时间：2023-05-30 08:54:10
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇无线控制器，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
摘 要：随着现代通信技术的飞速发展，无线网络的应用也越来越广泛，基于计算机局域网技术的无线校园网逐渐得到了广泛应用。之前都说无线是有线的扩展，而当前应该是有线是无线的补充。无线校园网是计算机网络与无线通信技术结合的产物，它不受电缆的限制，并且可移动、可满足各类便携设备入网的要求。早期的小型无线路由器、小型无线AP都大行其道，但随着要求的提高，这些设备明显已不能满足大多数人的需求。而大型网络设备供应商的制造成本也越来越便宜，开始被更多的单位所采用。但这些无线网络设备的配置和优化却常常是学校网络管理员的拦路虎，这是主要讨论的问题。
关键词：校园网；无线控制器；瘦AP；跨路由器
目前绝大多数学校已拥有有线网络，只能提供固定而有限的网络信息点，无法满足学校师生随时随地共享教育网络资源的需要。无线校园网正是顺应了教育信息化建设的前进步伐，蓬勃发展起来的。
本校的现状也是这样，2008年重建时，规划的都是有线光纤网络，弱化了无线这一块的建设，只是在所有的办公室增加若干TP―LINK无线路由器，禁用了路由功能当无线交换机使用，在长期运行和维护中暴露出几个问题。第一个问题是小型家用无线路由器在办公室多年不间断使用，质量不过关，导致屏蔽的路由功能又恢复作用，这样相关办公室的电脑就会获取默认192.168.1.0段的IP地址，而不能获取学校指定DHCP服务器的地址，最终导致办公室电脑都不能上网，只能手动设置IP地址才有效，而私设IP地址的后果就导致经常会出现IP冲突的情况。第二个问题是小型家用无线路由器的出口带宽只有100M，而学校都是万兆线路千兆交换机，使用校内资源时，在观看视频、下载大文件等方面就导致资源浪费。第三个问题就是人为的操作，也是最大的问题，经常有老师会乱拔插路由器上的接口，使禁用的WAN口又起作用，最终导致第一个问题的出现。后来学校信息中心也用部分TP_LINK无线AP来替代TP_LINK无线路由器，但因为每个不同的AP要手工设置不同的IP地址，以防AP地址冲突，也让这种解决方法最终胎死腹中，没有推广出来。
为了充分利用现有的主干网和提高所有工作人员的工作效率，满足学校教学、科研、管理、服务中的移动应用需求，从而提高学校教研的水平和质量。为了节省成本，学校打算自行购买一批某网络公司的无线控制器和无线接入点，以满足学校办公场地的需求。这些无线网络设备的安装和配置工作就交付给了学校的信息中心，而网络管理员的任务就是配置和优化这些无线点。在配置的过程中遇到的一些疑难故障就是本文主要讨论的问题。
学校教学区当初建设时，接入层交换机和核心交换机是TRUNK连接，所以无线控制器和无线接入点之间的拓扑是AC-S8610-S2928-AP，之间全部是TRUNK通信。按照设备配置说明，在AC和S8610创建了3个VLAN，一个给AC和S8610通信，一个给AP，一个给客户端。AP的网关配置在AC上，客户端的网关配置在S8610上。AP和客户端获取IP的地址池全部配置在S8610上，最关键的就是在配置AP的DHCP地址池时，要加上option 138 ip 1.1.1.1 （option字段，指定AC的地址，即AC的loopback 0地址），让AP获取到IP地址后能与AC建立CAPWAP隧道。测试后，教学区客户端的网速明显上升，大大提高了所有人员的工作效率。
在满足教学区需求后，为了全校覆盖无线，提升学校数字化校园的质量，再次购买了一批无线接入点，主要布置在行政楼和一些偏远的实训大楼。因为行政楼和实训大楼使用的设备是S6810，和核心S8610互联使用的是路由技术，所以无线控制器和无线接入点之间的拓扑在这些地方就是AC-S8610-S6810-S2928-AP。在实施的过程中就遇到了几个问题。因为地址池是配置在S8610上面的，为了让AP和客户端能获取到IP地址，就必须使用中继，但学校有一台DHCP服务器为全校自动分配IP地址，已经使用了S6810的中继功能。所以这里有三个选择，第一个是手工配置所有AP设备的IP地址，第二个是地址池下移到S6810，第三个是将地址池上移到DHCP服务器。第一个直接就放弃了，工作量太多，也不现实。第二个测试后也放弃了，因为发现S6810设备太老，没有DHCP的命令，只有中继命令。最后只剩下唯一的选择就是将地址池上移到服务器。在设计时就讨论到option字段如何由服务器下发，后来联系了设备厂商的工程师，让他们传了一份文档。
于是把行政楼AP的网关写到S6810，在核心S8610上配置去往行政楼AP网段的静态路由，在DHCP上配置行政楼AP和客户端的地址池，通过AP运行代码发现AP已经获取到了IP地址，说明DHCP服务器已经发挥了作用，但无线信号就是起不来，AP上也能ping通1.1.1.1，怀疑可能是DHCP服务器上的option字段没有下发，于是直接给AP配置acip ipv4 1.1.1.1，这样才将无线接起来了。但这个也不是解决的办法，毕竟以后所有的AP都要手工设置acip值，不是很方便。于是到处查找资料，终于发现了问题，当初配置地址池的时候是按照公司给的一份文档做的，而恰恰就是这份文档有问题。根据公司文档说明option138配置为IP数组类型，而在它的案例配置过程中，有一步操作“预定义的选项和值”-“选项类型”-“数据类型”-“IP地址”后面的一个单选按钮“数组”没有选，可能就是这个原因不能下发option字段。最后根据自己查找的资料配置地址池后，AP接入网络就不用任何设置，客户端就能直接找到AC上配置的无线网络，实现上网。
在前期项目的实施过程中，因为参考网络公司的产品实施一本通完成了本校的需求，而恰恰因为习惯性思维导致了后期实施过程中也参考这份文档出现了问题，这次的项目实施告诉我们不能太相信网络设备厂商的产品实施一本通。
关键词:无线局域网;IEEE802.11;FIT AP ;无线控制器
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)32-9101-02
Application of Wireless Local Area Network in University Library
XU Yan-bin
(Library, Baise University, Baise 533000, China)
Abstract: Introduces the characteristics of wireless LAN technology and standards, University Library on demand for wireless LAN, from the protocol standards, network mode, security and management analysis of how to build wireless local area network.
Key words: wireless local area network; IEEE802.11; FIT AP; wireless controller
近年来,随着现代信息技术的发展,高校图书馆数字信息资源建设得到了前所未有的发展,网络信息资源逐步增多,网络已成为高校师生们获取文献信息资源的重要途径。同时,随着便携式计算机的普及,携带笔记本电脑到图书馆进行学习、获取知识的读者日益增多,这些读者希望能使用笔记本电脑联网获取图书馆的数字资源和网络资源。图书馆虽然铺设了有线网,但预设的有线网络接口有限,己经不能满足读者不断增长的需求。为了满足更多读者对网络资源的需求,以图书馆有线网络为依托,采用无线局域网解决方案,以无线接入方式对图书馆有线网络进行补充和扩展,是图书馆发展的必然趋势。
1 无线局域网技术简介
