無(wú)線局域網(wǎng)在筆記本電腦生產(chǎn)測(cè)試中的應(yīng)用

郝 飛

0 引言

在xxxx年，客戶對(duì)筆記本電腦生產(chǎn)制造的需求量有大幅度的增長(zhǎng)，所以工廠需要提高產(chǎn)能，以保證能夠滿足客戶的需求按時(shí)投放市場(chǎng)。

但在問(wèn)題提出時(shí)，由于效能與廠房空間的限制，產(chǎn)能僅能滿足60%的需求；況且，再蓋新廠房不僅時(shí)間上來(lái)不及，而且會(huì)造成巨大的成本浪費(fèi)；同時(shí)，公司在提倡建設(shè)夢(mèng)工廠，所以就轉(zhuǎn)向了廠房以及天車內(nèi)部結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方向。

1 解決方案

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的各種方案的驗(yàn)證，最終確立了把服務(wù)器，交換機(jī)等搬到天車上以節(jié)省廠房空間，并用無(wú)線局域網(wǎng)代替有線來(lái)進(jìn)行信息交互的方法來(lái)達(dá)成目標(biāo)。這個(gè)方案主要包含3部分：

1） 把服務(wù)器，核心交換機(jī)，交換機(jī)，網(wǎng)線等從組裝線體外移至天車上，從而節(jié)省空間以架設(shè)更多的線體。

2） 在天車上下載測(cè)試系統(tǒng)以及程序。

3） 在廠房?jī)?nèi)部署無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN），包含服務(wù)器端，客戶端（筆記本電腦），無(wú)線AP，數(shù)據(jù)庫(kù)端等。

而無(wú)線局域網(wǎng)的部署就是重中之重，也是整個(gè)新流程的關(guān)鍵所在。

2 無(wú)線局域網(wǎng)方案及架構(gòu)圖

無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks：WLAN）利用電磁波發(fā)送和接收數(shù)據(jù)而無(wú)需線纜等介質(zhì)。通常包含無(wú)線網(wǎng)卡、AP等設(shè)備。WLAN使得數(shù)據(jù)查詢，信息傳遞更為方便，只需一臺(tái)手持移動(dòng)終端如手機(jī)、平板電腦等，就可以隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)，使娛樂(lè)或辦公更加方便快捷。

考慮到工廠的廠房里產(chǎn)線較多，環(huán)境復(fù)雜；流水線作業(yè)，無(wú)線通信響應(yīng)速度要求較高等因素，故采用大型可交換無(wú)線局域網(wǎng)。

2.1 無(wú)線局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)

由于無(wú)線局域網(wǎng)有以下諸多優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展和普及十分迅速：

1）靈活性和移動(dòng)性。在有線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置受網(wǎng)絡(luò)位置的限制，而無(wú)線局域網(wǎng)在無(wú)線信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何一個(gè)位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線局域網(wǎng)另一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)在于其移動(dòng)性，連接到無(wú)線局域網(wǎng)的用戶可以移動(dòng)且能同時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持連接。

2）安裝便捷。無(wú)線局域網(wǎng)可以免去或最大程度地減少網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，一般只要安裝一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)設(shè)備，就可建立覆蓋整個(gè)區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò)。

3）易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整。對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，辦公地點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖兺ǔＲ馕吨匦陆ňW(wǎng)。重新布線是一個(gè)昂貴、費(fèi)時(shí)、浪費(fèi)和瑣碎的過(guò)程，無(wú)線局域網(wǎng)可以避免或減少以上情況的發(fā)生。

4）故障定位容易。有線網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)物理故障，尤其是由于線路連接不良而造成的網(wǎng)絡(luò)中斷，往往很難查明，而且檢修線路需要付出很大的代價(jià)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)則很容易定位故障，只需更換故障設(shè)備即可恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連接。

