的完善,用户接入方式及终端类型的多样性和互联网应用越来越广。信息系统的快速发展和网络安全管理问题的矛盾日益凸现。因此如何有效监控网络资源的使用和敏感信息的传播,准确掌握网络系统的安全状态,及时发现违反安全策略的事件并实时告警、记录,同时进行安全事件定位分析,事后追查取证,满足合规性审计要求,也是学校网络运维单位迫切需要解决的问题。
3.结束语
可以说,无线网络以全新的形态,全移动式的网络访问模式,正在逐步改变着校园里人们的工作与生活习惯。正是由于校园无线网络的出现,一大批新兴的网络应用模式将会如雨后春笋般逐渐在校园开花结果。以不断提高教学、科研、工作、生活品质和效率为目标,大力发展校园无线网络,对于新时代的高校信息化发展来说,具有重要的战略意义。
参考文献
[1]张军征.校园网络规划与架设[J].电子工业出版社, 2009.
[2]姚琳,王雷.无线网络安全技术[M].清华大学出版社,2013.
[3]任伟.无线网络安全[M].电子工业出版社,2011.
一、无线网络概述
无线网络技术涵盖的范围很广,既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。通常用于无线网络的设备包括便携式计算机、台式计算机、手持计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、笔式计算机和寻呼机。无线技术用于多种实际用途。例如,手机用户可以使用移动电话查看电子邮件。使用便携式计算机的旅客可以通过安装在机场、火车站和其他公共场所的基站连接到Internet。在家中,用户可以连接桌面设备来同步数据和发送文件。
二、无线网络的标准
为了解决各种无线网络设备互连的问题,美国电机电子工程师协会(IEEE)推出了IEEE802.11无线协议标注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三个标准。最开始推出的是802,11b,它的传输速度为lIMB/s,最大距离室外300米,室内约50米。因为它的连接速度比较低,随后推出了802.11a标准,它的连接速度可达54MB/s。但由于两者不互相兼容,致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802,11a网络中不能用,所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b标准且与802.11a速率上兼容的802.11g标准,这样通过802.11g,原有的802.11b和802.11a两种标准的设备就可以在同一网络中使用。IEEE802.11g同802.11b一样,也工作在2.4GHz频段内,比现在通用的802.11b速度要快出5倍,并且与802,11完全兼容,在选购设备时建议弄清是否支持该协议标准。选择适合自己的,802.11g标准现在已经开始普及。
三、无线网络类型
(一)无线广域网(WWAN)。无限广域网技术可使用户通过远程公用网络或专用网络建立无线网络连接。通过使用由无线服务提供商负责维护的若干天线基站或卫星系统,这些连接可以覆盖广大的地理区域,例如若干城市或者国家(地区)。目前的WWAN技术被称为第二代(2G)系统。2G系统主要包括移动通信全球系统(GSM)、蜂窝式数字分组数据(CDPD)和码分多址(CDMA)。现在正努力从2G网络向第三代(3G)技术过渡。一些2G网络限制了漫游功能并且相互不兼容;而第三代(3G)技术将执行全球标准,并提供全球漫游功能。ITU正积极促进3G全球标准的指定。
(二)无线局域网(WLAN)。无线局域网技术可以使用户在本地创建无线连接(例如,在公司或校园的大楼里,或在某个公共场所,如机场)。WLAN可用于临时办公室或其他无法大范围布线的场所,或者用于增强现有的LAN,使用户可以在不同时间、在办公楼的不同地方工作。WLAN以两种不同方式运行。在基础结构WLAN中,无线站(具有无线电网卡或外置调制解调器的设备)连接到无线接入点,后者在无线站与现有网络中枢之间起桥梁作用。在点对点(临时)WLAN中,有限区域(例如会议室)内的几个用户可以在不需要访问网络资源时建立临时网络,而无需使用接入点。
(三)无线个人网(WPAN)。无线个人网技术使用户能够为个人操作空间(POS)设备(如PDA、移动电话和笔记本电脑等)创建临时无线通讯。POS指的是以个人为中心,最大距离为10米的一个空间范围。目前,两个主要的胛AN技术是“Bluetooth”和红外线。“Bluetooth”是一种电缆替代技术,可以在30英尺以内使用无线电波传送数据。Bluetooth数据可以穿过墙壁、口袋和公文包进行传输。“Bluetooth专门利益组(SIG)”推动着“Bluetooth”技术的发展,于1999年了Bluetooth版本1.0规范。作为替代方案,要近距离(一米以内)连接设备,用户还可以创建红外链接。
为了规范无线个人网技术的发展,IEEE已为无线个人网成立了802.15工作组。该工作组正在发展基于Bluetooth版本1.0规范的WPAN标准。该标准草案的主要目标是低复杂性、低能耗、交互性强并且能与802.11网络共存。无线个人网和无线局域网并不一样。无线个人网是以个人为中心来使用的无线个人区域网,它实际上就是一个低功率、小范围、低速度和低价格的电缆替代技术。但无线局域网却是同时为许多用户服务的无线网络,它是一个大功率、中等范围、高速率的局域网。
最早使用的WPAN是1994年爱立信公司推出的蓝牙系统,其标准是[EEE802.15.1[w-BLUE]。蓝牙的数据率为720kb/s,通信范围在10米左右。为了适应不同用户的需求,无线个人网还定义了另外两种低速WPAN和高速WPAN。
(四)无线城域网(WMAN)。无线城域网技术使用户可以在城区的多个场所之间创建无线连接(例如,在一个城市或大学校园的多个办公楼之间),而不必花费高昂的费用铺设光缆、铜质电缆和租用线路。此外,当有线网络的主要租赁线路不能使用时,WWAN还可以作备用网络使用。WWAN使用无线电波或红外光波传送数据。为用户提供高速Internet接入的宽带无线接入网络的需求量正日益增长。尽管目前正在使用各种不同技术,例如多路多点分布服务(MMDS)和本地多点分布服务(LMDS),但负责制定宽带无线访问标准的IEEE802.16工作组仍在开发规范以便实现这些技术的标准化。