无线局域网(Wireless Local Area Network,简称WLAN)是指通过红外线系统或者无线电波进行发送和接收数据的计算机局域网,一般由无线网卡和无线接入点AP(Access Point)构成。无线局域网(WLAN)技术有蓝牙(Bluetooth)、IEEE802.11系列、HiperLAN、HomeRF等[1],其中,IEEE802.11系列的速度较快,稳定性和互用性较高,适用于区域网。802.11是1997年IEEE最初制定的一个WLAN标准,其业务范畴主要限于数据存取,速率最高只能达2Mbps。1999年8月, 802.11标准得到了进一步的完善和修订,制定了两项新标准: 802.11a和802.11b。802.11a工作在5GHz频段,速率高达54Mbps; 802.11b(又称Wi-Fi)工作在2.4GHz频段,速率达11Mbps,可在5.5Mbps、2Mbps及1Mbps之间进行自动速率调整。802.11a与802.11b的设备因为频段与调制方式不同而无法互通。2003年6月,802.11g标准出台,它既适应传统的802.11b标准,在2.4GHz频率下提供11Mbps的数据速率,也符合802.11a标准,在5GHz频率下提供54Mbps的数据速率。2007年3月,IEEE 802.11n 2.0版草案获准通过,802.11n支持2.4GHz频段和5GHz频段,实现了与以往的802.11a/b/g标准的兼容,802.11n将速率提高到108Mbps,甚至高达300Mbps,是下一代的无线网络技术。目前,市场上的无线网络设备绝大多数遵循IEEE802.11系列标准。IEEE802.11系列标准的性能比较见表1。
2 无线网络在图书馆的应用
图书馆一般已经建设了有线局域网网络,但是,随着现代信息技术的发展和图书馆业务布局的调整,当初预留的计算机工作点的位置和数量难免要发生变化,同时,携带笔记本电脑到阅览室、自习室等开放场所的读者也要求能自由接入图书馆局域网。图书馆面临调整和扩增计算机布点的工作,如果继续建设有线网络,则需要砸墙钻洞大规模铺设网线,既费时费力又不够美观大方。随着无线局域网技术和无线产品的成熟,无线网络为图书馆局域网建设提出了新的思路。无线网络一般只要安放一个或多个接入点(Access Point简称AP)设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络,今后需求再发生变化时,只要调整或增加无线局域网的模块或设备,就能够方便地调整信息点的个数或位置。因此,与有线网络相比较,无线网络具有安装简单、配置灵活、易于扩展、性价比高等优点。图书馆采用无线网络来延伸有线网络服务范围的方案,既满足读者位置灵活移动的要求,也满足上网设备数量不断增长的需求,并且不影响美观。如果在总馆与分馆之间布线有困难,也可以考虑采用“无线网桥”+“天线”的方式来实现总馆、分馆网络的互连。[3]如果各分馆之间距离较远,可以适当增加中继点进行信号的放大,无线中继方式为远距离多校区互联提供了一个经济可行的方案。
3 架设无线局域网
3.1 采取先进通行的协议标准
在进行无线部署中,应采取先进通行的协议标准。目前无线局域网普遍采用802.11系列标准,如前所述,802.11g标准最大传输速率可达54Mbps,能向前兼容802.11a和802.11b,已经成为无线局域网的主流标准,目前802.11品己经日趋成熟,且价格适中。IEEE 802.11n 2.0版草案已经获准通过,与之前标准相比,802.11n拥有高达300M的原始传输速率,尽管802.11n标准尚未完全通过认证,但基于802.11n草案标准的AP产品和笔记本电脑已经大量推出,且802.11n向前兼容802.11a/b/g,故802.11n的设备与802.11a/b/g设备能够互通。图书馆的读者较多,上网流量大,对网络传输速率要求较高,54Mbps的无线速度已经难以满足要求,拥有300Mbps无线速度的802.11n是最佳选择。802.11n可以完全满足现有和将来的无线网络的高带宽需求,并为未来的校园无线语音、无线视频等高带宽网络应用提供了基础。因此,在经费允许的情况下,从日前应用需求和升级考虑,应尽量购置基于802.11n标准的网络设备。笔者建议购买同一家厂商的无线路由器,厂商的统一性意味着更高的性能,因为这种设备已经进行了测试和更全面的优化,并且使用相同的通讯协议进行无线网络的管理。
3.2 采用FIT AP+ PoE接入交换机+无线控制器组网模式
传统的无线网络采用FAT AP+有线交换机的组网模式,所有的AP都需要配置独立的电源,由AP来完成用户的无线接入、用户权限认证、用户安全策略实施等工作,为此,网络管理员需要对无线网络中的每一个AP进行逐一配置。由于AP是一种接入层设备,数量较多,且分布于各个楼栋的天花板、墙壁和楼顶等位置,平时很难直接观察设备的工作状态,当无线网络规模较大时网络管理员往往要配置上百个AP,工作量巨大,且容易出错。因此,传统的无线网络难以实现全局的统一管理和集中的接入和安全策略设置。
FIT AP+PoE接入交换机+无线控制器组网模式,采用支持IEEE802.3af标准的PoE交换机作为AP接入交换机,通过网线对AP进行供电,AP只负责接收信号并传送到无线控制器,由无线控制器负责无线网络的接入控制、转发和统计、AP的配置监控、漫游管理、AP的网管、安全控制等工作,具有方便部署、易于管理的优势。采用FIT AP+PoE接入交换机+无线控制器组网模式时,网络管理员对AP的管理是通过无线控制器来完成,只需要在无线控制器上对一类相同属性的AP建立配置模板,AP在启动时可以自动从无线控制器上下载最新的配置文件。另外,由于AP本身不保存任何配置,万一设备丢失,也可以保证网络配置不被窃取。AP支持启动后自动获取IP地址、自动获取无线控制器的工作列表并自动和无线控制器建立关联,真正做到了零配置,免维护,即插即用,极大地减轻了网络管理员在部署网络阶段的维护工作量。[4]当网络正常运行以后,无线控制器对所管理的AP以及AP所接入的用户进行实时监控,并能将这些信息实时上报给网管。维护人员可以指定AP或用户进行在线服务策略设定和安全策略设定,使网络配置策略更加灵活。同时,无线控制器支持AP软件自动更新功能,AP在每次重新启动时会自动比较当前运行的软件版本和无线控制器上的最新版本是否一致,如不一致AP会自动更新本地的软件映像,软件升级不再需要网管人员的干预。
FIT AP+PoE接入交换机+无线控制器组网模式实现了对全网设备的集中控制和管理,并具有统一的接入和安全控制策略设置、自动RF规划等功能,减少了人工干预,给无线局域网的维护带来了很大的便利性。目前,这种网络架构模式已经成为无线网络部署和维护的主流方式。
3.3 重视无线局域网的安全和管理
在无线局域网中,由于传送的数据是利用无线电波在空中辐射传播,无线电波可以穿透天花板、地板和墙壁,甚至可能到达预期之外的场所。因此,无线网络很容易被侵入,任何可以接收到电磁波信号的人都可以访问网络,入侵者可以在任何地方通过高灵敏度天线对网络发起攻击。随着无线网络技术的广泛应用,无线网络在使用过程中的安全问题越来越受到人们的关注。无线局域网的安全问题主要有非法用户的接入、非法AP的接入、非法访问数据等,目前无线局域网的安全防范技术主要有WEP、WPA、802.1x、802.11i等。
网络安全不仅仅是技术问题,而且还是管理问题。因为安全问题不仅与软硬件技术相关,更与网络操作者实施的安全及风险管理政策、网络的运行维护者及使用者有关。无线网络管理包括对无线网络设备(如AP和接入交换机)和无线用户进行管理。图书馆无线网络的安全及管理,可以从RF射频覆盖状态的检测、无线链路带宽的检测、用户认证的异常报警、无线接入安全等方面来考虑。图书馆无线局域网管理系统必须具备以下功能:①集中配置各AP的参数和控制软件版本升级,实时显示各AP的运行状态、负载情况、用户分布、AP安装地点、信道质量和故障历史等,并具有故障报警功能;②提供全网的用户认证管理、防止非法AP接入、防止用户恶意入侵他人系统、记录用户上网日志并定时上传至服务器上备份等服务;③具备完善的无线信号监控与入侵检测功能,能对非法接入点与无线入侵者进行探测并定位,能够防止非法信号的干扰及入侵,保护网络的安全;④支持基于用户级别的流量控制,可以设置不同的流量级别,根据用户开户时的流量属性将用户上网流量控制在相应的级别;⑤可以根据周围无线信号覆盖情况以及用户的流量需求,动态的将用户强制连接到其他可用AP上,将用户流量分配到其他可用AP,从而保证了整个无线网络的高效能和高可用度。[5]
4 结束语
无线局域具有安装便捷、高效经济、使用灵活、易于扩展等优点,作为图书馆有线网络的补充,无线网络的应用解决了图书馆阅览室、自习室等场所不宜布线、信息点流动等问题,拓展了图书馆局域网的使用范围,为移动学习、移动教学提供支持,满足读者多途径、多样化的信息需要服务。我们相信,随着无线网络技术的不断发展和成熟,其必将成为图书馆网络服务的重要辅助平台。
参考文献:
[1] 王宁.构建图书馆无线网络[J].情报探索,2003(3).
[2] 万姝伊.高校网络中无线局域网的应用研究[J].电脑知识与技术,2008(9).
[3] 郑振容.无线网络对图书馆网络布线设计思想的影响[J].现代情报,2004(9).
