高校無線校園網的設計

張 旭

南陽醫學高等專科學校

高校無線校園網的設計

張 旭

南陽醫學高等?？茖W校

張旭（1982-）男，漢族，工作單位：南陽醫學高等?？茖W校招生辦，網絡工程師，研究方向：計算機網絡技術。

隨著信息技術和無線網絡的高速發展，無線校園網的建設是高校校園網發展的必然趨勢。通過分析無線校園網的組成及接入方式，設計提出無線校園網建設方案，為無線校園網的建設提供理論依據。

無線校園網概念

隨著無線網絡技術的快速發展，無線網絡在高校師生學習、生活中的應用越來越廣泛。在高等院校中，學校行政人員，教師和學生需要通過網絡進行交流和溝通，由于無線網絡較有線網絡更加方便和快捷，越來越多的高校將無線網絡作為校園網升級改造的首選。無線局域網WLAN（Wireless Local Area Network）是指以無線信道作傳輸媒介的計算機局域網。無線校園網常見的形式是將一臺計算機的站點無線連接校園網絡中，作為校園網絡中的一個點，使之具有校園網內計算機具有的多種功能，并可以享受各種校園網絡服務。無線網絡設備可以在教室或宿舍間移動的同時又與校園網保持聯絡，方便學生使用。無線校園網與有線網絡相比不僅可靠性高，運行費用低，而且便于維護和管理。它是高校有線局域網有效地補充和完善，快速簡便的解決了校園網中有線網絡不能實現的連接問題，大幅提高了校園網的運行效率。

無線校園網設計方案

無線校園網最大的特點是空間的自由和靈活性的高度，避免大規模鋪設電纜和固定設備的投資，有效地降低了網絡建設成本，大大縮短了施工工期；無線LAN的帶寬很寬，適于大量多媒體信息的雙向和多方向性發送。在國際上，有無線校園網，已成為現代化校園的象征。中國的大學校園無線網絡的建設正在如火如荼的進行。據悉，2014年，有800所高校將建立無線校園網，無線校園網絡與教育教學的結合愈加緊密起來。在校園無線網絡建設中，主要表現在三個典型的應用環境。一是校園的公共區域；二是部分開放的室內環境，如公共教室，圖書閱覽室等；第三個房間越多，但并不分散的建筑物，如學生宿舍，行政辦公樓等。

室外區域無線覆蓋方案

無線校園網可以在學校的體育館，噴泉廣場，教學樓等公共場所之間進行覆蓋，通常采用重疊交叉無線覆蓋的方式，設計建立多個無線覆蓋基站，對公共區域進行無縫覆蓋。

室內區域無線覆蓋方案

室內無線網絡的覆蓋取決于學校的需要，因室內場所的尺寸和結構不同采取不同的解決方案。一般情況下，對于室內環境的地方較大，如體育館、閱覽室，禮堂，階梯教室等，因網絡用戶數量較多，重點突出，設計為單一的AP（接入點，無線接入點）覆蓋小面積，多個A P整合交叉覆蓋形成大面積覆蓋區域，每個A P都獨立接到交換機上，以確保有效的帶寬。在該項目的具體實施中，一般采用兼容802.11b/g標準的室內無線Ap產品完成無線網絡的室內覆蓋。對于學校行政辦公樓、宿舍樓等場所，可以按照室內的具體內部結構進行單獨設計。為了提高無線網絡的信號強度，最大化信號增益效果，無線A P可采用靈敏度高的高增益單頻網絡天線，，不僅能充分提升校園網絡傳輸性能，而且可以有效降低同頻干擾。

無線校園網建設方案

在構建無線校園網絡時，可以根據不同網絡區域的規模及用途，將學校區域劃分為四種應用環境。一、1-4號教學樓、學生宿舍樓、實驗樓等接入服務需求較多的教育教學網絡區域；二是辦公樓、系部辦公室等用戶數量不多的樓層；三是學校體育館、中心噴泉廣場等校園內戶外的公共區域；四是圖書館閱覽室、禮堂等局部開放的室內大環境。通過把校園分為若干個區域，各區域通過有線校園網絡和出口互聯，利用無線接入設備對其進行覆蓋。

教育教學網絡

學校教學區包括1-4號教學樓、實驗樓。一般來講AP室內覆蓋范圍是30～100m，雖然一個AP能夠支持接入多達70臺電腦，但是接入數量為20～30臺時工作狀態最好，考慮到教學環境的接入服務需求較大且對網絡帶寬、網絡速度要求較高，所以根據教室和實驗室大小配置1或多個接入點。接入點置于天花板上合適的位置，保證足夠的覆蓋面積。另外相同樓層的不同接入點覆蓋區域之間要配置好信道的頻率，防止產生干擾。為了使無線終端能夠訪問網絡的各個部分，將多個AP連接在有線網絡上。

行政辦公網絡

學校辦公網絡對網絡速率的要求不是很高，主要是對網絡數據的檢索、查詢、添加、刪除、修改等操作，辦公樓需要接入的計算機不多。可以采用穿透能力強、靈敏度高的無線AP產品，以一個AP配合一個或多個分離式吸頂天線完成室內區域的完全覆蓋。在辦公樓的每一層通過一個接入點進行覆蓋，每個接入點可以通過雙絞線連接到學校網絡中心的交換機上。為了增加無線信號的強度，可以在辦公樓的接入點上加裝高增益的天線來降低辦公室隔墻對無線網絡電波的阻擋。

室外區域無線覆蓋方案

學校室外區域主要包括體育館、中心廣場、樓宇間公共區域等。根據需覆蓋的室外區域的實際情況，可以設計建立多個無線覆蓋基站，采用重疊交叉無線覆蓋的方式，完成區域的無縫無線覆蓋，從而提高學生的滿意度。

圖書館查詢網絡

圖書館查詢網絡覆蓋區域包括各閱覽室和走廊這些公共區域。圖書館用戶接入不同于公共場所的接入，有其自身的特點，一是大部分接入用戶在空間上相對集中，用戶的應用對帶寬要求中等，二是圖書館是一個相對獨立的系統，提供對圖書館資料以及所購買數據庫的檢索。一層樓一個AP的用戶數就能滿足。接入采用室內定向天線覆蓋樓層一側的范圍。天線水平波瓣角覆蓋樓長，垂直波瓣角覆蓋樓高，天線采用水平極化方式，利用信號的反射和繞射以及設備內置天線的副波瓣將對向區域進行覆蓋?？梢耘渲肬SB插口的無線網卡，同時也可以配置室內全向天線改善接收效果，天線的位置可以放置在靠近AP天線的窗戶側。引入Web服務器提供DHCP+Web認證方式，由邊緣接入點自動分發來自中心網橋DHCP的IP，同時再設立不同的SSID，方便作用域的管理，加強安全性的管理，提高無線網絡的安全性。

結語

隨著無線校園網的高速發展，無線網絡將逐漸改變高校師生的學習和生活。一方面是實現校園資源和空間的拓展，另一方面實現高效率、高質量的教育和教學，為推動高校信息化的發展做出了貢獻。

圖4　系統軟件流程圖

軟件設計

本設計要求實現的功能還是比較多的，主程序要求實現功能有：有無陌生人進入、有無煤氣泄漏、有無明火發生等，需要各傳感器檢測到警報信號，然后由單片機控制中心來判斷是否為險情，若是則需要及時將情況由TC35短信模塊來短信通知用戶。如圖4所示。

結束語

本文采用單片機作為微處理器，利用傳感器采集司機駕駛時間及方向盤操縱情況，實現容易，成本低且精度高，為防疲勞駕駛系統的進一步發展提供了新思路。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.029