趙福偉

摘 要：文章對無線網(wǎng)絡技術在智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)中的應用背景、理論依據(jù)、實際操作與應用效果進行了詳細探討與分析，能夠為相關行業(yè)及相關領域的應用研究提供參考。

關鍵詞：智能建筑；網(wǎng)絡系統(tǒng)；無線網(wǎng)絡技術；應用分析

中圖分類號：TU85 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0183-02

Abstract： In this paper， the application background， theoretical basis， practical operation and application effect of wireless network technology in intelligent building network system are discussed and analyzed in detail， which can provide reference for the application research of related industries and related fields.

Keywords： intelligent building； network system； wireless network technology； application analysis

1 概述

隨著科學技術的發(fā)展與人們生產(chǎn)生活理念的改變，無線網(wǎng)絡技術開始嶄露頭角，新型智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)開始走進人們的視野?？梢灶A見的是，無線網(wǎng)絡技術將大規(guī)模應用于智能建筑中，成為智能建筑的發(fā)展方向，因此對其進行研究具有重要的理論意義與現(xiàn)實意義。

2 有線網(wǎng)絡與無線網(wǎng)絡的特點

首先，有線網(wǎng)絡必須依靠實際存在的物理通道進行布設，當現(xiàn)場地形較為特殊、復雜時，會大大增加施工難度，提高施工成本；其次，有線網(wǎng)絡接口通常為固定式接口，可移動性較差，可能給網(wǎng)絡使用者帶來不便；再次，當有線網(wǎng)絡電纜連接的兩個地點距離較遠時，布設電纜的成本會大大增加，經(jīng)濟性較差。

無線網(wǎng)絡技術的應用可以較好的解決上述問題。首先，無線網(wǎng)絡一般以射頻信號的形式傳輸信息，不依靠電纜，因此對網(wǎng)絡接入點的地理環(huán)境要求較低，也省去了布設電纜的成本；其次，不同于有線網(wǎng)絡的點到點傳輸，無線網(wǎng)絡通常以覆蓋區(qū)域進行劃分，在某一無線網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)的設備具有較高的靈活性。但無線網(wǎng)絡技術同樣存在一些缺陷，如網(wǎng)絡的抗干擾能力與安全性等。

3 智能建筑中的無線網(wǎng)絡技術要點

3.1 無線網(wǎng)絡技術分類

（1）無線個域網(wǎng)：WPAN僅為小范圍內(nèi)的無線設備提供聯(lián)網(wǎng)服務，網(wǎng)絡覆蓋范圍一般為二十米以內(nèi)，通常供個人使用。

（2）無線局域網(wǎng)：WLAN結合了以太網(wǎng)與無線通訊技術，其網(wǎng)絡覆蓋范圍通常在數(shù)十米左右，一般供家庭、商辦樓使用，這也是智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)中所應用的技術。

（3）無線城域網(wǎng)：WMAN的網(wǎng)絡覆蓋范圍通常在1km-5km，一般連接同一城市內(nèi)的數(shù)個不同地點的建筑或單元，為其提供數(shù)據(jù)傳輸與信息傳遞功能，能夠有效減少投資。

（4）無線廣域網(wǎng)：WWAN的網(wǎng)絡覆蓋距離在5km以上，

但由于信號在傳輸過程中會不斷衰減，因此其覆蓋距離一般不超過15km。目前無線廣域網(wǎng)的發(fā)展速度最快，最具代表性的就是我國三大運營商：移動、聯(lián)通、電信構建的無線廣域網(wǎng)。WWAN的覆蓋范圍已基本能夠滿足所有用戶的需求，目前的重點是提高數(shù)據(jù)傳輸速率，而我國正站在5G技術研發(fā)與標準制定的最前沿。

3.2 智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)中無線網(wǎng)絡組成部分

（1）無線網(wǎng)卡。無線網(wǎng)卡是無線網(wǎng)絡中必不可少的設備，其功能是將用戶的設備終端與網(wǎng)絡中的服務器進行對接。無線網(wǎng)卡可以看做用戶終端與網(wǎng)絡之間的“橋梁”，無線網(wǎng)卡與用戶終端相連，既可以將用戶終端需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行采集與發(fā)送，也可以接收其他設備或服務器上的數(shù)據(jù)并傳送至特定的用戶終端。

（2）無線網(wǎng)橋。如果說無線網(wǎng)卡建立了用戶端與服務器端的連接，那么無線網(wǎng)橋的作用則是在不同的服務器端建立連接。無線網(wǎng)橋通常用于連接兩個不同的局域網(wǎng)（WLAN），實現(xiàn)二者的信息數(shù)據(jù)交換。