关键词：无线网络 控制器
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）09-0033-02
1 概况
徐州中心医院是淮海经济区规模最大、实力最强的三级甲等综合性医院，医院为全国改革创新医院、全国百姓放心示范医院、江苏省“十佳医院”、江苏省基本现代化医院、徐州市首届人民满意医院。作为苏北地区医院的排头兵，我院的信息化建设也一直走在全省前列，2010年我院率先在苏北地区完成了HIS系统的更新建设，并逐步开通了“96120健康呼叫中心”、“网上挂号预约”以及“就医地图”等方便患者就医的网络服务。
信息科作为医院网络的“神经中枢”，控制着全院信息化系统的运行，同时也为医院信息化发展方向的决策提供着重要的依据，所以作为信息科的负责人，我一直要求所有科员对新兴技术保持关注，并对已有的网络业务进行深度挖掘，发挥更大的功效和作用。我院的HIS、PACS、EMR、LIS系统完成部署后，大大提高了医生和护士的工作效率，也将我院的信息化建设提升了一个台阶，但从各个科室的实际使用情况来看，这些只运行有线网络上的系统并未发挥它们最大的效能。在各个科室每天的例行查房过程中，医生的遗嘱仍然通过口述、笔记的方式进行记录，查房结束后再到办公室录入到系统中，医院的信息化系统建设并未改变这样古老而又有风险的查房流程。如何通过现有的医疗信息化系统改变这种传统的查房方式、如何发挥已有系统的最大功效曾长期困扰着我。
2 无线网络技术探索
多年来，我就一直关注无线网络在一些酒店和学校的部署，并作为有线网络的延伸承载着以往只运行在有线网络的业务，而这种特性让我得到了启发，何不在各个科室部署无线网络，让医生抛开病历夹使用移动设备进行查房？有了这样的思路以后我就开始收集各类无线网络的技术资料，安排科员学习并进行技术储备。
无线网络技术包含蓝牙、3G、WIFI、WIMAX等多种技术，选择何种技术应用于医疗无线网络是信息科首先面临的问题。经过一段时间的研究，我们掌握了各种无线网络的特点，通过下表的对比我们可以直观的看出它们的差别（表1）：
通过上表的对比，WIFI的高速率可以满足PACS影像传输的要求，建设成本适中；同时，支持WIFI技术标准的终端非常多，手持PDA、平板电脑、笔记本电脑甚至智能手机都可以很好的支持WIFI，这也让以后的医疗技术应用方式多了无限的遐想空间。
WIFI技术的各项指标达到了医疗无线网络的使用需求，但WIFI设备发射的电磁波影响到我院的各类医疗设备正常使用呢？2006年受卫生部医院管理研究所和中国医院协会信息专业委员会的委托，北京中日友好医院和思科公司合作，对25种医院常见的对电磁干扰相对敏感的医疗设备进行了测试，研究结果未发现无线局域网络设备对于医疗设备产生不良干扰。ii
3 无线网络关键技术点
医疗无线网络与其他领域的无线网络承载的业务有非常大的区别，直接关系着患者的健康和生命安全；医疗无线网络的建设方案必须要解决几个关键技术点：漫游切换、抗干扰、网络自愈、控制器热备。
3.1 漫游切换
我院开放3000多张床位，每个科室的面积都比较大，所以每个科室都需要有多台AP（无线接入点）进行网络覆盖，这样就会导致医护人员在不同病房使用PDA、笔记本电脑时从一个AP的覆盖区域移动到另外一个AP的覆盖区域，在这个移动过程中很容易出现丢包问题。我院的EMR系统采用的是B/S架构，在PDA、笔记本电脑漫游过程中会导致医护人员的账号频繁掉线，终端和服务器会话中断，这样的使用效果是一线医护人员无法接受的。因此，我院在设定无线网络技术标准时，对漫游切换的要求是不高于50ms。
3.2 抗干扰
为了方便患者根据的饮食，我院的住院部各个病区内都有共有的微波炉提供给患者使用，这样的措施给患者带来了很大的便利，却给信息科带来了很大的困扰。微波炉开启时会对周围的AP工作带来很大的干扰，影响AP的工作状态，导致重传率、误码率大幅提高。另一方面，病区内还有运营商的WIFI信号，让本来就很狭窄的频谱资源更加拥挤，加大了部署无线网络的难度。在设定无线网络技术标准时，抗干扰也是我院重点考量的技术点。
3.3 网络自愈
我院在进行无线网络测试时，多个厂家的AP的有效覆盖半径都在10-15m之间，多台AP共同作用完成整个病区的覆盖。在这样的覆盖方式中，一旦其中一台AP不工作将会在病区内出现一片信号盲区，在盲区内医护人员的PDA、笔记本都无法有效的连入网络，影响正常的医疗活动。在设定无线网络技术标准时，我院要求无线网络能够有效的应对上述的问题。
3.4 控制器热备
控制器是无线网络的核心设备，集中控制、管理着所有AP，一旦控制器出现故障宕机将会导致无线网络瘫痪，因此控制器热备功能也是我院建设无线网络的必选功能。在研究无线网络资料时，我留意到存在“VRRP、双CAPWAP”两种热备技术，选择何种热备技术更合适呢？
VRRP全称是“虚拟路由冗余协议”，两台无线控制器使用组成虚拟无线控制器，使用1个IP地址。它可以把一个无线控制器的责任动态分配到两台无线控制器中的一台，这台无线控制器称为主控制器；所有AP与主控制器建立CAPWAP隧道连接。当主控制器故障时，从控制器使用该IP地址与所有AP建立CAPWAP隧道连接。
双CAPWAP备份技术是让AP同时与两台无线控制器建立CAPWAP隧道，当主控制器出现故障时从控制器理解接管主控制器的功能，与AP保持连接。
在使用VRRP技术时，主控制器故障以后所有的AP均需要重新与从控制器建立CAPWAP隧道，当AP的数量有数百个时，建立CAPWAP隧道的时间可能就需要数分钟，所以主从控制器切换时间要远远高于双CAPWAP。因此，在设定无线网络技术标准时，我们要求控制器具备“双CAPWAP”热备功能。
4 无线网络部署实践
根据我院设定的无线网络技术标准，结合“医院无线局域网布署规程”中的技术要求iii，我院组织了多家无线AP厂家进行了技术测试，最终我院选择了在测试过程中表现优异苏州汉明进行合作，汉明在提供我们提出的技术标准的技术上还额外支持HAP功能，可扩展的资产、人员定位功能。
2012年9月，我院开始在新医技大楼建设无线网络，计划在大楼内部署135台无线AP覆盖4-12层的病房区域。在建设新医技大楼无线网络时，我院对无线网络的信号提出了比较高的要求，病区内95%的区域信号强度达到-65dbm，满足PDA等手持终端的使用要求。为了达到这一要求，苏州汉明和我们信息科的技术人员煞费苦心，对AP的部署方案做了多次调整，从最开始的所有AP放在走廊内到所有的AP放在病房内，再到两者相结合的方式，最终在信号强度、部署难度之间找到了一个最佳平衡点。经过2年多的技术储备、近1年的技术选型和产品测试和2个多月的工程实施，凝结着信息科技术人员心血的无线网络最终呱呱落地，开始履行移动医疗的网络使命。
我院无线网络完成部署以后，完成了病区内的“最后1米“网络部署，让医疗信息化建设的触角真正延伸到了患者的床头，让已有的PACS、EMR、LIS等系统发挥出了最大功效，无线网络骑到了力量倍增器的作用。我院目已经开始全面推行移动查房、移动护理，通过改进医护流程提高医护人员的工作效率，降低医疗事故发生风险。
5 结语
医院信息化建设已经推行了很长时间，三甲医院的HIS、PACS、LIS、EMR等很多系统都已经完成部署，但这些信息化建设不能停留在简单的系统堆砌阶段，而是要通过新的网络技术加以整合，发挥出这些系统的最大功效。只有紧紧跟随网络技术发展的方向，把医院网络建设工作作为一项艰巨且长期的工作，要求网络管理人员结合医院的实际情况，全方位、多角度地进行技术储备，遵循合理利用现有资源的原则，制定出正确的医院网络发展规划，才能真正做到医院信息化体系安全、稳定、健康、高效地运行。
参考文献
[1]Mattbew S.Gast .802.11无线网络权威指南（第二版）[M].南京：东南大学出版社，2007.12.