5）易于擴(kuò)展。無(wú)線局域網(wǎng)有多種配置方式，可以很快從只有幾個(gè)用戶的小型局域網(wǎng)擴(kuò)展到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，并且能夠提供節(jié)點(diǎn)間“漫游”等有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特性。

2.2 無(wú)線局域網(wǎng)的硬件設(shè)備

在工廠架設(shè)的無(wú)線局域網(wǎng)主要包含了以下硬件設(shè)備：

1）天車上的服務(wù)器需安裝無(wú)線網(wǎng)卡。曾分別使用USB和PCIE接口的無(wú)線網(wǎng)卡進(jìn)行驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)測(cè)試以及分析收集的大量數(shù)據(jù)，PCIE的會(huì)更加穩(wěn)定，更能滿足工廠生產(chǎn)線的不間斷生產(chǎn)的需求。

2）筆記本電腦需安裝無(wú)線網(wǎng)卡。筆記本電腦通過(guò)無(wú)線網(wǎng)卡以實(shí)現(xiàn)與AP相連。

3）無(wú)線AP管理系統(tǒng)。AP是Access Point的簡(jiǎn)稱，無(wú)線AP就是無(wú)線局域網(wǎng)的接入點(diǎn)、無(wú)線網(wǎng)關(guān)，它的作用類似于有線網(wǎng)絡(luò)中的集線器。無(wú)線通信有多種標(biāo)準(zhǔn)，基于穩(wěn)定度，帶寬等因素，選擇支持802.11n的工業(yè)AP；并且由于有多個(gè)接入點(diǎn)，故采用xxx公司的無(wú)線通信管理系統(tǒng)。無(wú)線AP控制器管理所有AP，并連接到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器所連的交換機(jī)上面以實(shí)現(xiàn)客戶端，天車，AP，數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通信。

2.3 無(wú)線局域網(wǎng)架構(gòu)圖

工廠的無(wú)線局域網(wǎng)架構(gòu)圖，如圖1所示：

圖1 工廠的無(wú)線局域網(wǎng)架構(gòu)圖

如圖 1， 左邊為天車部分的架構(gòu)，服務(wù)器安裝了無(wú)線網(wǎng)卡以連接無(wú)線AP，AP通過(guò)AP控制器再連接到服務(wù)器房的核心交換機(jī)上面，從而與數(shù)據(jù)庫(kù)等服務(wù)器相連。

3 無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案

誠(chéng)然，無(wú)線局域網(wǎng)雖有著不可替代的優(yōu)勢(shì)，卻也有著它先天的不足之處。

3.1 常見(jiàn)問(wèn)題以及解決方案

1）性能。無(wú)線局域網(wǎng)是依靠無(wú)線電波進(jìn)行傳輸?shù)摹＿@些電波通過(guò)無(wú)線發(fā)射裝置進(jìn)行發(fā)射，而建筑物、車輛、樹(shù)木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的性能。在工廠內(nèi)，鐵質(zhì)的天車就大大影響了無(wú)線信號(hào)的傳輸。經(jīng)過(guò)大量的嘗試與研究，把AP的連接線從天花板上通過(guò)，使AP緊貼在天花板上，并且使天線垂直朝下，從而使無(wú)線傳輸?shù)姆秶_(dá)到最大。

2）速率。無(wú)線信道的傳輸速率與有線信道相比要低。由于在工廠里傳輸?shù)臄?shù)據(jù)較小，但要求穩(wěn)定性，所以選取較為穩(wěn)定的，可以調(diào)節(jié)發(fā)射功率的工業(yè)AP來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3）安全性。本質(zhì)上無(wú)線電波不要求建立物理的連接通道，無(wú)線信號(hào)是發(fā)散的。從理論上講，很容易監(jiān)聽(tīng)到無(wú)線電波廣播范圍內(nèi)的任何信號(hào)，造成通信信息泄漏。使用 WEP方式進(jìn)行加密。WEP即“Wired Equivalent Protection“，一種將資料加密的處理方式，WEP 40bits的加密是 IEEE 802.11的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。透過(guò)WEP的處理可讓測(cè)試與管控的資料于傳輸中更加安全。