（3）無線路由器。如果智能建筑區(qū)內(nèi)的用戶端僅需要與本地服務器進行互聯(lián)與數(shù)據(jù)交換，那么只需要無線網(wǎng)卡便能夠實現(xiàn)。如果用戶端需要接入Internet或其他局域網(wǎng)，這時便需要無線路由器進行路由選擇與連接。

（4）無線接入點。無線接入點也稱無線AP或無線熱點，與無線路由器不同的是，無線AP僅實現(xiàn)有線網(wǎng)與無線網(wǎng)之間的轉換，不具備路由功能。

（5）無線交換機。無線交換機通常有數(shù)個接口，數(shù)據(jù)在其中以電信號的形式傳輸。無線交換機可以為接入其中的設備提供專用通道，廣泛應用于智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)中，能夠提高運行維護效率。

3.3 智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)中的無線網(wǎng)絡協(xié)議

智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)中的無線網(wǎng)絡屬于無線局域網(wǎng)的范疇，使用的協(xié)議為IEEE 802.11系列，隨著通信技術的發(fā)展進步，IEEE 802.11涵蓋的協(xié)議種類也越來越多，常見的協(xié)議及其特點如表1所示。

3.4 無線網(wǎng)絡拓撲結構

（1）基礎結構式拓撲

這種拓撲結構呈輻射狀，包括分布式系統(tǒng)媒體、無線接入點與接入端口等，這種拓撲結構中，無線接入點是整個網(wǎng)絡的控制中心，如果無線接入點故障或受到攻擊，將影響整個網(wǎng)絡的正常運行。

（2）分布對等式網(wǎng)絡拓撲

這種拓撲結構不依賴無線接入點及基礎結構，各工作站之間可以進行直接通訊。

（3）中繼或橋接型網(wǎng)絡拓撲

這種網(wǎng)絡拓撲能夠有效擴大無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍，根據(jù)中間互聯(lián)設備的數(shù)目分為單跳網(wǎng)絡、雙跳網(wǎng)絡和多跳網(wǎng)絡等?？梢宰鳛橹虚g互聯(lián)設備的有無線中繼器、無線網(wǎng)橋和無線路由器等。

4 無線網(wǎng)絡技術在實際智能建筑工程中的應用

4.1 工程概況

本文以某新建園區(qū)為例，探討無線網(wǎng)絡技術在智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)中的應用。該園區(qū)內(nèi)有多個智能建筑，包括樓宇自動化系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、安防與門禁系統(tǒng)、自動監(jiān)控系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。本工程目的是通過應用無線網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)各個系統(tǒng)的集中監(jiān)控與管理。整個集成系統(tǒng)的拓撲結構圖如圖1所示。

4.2 方案設計

本工程設計采用的無線局域網(wǎng)標準為IEEE 802.11n標準，設計過程中將每棟建筑物視為一個局域網(wǎng)，在每個局域網(wǎng)內(nèi)設置一個無線接入點。由于各建筑物相距較遠，因此為每個無線接入點配備一個增益天線，并為無線網(wǎng)橋配備一個全向天線，以增強局域網(wǎng)間的互聯(lián)強度。本工程所用的重要設備型號及廠家如表2所示。

目前，無線消防報警系統(tǒng)還不夠成熟，市面上沒有相關設備，因此該系統(tǒng)內(nèi)部采用有線網(wǎng)絡連接，由雙電源供電，并配備了不間斷電源，以確保緊急情況發(fā)生時系統(tǒng)能可靠動作。該系統(tǒng)與控制中心的連接通過無線網(wǎng)橋完成。

安防與門禁系統(tǒng)是一道重要的安全防線，該工程中無線網(wǎng)絡技術的應用突破了有線網(wǎng)絡的限制，所有監(jiān)控及門禁全部采用無線設備，通過無線網(wǎng)橋與監(jiān)控中心連接，實現(xiàn)了全方位、全過程監(jiān)控，極大地提高了運行安全性。

5 結束語

無線網(wǎng)絡的應用能夠極大提高智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行維護效率，降低系統(tǒng)成本，也有利于建筑物內(nèi)各項工作的開展，因此企業(yè)及單位的有關部門應加大對無線網(wǎng)絡技術的研究力度，盡早形成有線、無線共同發(fā)展的智能建筑網(wǎng)絡系統(tǒng)格局。

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