关键词：无线网络；无线医疗；AP；WIDS；3G；Wifi；运营商
中图分类号：TN925.93 文献标识码：A 文章编号：1007—9599 （2012） 14—0000—02
一、引言
无线医疗应用是近些年来医院信息化的又一热点，其主要包括无线医生信息系统和无线护理信息系统两大类。通过无线医疗信息系统的应用，医护人员在病人床边就能实现病人标识码识别、医嘱的查询与录入、生命体征数据采集、床边护理、护理监控、药物配送、静配药物核对等应用，突破了原有基于有线局域网的临床信息系统的限制，避免了以往医院信息化过程中医护人员忙于处理医院信息系统数据而医患沟通减少的状况，体现了“以病人为中心”的医疗服务理念。因此无线网络在医疗行业中的应用已成为一种趋势，无线网络的应用提高了医院的运营效率和服务质量，使医院的整体竞争力得到了提升。医院无线网络作为医院无线医疗信息化的基础，是每家医院都面临的选择。
二、医院无线网络方案
（一）独立AP方案
独立AP工作机制类似有线网络中的集线器（HUB），独立AP与医院局域网使用网线联接，因此无线终端通过AP与局域网服务器的数据进行数据交换。独立AP方案需要对每台AP单独进行配置，AP集安全、认证、等功能于一体，能支持二层漫游，但是不支持信道自动调整和发射功率自动调整。优点：独立AP方案的部署价格最低，适用场合无过多间隔的建筑结构布局，适用于小型无线网络。缺点：支持能力较弱，扩展能力不强，对于漫游切换的时候存在很大的时延，不适合于复杂建筑机构中的大规模无线部署。应用场景：如门诊输液室的无线覆盖。
（二）AP+集中无线控制器方案
本方案中AP是只是无线网络系统的一部分，负责在无线局域网中数据地接收和传送，每个无线AP都有一个以太网接口，用于有线局域网的连接，但自身不能单独配置或者使用。集中无线控制器负责整个无线网络中AP的安装、管理和操作。优点：AP+集中无线控制器方案适合于复杂结构建筑内的无线网络覆盖，通过集中无线控制器配置整个无线网络的AP，无线网络管理较为简单。通过基于802.1x的安全接入认证，只有经过信息中心许可的移动终端才能接入无线网络。[2]因此系统安全性较好。而通过集中无线控制器产生和缓存的加密密钥能在多个AP之间共用，能有效降低AP间的漫游的延迟。缺点：在大规模部署时，需要使用根据房间的建筑结构和墙体材质，借助专业的无线勘测设备和软件进行无线信号检测，既要防止部署太少所造成的信号盲区，也要防止部署太密时所造成的信号的相互干扰，部署难度较高。应用的场景：病区无线覆盖，典型用户有309医院，应用锐捷AP+集中无线控制器方案。
（三）WIDS（WLAN室内信号分布系统）方案，即天馈线+无线控制器的方案
WIDS系统主要由基站、功分器和偶合器、干放器、馈线、天线组成。除WIDS基站外，其他设备都是无源设备，因此能适应复杂的外界运行环境，使用寿命长，故障率也较低。WIDS系统通过天线与无线终端设备进行数据发送与接收，无线将数据直接传递给WIDS基站，WIDS基站通过与局域网交换机互联，实现无线网络与局域网的数据交换。优点：整套WIDS事实上的信号发射源只有一个，即WINDS基站，所有整个病区也不存在信号干扰和漫游切换的问题。[3]因此能保证信号覆盖的均匀、无缝、稳定、高强度和高灵敏度。同时能利用不重叠的2.4GHz和5.8GHz信道做覆盖，减少信道干扰，避免信道干扰造成丢包，能提供多信道负载均衡、冗余备份或单信道热备功能。缺点：功分器和偶合器、干放器、馈线、天线的部署相对较为复杂。另外在面积较大的建筑中部署，单个WIDS基站无线覆盖的区域，无线网络上行的带宽受单个WIDS基站上行带宽限制。而相对上面两种AP覆盖方案，部署费用最高。应用的场景：病区无线覆盖。典型用户有无锡市人民医院和南京总医院，应用昂科WIDS方案。
（四）3G方案。
2009年初，我国顺利步入了3G时代。所谓3G技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，3G服务能够同时传送声音及数据信息。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD—SCDMA，WiMAX。以电信CDMA2000为例，无线终端通过CDMA连入本地LAC（第二层隧道协议（L2TP）访问集中器），然后AAA（Authentication、Authorization、Accounting）服务器通过对域名和IMSI的认证识别出该用户为VPDN用户，通过专线与目的VPDN服务器（医院信息系统服务器）建立一条连接，称为隧道，然后在这条隧道中实现无线终端设备与医院信息系统服务的数据交换。优点：在国家大力提倡三网融合的良好形势下，3G业务范围也迅速延伸至通讯、互联网、娱乐、资讯、医疗等方面，其具有信号的覆盖的优势，不仅能实现医院内部的无线覆盖，而且能实现区域乃至全国无线医疗的漫游，有利于促进区域内无线医疗服务的融合；对于医院来说一次性投资小，大大节约设备购置费，无需自身维护，减少医院的运营成本，医院只需要根据自身发展需要通过租费使用3G无线终端。缺点：主要在数据交换带宽有限，中国电信CDMA2000可在一个1.25MHz的标准载波中，同时提供语音和高速分组数据业务，最高速率可达3.1Mbit/s。电信3G方案与“AP”或“WIDS”方案在带宽方面相比还有差距。应用的场景：医院全部院区无线覆盖。常熟市第二人民医院正在运行基于3G的无线临床信息系统。
（五）运营商WiFi方案
随着具有WiFi功能的手机、IPAD、Andriod平板的电脑的普及，公共场所WIFI信号覆盖范围也越来越广。中国电信2011年5月10日宣布启动“宽带中国翼起来”活动，开始全力打造“无线中国”，计划全国县级以上城市光纤化，同时计化到2012年底WiFi点达100万个。在经济发达地区，医院也基本实现了WiFi全覆盖，因此医院完全可以租用运行商的WiFi网络，通过设置医院专用的SSID（Service Set Identifier）构建医院私有无线网络，医院无线终端设备在联入医院专用的SSID的无线网络后，数据通过运营商的AP设备与运营商的服务端设备，然后通过服务端设备解析到医院专用光纤网络，最后实现与医院信息系统服务器进行交换，从而实现医院的无线临床应用。优点：与3G方案相类似，同样可以减少医院对于无线网络一次性的投入，节约设备购置费，也无需自身维护，减少医院的运营成本；同时通过运营商对医院WiFi网络带宽的分配，使得医院租用的无线网络具有近似于医院部署“AP”或“WIDS”网络的性能。缺点：无线网络性能略低于医院部署“AP”或“WIDS”的网络。应用的场景：医院院区无线覆盖。常熟市第二人民医院将电信的WiFi覆盖作为3G方案的备份方案。
三、讨论
在医院选择无线覆盖方案时，应按照医院自身无线医疗业务的需要选择适合无线覆盖方方案，独立AP方案适用于初步实施无线医疗的医疗机构，实现医院行政上网、门诊无线输液系统的简单应用；AP+集中无线控制器方案和WIDS方案是目前较为常用的医院无线覆盖方案，都有能满足医院局部无线覆盖的需求，能实现诸如无线医生工作站和无线护理系统的应用，但是一般都不能实现全部院区的无线覆盖，并且这两种布线方案都需要医院一次性的、大量的资金投入，这也是制约大部分医院应用无线临床信息系统的最大障碍；3G方案和运营商WiFi方案的应用虽然还处在试运行阶段，但是其优势在于大大节省了医院一次性投入和免除医院自身后期对无线设备的维护，又能达到医院无线临床应用的要求，另外运营商一般都能同时提供这两种运行方案，因此这两种运行方案可以相互结合，互为备份以实现高效、安全的无线网络覆盖。
四、结论与展望
云计算是目前在信息行业被广泛应用的服务形式，其包括三个层次的服务：基础设施服务（IaaS），平台服务（PaaS）和软件服务（SaaS）。随着医疗行业“云计算”概念的推出，医疗行业也开始跨入云时代。云计算是虚拟化、网格计算、分布式计算、公共计算、Web 2.0、SaaS等众多新技术的融合，更重要的是，它提供了一种以按需租用IT资源为核心的新型业务模式[5]。从独立AP方案到AP+集中无线控制器方案和WIDS方案，体现医院无线医疗应用从简单到复杂的过程，从分散式管理到集中式管理的过程；而应用3G方案和运营商WiFi方案是医院从购买无线设备到购买无线服务的转变，是对“云计算”中IaaS（Infrastructure as a Service）基础设施即服务的应用。因此医院在减少一次性投入的前提下，应用3G方案和运营商WiFi方案将是今后医院无线覆盖发展的趋势。
参考文献：
[1]李文博.无线网络技术在临床信息系统中的应用[J].中国数字医，2008，3（5）60—61
【关键词】AP；AC；集中控制；BRAS
0.引言
随着WiFi网络的愈加成熟，从组网的角度，为了实现WiFi网络的快速部署、网络设备的集中管理、精细化的用户管理，相比胖AP（自治性AP）方式，集中控制性WLAN组网（瘦AP+AC）更受运营商的欢迎。胖AP结构复杂，功能较全面，但大规模部署于现有网络时将难以进行集中管理。瘦AP+AC结构简单、功能单一，通过与AC（接入控制器/无线交换机）一起组网能实现对AP的集中管理，并具有三层漫游、基于用户下发权限等功能。因此，瘦AP+AC更适合WiFi网络的发展趋势。
1.集中控制型AP+AC组网方式
集中控制型AP+AC组网架构主要采用以下两种方式：
（1）采用单独的中小容量AC设备下移到驻地网接入该地的AP，适合校园网等大型的公众型热点的AP接入，以下简称AC直挂BRAS。
（2）采用较大容量AC设备集中部署城域网，统一接入各个热点的AP，适合分散的集中控制型AP接入，以下简称AC旁挂BRAS。
集中控制型AP+AC组网架构如下图所示：
2.AC技术实现
2.1 AC技术方案
AC设备的用户侧端口主要提供集中控制型AP的接入和处理。集中控制型AP可通过IP隧道跟AC设备建立连接访问，WLAN用户业务数据通过IP隧道传递到AC，AC解除隧道封装后，由网络侧端口上联接入服务器BRAS接入认证。
2.2集中控制型AP技术方案
集中控制型AP初始化启动时，通过DHCP协议获取业务管理IP地址，AC做DHCP SERVER分配。由于集中控制型AP和AC之间需跨越三层IP网络，因此需要对连接集中控制型AP上联接入链路的BRAS相应端口配置DHCP relay功能。
AP获取从AC分配的业务管理IP地址，根据DHCP Option43信息确认主、备AC的IP地址，发起对主AC设备的IP隧道连接。
AP的业务管理IP地址，建议采用公网IP地址，便于业务IP隧道建立和网络管理，集中控制型AP上联接入链路所对应的BRAS设备必做好集中控制型AP跟AC之间的IP路由配置。