4）AP信道的調(diào)整。由于產(chǎn)線有多個(gè)AP，并時(shí)常同時(shí)處于工作狀態(tài)，會(huì)彼此形成干擾。經(jīng)研究在2.4G的頻段上，1，6，11彼此較少會(huì)產(chǎn)生干擾，所以把所有AP固定為1，6，11的信道以盡量減少信道之間的干擾。

5）AP功率的調(diào)整。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證，AP的功率設(shè)置為11.5dbm。

3.2 其它問(wèn)題以及解決方案

在無(wú)線局域網(wǎng)建好之后，大量機(jī)器投產(chǎn)之時(shí)，又出現(xiàn)了一些流程，干擾等棘手的問(wèn)題：

1）設(shè)定多個(gè)SSID并限制訪問(wèn)數(shù)。由于AP使用WEP加密方式來(lái)限制訪問(wèn)，而某些部門需要用到AP來(lái)進(jìn)行少量測(cè)試，故增加一個(gè)SSID以方便其它部門使用，同時(shí)限制訪問(wèn)數(shù)。

2）微波或其它無(wú)線 AP影響或干擾。在生產(chǎn)過(guò)程中又發(fā)現(xiàn)一些部門或個(gè)人使用微波設(shè)備或無(wú)線AP進(jìn)行測(cè)試或其他用途，這些會(huì)對(duì)生產(chǎn)線的無(wú)線信號(hào)造成嚴(yán)重影響，所以對(duì)相關(guān)設(shè)備設(shè)立詳細(xì)的使用規(guī)定來(lái)規(guī)范化以保證順利投產(chǎn)。

3）低端無(wú)線網(wǎng)卡的影響。當(dāng)只支持a，b，g（尤其是b）波段的機(jī)器連接到AP時(shí)，由于這幾種設(shè)備的傳輸速率較低，會(huì)把AP的傳輸速率拉低。經(jīng)過(guò)與廠商的長(zhǎng)期討論，最終修改FW來(lái)增加5.8G的信道以區(qū)分開(kāi)支持不同波段的設(shè)備，以盡量減少影響。

4）筆記本電腦上的無(wú)線藍(lán)牙的信號(hào)干擾。藍(lán)牙的頻段是 2.4G，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，會(huì)對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)中的信號(hào)傳輸造成巨大的影響。采用在生產(chǎn)過(guò)程中禁用藍(lán)牙，出貨前打開(kāi)設(shè)備的流程來(lái)解決此問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在，不管是在個(gè)人用戶家里，還是大型企業(yè)中，抑或公共場(chǎng)所，無(wú)線局域網(wǎng)以其方便靈活等特性都已經(jīng)在人們的生活中占據(jù)了重要的角色；而同時(shí)，現(xiàn)在無(wú)線局域網(wǎng)的一些問(wèn)題都在一定程度上得到了解決：

1）無(wú)線信號(hào)的傳輸更加穩(wěn)定?，F(xiàn)在Cisco, Aruba等一些廠商在致力于改進(jìn)信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_機(jī)制。

2）無(wú)線信號(hào)傳輸速率更快。新出現(xiàn)的WinMAX已經(jīng)把傳輸速度又提升了幾倍。

因此，隨著科技的發(fā)展與人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，無(wú)線局域網(wǎng)必定會(huì)越來(lái)越普及。

[1]趙力強(qiáng)，公用無(wú)線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究，[D]西安電子科技大學(xué)，2003.9

[2]李建中 周冠宇，無(wú)線局域網(wǎng)在國(guó)內(nèi)的建設(shè)模式，[j]移動(dòng)通信，2004.3

[3]http://baike.baidu.com/view/32856.htm

[4]石明明，魯周迅，三種無(wú)線通信協(xié)議綜述，[j]通信技術(shù)，2011.7