2.3业务接入BRAS技术方案
AC设备的网络侧上联端口分别接入BRAS。与AC相联的BRAS对接入端口做DHCP+WEB login功能配置，对WLAN用户业务集中认证和管理。
2.4核心路由器CR1/CR2（BR1/BR2）技术方案
城域网核心路由器CR1/CR2（BR1/BR2）分别连接AC1/AC2设备的业务侧（IP隧道侧）端口，实现IP路由可达。
2.5集中控制型AP链路上联的BRAS设备技术方案
集中控制型AP初始化启动时，通过DHCP协议获取业务管理IP地址，集中控制型AP链路上联接入的BRAS设备端口需要开启DHCP relay功能，relay的目的地址是AC1或AC2的用户侧端口地址。
集中控制型AP链路上联接入的BRAS设备端口，以提供IP路由穿透功能为主，实现集中控制型AP到AC1/AC2的路由可达即可，不开启WLAN业务认证功能。
3.AP+AC的配置实例
AP+AC主要有两种网络连接方式：直挂和旁挂BAS。
3.1直挂BAS方式
（1）汇聚交换机和AC互连的口为TRUNK口，并透传AC的管理VLAN和无线客户端的业务VLAN。
（2）OLT和ONU透传AP的管理VLAN。
（3）OLT和AC互连的口为TRUNK口，并透传所有AP的管理VLAN。
（4）AP的业务VLAN已封装进LWAPP隧道，在OLT和ONU中不用配置，由AC来配置处理。
（5）AP的业务VLAN建议按业务、场景划分为同一VLAN，以便于移动客户端的三层漫游。
（6）AP的管理VLAN建议按客户划分为同一VLAN。
（7）WLAN的业务VLAN；（终结在BRAS，终端获取的IP由WLAN的context分配）。
（8）AP到AC的管理VLAN；（终结在AC，采用内网地址：192.168.100.*-192.168.110.*，VLAN的范围：2-10）。
（9）AC的远程管理地址；（终结在BRAS，在WLAN的IP POOL里面分配）。
3.2直挂BAS方式
（1）AP在ONU和OLT各打入一层的vlan（QinQ模式），OLT与ONU的数据配置与普通上网一样。
（2）汇聚交换机和OLT互连的口为TRUNK口，并透传AC的管理外层VLAN。
（3）在AP上联BRAS做AP管理VLAN的终结，并向在网的一台大容量AC转发DHCP请求包。
（4）大容量AC分配IP给AP，并建立隧道。
（5）OLT和ONU透传AP的管理VLAN；AP的业务VLAN已封装进LWAPP隧道，在OLT和ONU中不用配置，由AC来配置处理。
（6）在业务BRAS中起单层VLAN对AP业务进行管理。
（7）AP的业务VLAN建议一个OLT划分为同一个VLAN。
4.瘦AP+AC的组网方式的优点
（1）瘦AP的配置保存在无线控制器中，瘦AP启动时会自动从无线控制器下载合适的设备配置信息。
（2）瘦AP需要能够自动获取IP地址，同时瘦AP需要能够自动发现可接入的无线控制器，并对无线控制器和瘦AP之间的网络拓扑不敏感。
（3）无线控制器支持瘦AP的配置和查询，能够将用户对瘦AP的配置顺利传达到指定的瘦AP设备，同时可以实时察看瘦AP的状态和统计信息。
（4）无线控制器保存瘦AP的最新软件，并负责瘦AP软件的自动更新。
5.结语
随着WIFI网络建设的快速推进，无线AP的数量呈迅猛的增长，为了实现WiFi网络的快速部署、网络设备的集中管理、精细化的用户管理，WiFi网络AP集中控制组网必将得到运营商越来越重视。
【参考文献】
随着教育信息化的发展，各个学校大量使用笔记本电脑及各种手持无线设备。而无线局域网(WirelessLAN，WLANl有着传统有线局域网(LAN)所没有的优点，如建网灵活，可扩展性好，支持终端的移动性，支持在特殊场合(无法或很难架设网线)的应用。但由于WLAN是以无线电波作为上网的传输媒介，而无线网络信号可以传播到预期以外的地域，给入侵者有机可乘，特别是使用外接增益天线，可以远程窃听网络中的数据，安全问题堪忧。我校无线局域网已经使用了一段时间，积累了一些经验，因此，下文对校园无线网络的安全防护方法作一下探讨。
二、校园无线网络的安全防护
1.安全规划与配置
(1)规划好天线安装位置
布设校园无线网络时，选择好天线位置，也可使用定向天线，背向学校的方向就不易收到无线信号，学校一侧也可以收到更强的信号。
(2)在没有使用的时候关闭网络
安装时可将无线收发设备的电源与教学楼的电源装于同一线路上，在晚上夜自习结束离开教室后，关闭电源时也同时关闭无线信号。
(3)AP隔离规划
类似于有线网络的VLAN，将所有的无线客户端设备完全与有线网隔离，使之只能访问AP连接的固定网络，相当于无线中的局域网。
(4)配置无线入侵检测系统
用于无线局域网的入侵检测系统，可用来监视分析用户的活动，判断入侵事件的类型，检测非法的网络行为，对异常的网络流量进行报警。
(5)应用VPN技术
无线接入网络VLANfAP和VPN服务器之间的线路)从局域网把VPN服务器和内部网络隔离出来。VPN服务器提供网络的认证和加密，并应用于局域网网络内部，具有较好的扩充、升级性能，可应用于较大规模的校园无线网络。
(6)配置无线控制器+HTAP集中式WLAN管理设备
较新的WLAN网络架构，用户对FITAP的管理是通过无线控制器来完成，更改服务策略设定和安全策略设定只需要登录到指定的无线控制器就可以完成设置，无线控制器会自动把新的配置下发到指定的FITAP。
2.使用中的安全措施
(1)修改管理员密码和用户名
修改无线AP设置中的默认用户名和密码，尽量设置复杂的、较长的密码，最好是字母与数字并存。
(2)启用无线AP的连接密码
升级到WPA2(WiFi Protected Accessl加密协议。将安全设置改为“个人WPA2协议”并且勾选“TKIP+AES”运算法则。最后在“共享密钥”中输入密码，保存修改。
(3)采用身份验证和授权
Windows Server 2003内的IAS，可用来架设Radius服务器。客户端在使用网络之前必须先输入用户名、密码等认证信息，并只有在认证通过时才开放该客户端的网络使用权限。
(4)修改默认系统SSID
改变默认的SSID，可以使你区别于其它未受保护的网络，还可以使你的用户不会因此错连接到其它的网络中，从而就不会将你的数据暴露于黑客的嗅探器下。
(5)禁止SSID网络广播
SSID参数在设备缺省设定中是被AP无线接入点广播出去的，禁止这个广播后，我们必须把SSID名称告诉各位用户，在无线接收设备上设置好才能连接上无线AP。
(6)使用MAC地址过滤与固定IP
这个方法要求登记学校里所有使用无线上网设备的MAC地址，来更新无线AP中的MAC地址列表。这样就只有经过登记的合法设备可以访问你的网络了。如果能关闭DHCP服务，为学校里的每台电脑分配固定的静态IP地址，然后再把这个IP地址与无线终端的MAC地址进行绑定，这样就可以得到双重保险。
参考文献：
[1]李园，王燕鸿，无线网络安全性威胁及应对措施[J].现代电子技术，2007，(5)：91-94
[2]王秋华，章坚武，浅析无线网络实施的安全措施[J].中国科技信息，2005，(17)：18
毫无疑问,互联网正在改变着人类社会,无数基于新模式的应用缔造了信息时代的空前繁荣。人越是离不开网络,传统的有线连接方式就越难满足需求。很自然地,摆脱了线缆束缚的无线以太网凭借自由、便捷等特性,受到越来越多用户的青睐,逐渐成为有线网络不可或缺的补充。甚至,在一些特殊的应用环境中,用户已经开始使用无线网络承载生产及业务环境,运行着关键业务或增值服务。如何做好无线网络解决方案的选型,已成为许多CIO们关心的话题。
谈及无线,貌似必谈性能。但在理性的评估标准中,性能绝不是唯一重要的考察项目,架构理念才是最值得关注的评估内容,因为它直接决定了一套无线网络解决方案的扩展性、安全性和功能复杂度。此外,与高度整合的消费级或SOHO级产品不同,面向大中型企业或园区用户的无线解决方案必须面对更多的部署难题和非常复杂的应用需求。如果单纯将独立的AP与有线网络进行拼接似的融合,绝对得不到1+1=2的实现效果。多数情况下,用户会发现在1+12的管理成本。有些需求也是拼接方式根本无法实现的,例如QoS、多频道、多SSID及对应安全策略的统一部署。很明显,良好的集中管理能力是企业级无线网络解决方案的必备特性,其实现程度也由架构理念所决定。
既然全面离散是企业级无线解决方案不可接受的模式,那么全面集中是否又能满足需求呢?市场上确实存在一些“无线交换机+瘦AP”的解决方案,这类方案采用集中管理、业务集中处理的激进思路,将瘦AP定位成纯粹的分布式天线,由无线交换机负责剩下的一切,在逻辑上犹如一个超大的传统AP。这确实能够解决传统方案在漫游切换(延迟抖动)和性能(吞吐量)方面存在的问题,但也有着天生的缺陷。由于所有数据都通过无线交换机进行集中转发处理,首先AP数量就受到约束;如果部署更多的无线交换机,网络的复杂度又变的难以控制。此外,处于逻辑中央的无线交换机成为可靠性的黑洞,用户不得不为避免单点故障进行双倍投资。并且,随着802.11n规格的普及,链路带宽与无线交换机本身处理能力的瓶颈变得更加突出,使方案在成本与效果方面再打折扣。
针对以上问题,HP Procurve提出了新一代的自适应无线网络解决方案。这套方案坚持采用集中管理的方式,但不再强制进行业务的集中处理。通过强化AP自身的处理能力,可将数据加解密、QoS、身份认证等特性在无线网络边缘实现,只有需要做进一步处理的数据流才会到达无线控制器,消除了对中央资源的依赖。也就是说,在多数情况下,无线控制器与AP间可以只存在管理控制的数据流;AP间实现分布式转发,业务数据走的是直连路径,实现源到目的地的直通。这样一来,该方案在继承了集中管理控制的操作优势的同时,又有着更高的处理效率及性能,对时延敏感型应用有着很好的支持。分布式处理从另一个角度提高了方案的可靠性,至少在无线控制器出现故障时,AP依然可以继续工作,独立地转发数据。
为了验证HP Procurve企业无线网络解决方案的实际效果,我们在惠普公司的支持下,已经在实验室成功搭建起一套完整的环境。工程师们将会尽快对其进行全方位的测试,为读者朋友们带来精彩的连载报道。
【关键词】路灯系统 无线控制 网络覆盖
随着科技的发展和人们对节能环保的重视，对路灯的节电和实用性的要求越来越高。传统灯控系统已不符合现代人的环保理念。因此，某小区在政府的推动下，引进采用了先进的无线灯控系统。该无线控制路灯系统能够在不同的时间合理的控制路灯，节省了电能资源。在出现故障时，调度人员能及时得到故障信息，更好的保障了路灯的正常运行。
该小区路灯系统存在通讯节点多，实时通信不稳定的特点，以及存在建筑物信号遮挡严重、需求网络容量大等因素，本设计将采用路灯分布系统，使用灯控器、无线控制模块、室外天线等设备，通过勘测、设计、计算检测等工作对上述路灯进行无线网络的系统综合覆盖。
一、某小区路灯平面结构
该小区平面近似为一个长方形，总面积为长6400米，宽3780米，其中有小型活动公园长约180米，宽约130米。该小区路灯分别位于建筑物两侧，小区内道路两边，以及公园内景观灯，小区内部路灯间距在30米至50米之间。总计含有4000盏照明灯。
二、方式选取
1、无线组网方式选取：
目前常用的无线方式有Wi-Fi、蓝牙、红外、zigbee、移动通讯网络等几种方式，下表列出各种方式的优劣。小区内部路灯间距在30米至50米之间，所以排除蓝牙和红外。Wi-Fi的组网能力不能满足需求，而移动通讯网虽然效果好，但是每一条指令都需要流量费，成本太高。介于智能照明系统自身的要求和ZigBee技术具有的特点的考虑， ZigBee是实现无线智能照明系统的最佳解决方案，最终选择的是zigbee的无线组网方式。
2、分布方式选取：
无线路灯控制系统主要由：节点控制器（NCD）、集中控制器（HCD-100）和数据处理中心（DCC）构成，节点控制器安装在路灯灯杆中，集中控制器安装于每条小区内道路的电控柜中。其它都和普通的路灯系统一致。
3、该系统最终能够实现的系统功能：
小区的数据处理中心，以预定义规则或人工控制方式，对单盏、逐条道路和区域的路灯进行：电压/亮度调整、自动开关、故障监控、环境监测等控制。所有控制工作只需在主控服务器上做相关设置，无需再手工控制各类电闸和开关电源。最终可以实现以下功能：1.可按照工作日、节假日对不同用途的照明灯设定不同开启方案。2.可根据特殊活动改变小区内公园的供电方案，为特殊活动增光添彩。3.可根据小区所处经纬度及日出日落时间，制定出对应全年的每日开/关灯时间曲线以实时控制路灯的通/断和电压/亮度调整以改变照度。4.可以监测安全重点防范区域和交通要道情况，减少危害公共安全事件的发生，包括接地故障报警、灯具丢失报警、安全重点和优先服务报警等。5.可以生成电流、电压、电能、亮灯率、开关时间的分析曲线和相应报表供领导部门查询。6.通过互联网，可以在授权情况下访问本系统，从而实现远程控制路灯系统。7.可自由增减监控设备的数量，增加或减少路灯无需对系统做任何更改。
4、实现无线组网路灯控制系统的现实意义：
本系统正是本着节能减排，保护环境的目的，开发设计的一个路灯控制系统。通过软件控制，来分别实现路灯定时开关路灯，路灯开关灯时间可调，跟据环境明暗状况自动开关灯，以及故障报警、功率调节等功能。通过无线组网系统，可以实时的监控路灯系统，最终给整个小区带来利益，主要的现实意义有以下几条：1.节能效益。通过合理的调节光照时间和照明亮度，可以大大减少路灯系统的耗电量，每年可节省大量的物业支出；2.降低维护成本。一旦路灯出现故障，可以利用节点控制器尽快的发现，并能够通过控制器的自检功能判断是线路问题还是灯具的问题，减少检查成本，及时排除隐患。3.提高管理效率。在调节的时候，不需要对每一个灯进行改造，只需要在数据处理中心，对每盏灯进行远程控制和调节。只需要一两个人就可以对整个路灯系统进行快速的调整，降低了管理成本，提高了管理效率。4.实现更多扩展应用。由于每盏灯都有一个节点控制器，形成了巨大的无线分布网络。每个节点控制器上还预留一些信息采集功能，可以用来扩展为其它的应用，比如说检测温湿度等。在必要的时候也可以用来进行临时的通讯系统。
综上所述，由zigbee组成的无线灯控组网系统，不仅能够胜任普通的照明功能，而且可以实现更多扩展功能。这个无线灯控组网系统，不仅降低了成本，提高了管理效率，而且提高了整个小区的整体水平。
参考文献：
[1]，黎福海，程栋，崔丰曦.基于模糊神经网络的无线隧道照明节能控制系统[J].电子技术应用.2009，（07）：128～135.
【关键词】塔吊；嵌入式技术；视频处理；Zigbee技术；远程控制
Abstract：In order to improve the reliability and safety of the tower crane，tower crane operator high-altitude problem solving，intelligent remote control crane，with the help of the embedded technology，research and design of a tower crane remote control system based on embedded intelligent.System is divided into processor and wireless controller of two parts，PC machine is provided by wireless controller display real-time operation of tower crane and working parameters of information to the crane operator，also located in the tower crane on the processor receives the controller to send commands through the drive interface circuit，control tower crane operation.The crane operator keep away from the scene，the safety and automation has been greatly improved，reducing safety accidents.
Keywords：Tower crane；embedded technology；video processing；Zigbee technology；remote control
1.引言
塔吊是高楼建筑过程中必不可少的高空运输工具。目前塔吊的操作仍然是由操作人员爬上高达几十米甚至上百米的塔吊顶部的操作室操作塔吊运行，由于操作人员视野不够开阔，靠个人经验盲目操作，与地面的通讯联系比较困难，以及塔吊智能化程度不够，由此引发的安全事故频发，对操作人员的人身安全及工程建设都有很大的影响。本文介绍的智能塔吊远程控制系统为针对塔吊在施工中操作困难及可能存在的安全问题而研制的一种塔吊控制仪器，在一旦出现问题的情况下远程操作控制，第一时间根据故障发生的原因及时解避，免塔吊工作人员人身安全受到威胁[1]。通过构建无线WIFI网络实时向塔吊操作人员显示塔机当前运行情况及工作参数等信息，同时操作人员借助于Zigbee无线传输技术远程控制塔吊运行，达到远程精确控制的目的。
2.系统的总体组成和主要功能
本设计基于嵌入式技术、数据采集技术、传感器技术、数据融合处理与远程数据通信技术，高效地实现建筑塔吊运行控制和实时监控功能[2]。系统分为位于塔吊上的处理平台和远程终端两部分。处理平台主要包括ARM处理器、塔吊驱动接口电路、环境数据采集电路和Zigbee无线通信模块；远程终端由操作杆、PC机、Zigbee无线通信模块和报警指示电路组成。处理平台对采集到的视频信息进行处理并通过无线WIFI技术发送到远程终端的PC机上，同时接收其发出的动作指令，通过驱动接口电路控制塔吊的运行。操作人员根据PC机上的视频信息发出操作指令，经Zigbee无线通信模块传输到监控平台控制塔吊运转。系统整体组成框图如图1所示。
功能模块包含了视频压缩与编码、构建WIFI无线网络、传感器数据读取、数据处理、Zigbee无线传输、报警功能六个部分组成。实现了塔吊实时视频信息采集分析处理、监控平台与远程终端信息传输、无线远程塔吊控制等功能。
3.塔吊处理平台
塔吊处理平台装于塔机上，用于完成塔机视频信息的采集获取、信息交换、信息处理等功能，融合了嵌入式微处理器、Zigbee无线通信模块、传感器等相关技术。其工作原理主要为通过USB摄像头获取塔吊运行的视频信息，DM9000网卡作为以太网控制器，在嵌入式Linux操作系统下，通过移植视频服务器MJPG-streamer，来实现远程视频信息的采集[3]。同时，将其交由基于ARM的处理器进行相应的处理，并通过无线网络和Zigbee无线通信模块完成与远程终端控制平台的视频信息传送和控制信息交互。塔吊处理平台设计上的关键就在于完成视频信息接收处理并通过无线网络传输到PC端。
系统处理器采用ARM v7架构的S5PV210，在搭建web服务器的嵌入式Linux操作系统上，通过V4L2接口，采集视频数据。然后利用基于图像边缘方向检测的帧内预测快速选择算法，该算法通过对图像边缘最佳预测方向的选择，极大地降低了编码的运算量和复杂度[4]。同时结合HTML和CGI编程实现系统的网络交互智能化，并利用RTP打包发送到网络上。同时包括为实现智能化而设计的网页交互程序和客户端接收视频流后解码播放程序，为基于嵌入式的多媒体应用搭建一个应用的基础平台。
4.塔吊远程终端
塔吊远程终端，是一种基于无线网络通信、数据传输能力强、安全可靠、操作方便，远程监视塔吊运行状态的控制系统。塔机远程终端分别通过WIFI无线网络和Zigbee无线网络接收塔吊运行的视频信息和传感器节点信息，同时通过操作杆远程控制塔吊运行。并对实时采集记录的数据进行分析，对突发事件进行报警指示，实现了通过无线网络实时操控塔机运行状况的要求。
塔吊控制信号的发送和状态信号的接收主要通过Zigbee无线网络进行传输，远程终端设计的主要内容在于分析Zigbee协议栈、路由协议和组网形式对Zigbee无线通信网络的影响。Zigbee无线通信网络服务器是Zigbee节点和以太网的协议转换接口，负责无线传感器网络的组件与管理以及以Internet的连接，从而实现远程监控[5]。Zigbee具有时延短的特点，其通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms，因此不会影响远程终端控制信号的实时传输。
5.结束语
智能塔吊远程控制系统主要完成塔吊在施工过程中视频监控、远程操作、报警和保护等功能，塔吊操作人员远离操作现成，可有效地解决操作人员高空作业和操作困难的问题。借助基于ARM v7架构的S5PV210处理器，采用基于图像边缘方向检测的帧内预测快速选择算法编码技术及Zigbee无线控制网络实现对塔吊运行的实时远程控制。提高了塔吊施工作业的自动化水平，为塔吊施工提供安全保障措施。
参考文献
[1]应朝龙，王诚成，等.基于51单片机的智能塔吊控制器设计[J].电子测量技术，2010，33（4）.
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[3]于艳萍，朱晓智，王中训.基于ARM9和USB摄像头的网络视频采集系统设计[J].现代电子技术，2011，34（24）.
[4]肖卫初，左海彪，等.一种帧内预测模式快速选择算法的研究与实现[D].湖南城市学院学报（自然科学版），2013（01）.
[5]奉泽昊.Zigbee无线网络及其与Internet的连接[D].广东工业大学，2009.
关键词： 嵌入式系统； 隧道照明； 节能技术； 无线传感网络
中图分类号： TN915?34； U453.7 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）02?0090?04
Abstract： The embedded tunnel illumination energy?saving system is studied. The terrestrial magnetism coil with stable performance and good universality is used to detect the traffic flow in the tunnel in real time. The light intensity sensors are adopted to detect the illuminance inside and outside the tunnel. The illuminance in the tunnel is adjusted in real time according to traffic flow and illuminance inside and outside the tunnel， so as to provide a safe driving environment for the drivers. The LEDs of more energy saving， better environmental protection and longer lifetime are taken as the tunnel illumination source. The wireless sensor network with cluster tree topology structure is used to connect the upper computer monitoring platform and tunnel illumination controller with various sensors to reduce the difficulty of system wiring. The experimental results show that the tunnel illumination energy?saving technology can realize the energy?saving operation of the tunnel illumination.
Keywords： embedded system； tunnel illumination； energy?saving technology； wireless sensor network
0 引 言
自1988年起，我国的高速公路建设总里长不断加大，到2011年底，高速公路总的建设长度突破8万km，到2013年初可进行通车的公路隧道已经超过10万座，隧道总长累计超过8 000 km。隧道一般会配备灯光照明、隧道口通风设备和机电控制系统等，这些设备一直处于工作状态，需要消耗大量的电能，其中灯光照明占能耗近30%，可见灯光照明占据总隧道能耗的一个很大的比例，采取环保节能的照明方式将会减少很大一部分的隧道用电[1?2]。
国外对隧道照明节电技术的研究比较早，一个典型的隧道节电技术的应用就是横跨意大利和法国的Mont Blanc隧道，它采用灯光自动调节的技术，即根据车流量、隧道限速以及隧道外光照强弱来自动实现隧道内灯光亮度。国外对隧道照明控制技术的研究有三种，一是采用手动的方式控制隧道灯光的亮度；二是采用分时段的时序控制方式；三是依据隧道内外灯光亮度的差别进行自动调节。当然随着技术的发展，隧道灯光控制的方法已经不再是简单的逻辑划分，而是智能化的控制，即按照隧道内的最高限速、隧道外的天气变化情况以及隧道的车辆多少进行综合的智能化控制[3?6]。
国内对隧道照明技术的研究也取得了一定的成果，但是技术应用程度还比较低。目前我国的隧道照明也集成了自动化的控制模块，即按照时间段和天气变化自动对灯光进行亮度调节，但是这种自动化控制模块内置的光强检测传感器成本高，而且使用寿命比较短，因此可靠性比较低，另外自动化控制模块的逻辑算法可靠性也比较低，因此我国隧道采用自动控制照明的场合还比较少，大部分仍然是采用人工对灯光进行调节控制，即人为地控制照明灯光的个数和亮度。不过随着技术的发展，人工控制的方式将逐步被取缔，自动化的灯光控制技术将会不断普及。我国应用自动化控制隧道灯光控制中，光源采用高压钠灯，无法进行无极控制，这会给行车道路带来安全隐患[7]。本文针对嵌入式隧道照明节能系统进行研究，使用更加节能环保的LED作为隧道照明光源，并通过实时检测隧道内车流量和隧道内外照度实时调节隧道内照明度，为驾驶者提供安全驾驶环境，并现隧道照明的节能运行。
1 隧道照明节能系统组成
隧道照明系统基本组成如图1所示。在隧道的入口、隧道出口以及在隧道内安装传感器，检测车辆行驶状态：车辆驶入隧道，隧道中有车辆，车辆驶出隧道；光强传感器采集隧道内外光的强度大小；灯光控制器根据车辆信息采集传感器和光照强度采集传感器的结果综合控制灯具的开启或者关断。
当有车辆驶入隧道时，隧道照明控制系统中的累加器自动加1；当有车辆驶出隧道时，隧道照明控制系统中的累加器自动减1；当有车辆在隧道中违章掉头时，隧道照明系统中的累加器自动减1，这时累加器的值为0，隧道控制器的逻辑控制部分延迟控制灯光关断，隧道内灯光亮度保持不变。
夜间隧道车流量较少，隧道灯光控制逻辑是：当无线传感器检测不到车辆信息时，隧道灯光控制器关闭隧道内所有灯光；当无线传感器检测到车辆驶入隧道时，隧道灯光控制器打开隧道照明设备；当无线传感器检测到车辆驶出隧道时，隧道灯光控制器经过设定的延迟时间后关断隧道照明设备，以确保晚间车辆行驶安全。白天，对于车流量较大的隧道，灯管控制器控制所有隧道照明设备处于工作状态；对于车流量较小的隧道，当无线传感器没有检测到车辆驶入隧道时，隧道灯光控制器依据隧道内外光照强弱，只开启部分隧道照明设备；当无线传感器检测到车辆驶入隧道时，光照控制器控制增大隧道入口处光照强度，车辆驶入隧道后，控制器减弱车辆后面灯光亮度，增强车辆前面的灯光亮度[8]。
2 隧道车辆检测装置
目前普遍采用地感线圈检测法测量行车速度，主要原因是地感线圈检测法测量车速的精度比较高，可靠性也比较好。地感线圈测速系统包括地感线圈、摄像头、车速检测器、收发器和计算机控制模块。当有车辆经过地感线圈时，地感线圈电感量发生变化，车速检测器检测车辆的行驶速度。地感线圈一般是采用导线绕指而成的，线圈匝数为4～6，电感值在50～70 μH之间，安装在高速公路下面，依据电磁感应原理，当地感线圈中通有高频电流时，线圈中就会产生电磁场。线圈匝数为N，长度为L的螺型线圈能够产生的自感量大小为：
式中：μr为介质的相对磁导率；μ0为常数，μ0=4×10-7 h/m；A是环形线圈的面积[9]。
车辆底盘一般是金属导体，当车辆行驶经过地感线圈时，车辆底盘有产生变化的涡流，该涡流产生磁场，磁场方向和地感线圈中的磁场方向相反，这样车辆底盘产生的磁场将对地感线圈中的磁场进行削弱，地感线圈中的磁场值将减小，根据地感线圈中磁场值的变化就可以通过车辆检测器检测车辆的车速。通过实验分析，通过地感线圈电流的最佳工作频率是28 kHz，当有车辆经过时，地感线圈频率减小约2.5%，这样车辆检测器就可以较高精度地分辨车速[10]。
当地感线圈上方有车辆行驶通过时，线圈的电感量会减小2%～3%，调谐电路的LC振荡电路的频率就会变大2%～3%。地感线圈测速装置工作原理如图2所示，线圈1和线圈2均是地感线圈，线圈3和线圈4均是激发线圈，激发线圈中输入频率可调的正弦波信号，信号源向激发线圈4输入某一频率的正弦波信号，个时间周期后，信号源关断，等待行驶车辆的第一个环形线圈脉冲信号产生；一个时间周期后信号源向激发线圈3输入某一频率的信号，个时间周期后信号源关断，等待行驶车辆的第二个环形脉冲信号产生。地感线圈测速仪根据线圈1和线圈3磁场的变化计算行驶车辆的车速。
3 隧道照明调光装置
与传统的高压钠灯相比，LED灯的亮度控制方法相对比较简单，灯的亮度可以实现在0～100%之间快速地进行调节，这种频繁快速的调节方式并不会减少LED灯的使用寿命。因此本文研究的隧道照明系统采用可调节灯光亮度的LED灯，将会大大减小隧道的照明能耗。LED灯一般是由矩阵式的LED灯颗粒规则构成，采用直流供电方式，能耗比较小，只有几十W。隧道使用的LED灯控制模块有电磁兼容式滤波器，桥式整流电路、功率因数校正电路、控制电路、CC2430无线通信电路以及脉宽可调节电路[11]。
图3是可调光无线控制LED灯具的结构示意图，该结构整合了LED驱动电路和ZigBee无线通信模块。灯具的输入电压是220 V/50 Hz的交流电，电磁兼容滤波器滤除220 V交流电中的谐波，桥式整流电路将交流电转化成直流电，功率因素校正电路进一步提高直流电源的功率因数，使得LED灯的输入纯正的直流电压。引入的无线通信模块，能够对每个节点的LED灯进行控制，接收到的光强调节控制的指令，经过脉宽调制模块和LED驱动模块，调节输入到LED灯的电压或者电路，进而控制LED灯的亮度。
4 无线传感网络
将LED灯具节点组建成一个无线网络，一方面传感器将采集到的数据发送到计算机，另一方面计算机通过无线网络将控制LED灯亮度的指令发送到LED灯节点，控制LED灯的亮度。一般高速公路上的隧道比较长，隧道内的LED灯节点比较多，采用单一的星状结构不能满足系统可靠性的要求，而簇树网拓扑结构的ZigBee无线网络可以满足可靠性的需要[12?14]，其结构图如图4所示。
ZigBee无线通信网络包含三类网络设备，网络协调、网络终端设备和网络路由器。其中网络协调是指构建整个无线通信网络、控制数据的传输以及收集采样的数据，采用串行的数据传输方式将数据输出到计算机，然后计算机再发送指令到各个指定的网络节点，即计算机收集无线传感器节点采集的光照强度和车流量信息，然后计算机对收集的数据进行处理，最后计算机向LED节点发出光强调节指令。网络终端设备是向传感器发送采集环境的指令和接收计算机发来的调光数据。网络路由器的作用体现在可以延长网络的通信距离，路由器可以实现路径查询和数据的转发，另外对于传感器采集的数据可以及时发送，对于计算机发送的光强调节控制指令可以及时执行。
协调器、路由器和终端节点共同构成了簇树型的ZigBee通信网络，该网络中的节点大部分是LED灯具节点，这些节点在接收无线网络发送的灯光强度调节指令，并且及r对灯光强度进行调节。该网络中还有一些无线传感器网络节点，这些节点及时对隧道内外的光照强度以及车流量进行采集，无线传感器网络将无线传感器节点信息发送到计算机。协调器是在节点信息量太大，无线网络负载过重时，临时建立新的子无线网络，这些子无线网络负责传输无线传感器的节点信息和传输计算机的控制指令。隧道照明节能系统的无线传感网络硬件组成如图5所示。
5 隧道照明节能系统软件设计
本文研究的隧道照明节能装置的照明光强控制系统各个模块工作流程图如图6所示。第一步是对各个子模块进行初始化，即上电；第二步是将隧道中的无线传感器节点和LED灯具节点接入无线通信网络，无线传感器节点采集隧道内外的光照强度以及车流量信息，无线通信网络将传感器的节点信息发送至计算机，计算机根据收集到的数据判断控制器状态，若是手动状态，则手动控制LED灯具节点，对灯光强度进行手动调节，若判断不是手动状态，则进入到下一步，即检测隧道状态，若不正常，则报警，并且发送指令至各个LED的灯具节点，开启所有LED灯，若正常，则继续进入到下一步，即检测计算机的工作状态，若不正常，则开启本地控制器控制隧道光照强度，否则开启远程监控计算机，对采集数据进行综合控制；第三步是ZigBee无线网络将计算机的控制指令发送至指定的LED灯具，根据指令灯具调节灯光强度；第四步在计算机的终端对传感器数据信息和隧道内外的状况予以显示；第五步计算机或者无线网络不正常工作时，LED灯处于自动全开状态。
在网络节点较多以及对节点控制可靠性比较高的应用场合，簇树型网络一般是首选。簇树型网络中的协调器在完成子网络的建立后，无线网络中的多个设备和子网络建立了联系。若无线网络中的设备与协调器相距^远，那么该设备和子网络中间的路由节点将会把该设备节点接入子网络。对于接入子网络的设备节点通常会选择收发信号比较强而且距离最近的路由器节点接入到子网络中，显然可以发现路由器节点和接入子网络的设备节点构成了星状的无线网络，但是路由器节点没有自主建网和向设备节点发送指令的功能，末端设备通过路由器接收协调器控制[15]。簇树型ZigBee通信网络中，一般由协调器或者路由器存储路由节点信息，从而方便在需要时对路由节点继续修复。对于无用的路由信息，可以采用应用层维护的方式对路由信息予以清除。通常ZigBee簇树型网络采用树型结构的网络结构，而并非是路径最佳选择方式的结构，树型结构容易引起一个弊端就是会在子节点存有大量的数据信息，导致节点发生故障，网络组网流程图如图7所示。
6 结 论
本文针对嵌入式隧道照明节能系统，使用更加节能环保的LED作为隧道照明光源，并通过实时检测隧道内车流量和隧道内外照度实时调节隧道内照明度，为驾驶者提供安全驾驶环境，并实现隧道照明的节能运行。
参考文献
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0引言
随着运输的繁忙，公路超载问题越来越严重，如何有效地治超已变得越来越重要，而公路部门却缺乏有效的计量仪器。早期的称重产品以模拟的方案为多，随着计算机处理能力提高和价格下降，采用数字化成为了发展趋势。通过国内外的市场和技术发展情况分析，从发展趋势上看，现有产品都朝着简化结构、方便使用、携带维护方便、无线传输、提高动态测重精度的方向发展，因此，设计了无线动态汽车称重系统。
1系统总体结构
无线动态称重仪系统结构框图如图1所示，系统由2个称重台和1个数据处理仪表组成，称重台和仪表之间通过无线通信传输数据。称重台由承重板、压力传感器阵列、信号调理、AD转换、ARM、无线通信电路组成一个整体，称重台放置于路面上，负责现场信号的采集、处理与传输。数据处理仪表由ARM、无线通信电路、SD卡、键盘与LCD显示、CAN总线接口、微型打印机、DS1302组成，完成对汽车测量数据的通信、存储、显示及打印等任务。系统由前端路面称重台面和后台无线称重仪表2部分组成。A/D采用模拟器件公司生产的12位A/D转换AD754，ARM选择S3C44B0X。系统对汽车每次进行测量都需要显示测量的时间，因此系统选用DS1302芯片实现实时时钟功能。它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，通过CE、I/O、SCLK接口与ARM进行通信，可通过按键对时间进行调整［1-4］。在打印数据时，通过对时间的读取，能把测量时间实时打印出来，方便用户使用。
2模块设计
2．1信号调理电路的设计信号调理电路的框图见图2，压力传感器采用美国Freescale公司生产的单片集成硅压力传感器MPX4100A。传感器内部集成有压力信号调节器、压力修正等，压力通过衰减网络进行调整，再通过运算放大器OP07进行放大，接着进行增益调节，再输出给AD转换。增益调节由增益芯片AD624和DAC8512组成，增益芯片AD624具有低噪声程控增益调整功能。量程的控制通过DAC8512的输出电压实现，当超过量程时，通过切换衰减网络实现测量［5-6］。
2．2微型打印机模块的设计微型打印机控制电路的框图见图3，系统使用TPUP-T16系列微型点阵打印机，用于记录每次测量的结果，打印机采用RS-232兼容标准，握手方式采用标志控制。
2．3LCD模块的设计检测的数据需要通过LCD进行显示，系统选用HY12864作为称重数据的显示界面，ARM可以将显示缓存中的数据通过动态扫描的方式传输到LCD液晶显示屏上［7-8］。2．4声音提示模块的设计系统选用扬声器作为发声器件，可以播放语音，扬声器根据不同的振动频率发生不同的声音。系统在SD卡中储存多个音频，称重时，根据测量的结果发出不同的提示音。
2．5无线通信电路模块的设计收、发电路的框图见图4、图5，其中，nRF905是1个集成度很高的无线收发器芯片，具有很强的抗干扰能力，传输距离可达1000m。可通过TRX_CE、TX_EN、PWM_UP的设置实现不同的工作模式，包括活动模式和节电模式。ARM与nRF905的通信通过SPI接口进行［9-11］。
2．6CAN总线的设计
1个由CAN总线构成的网络可以挂接多个节点，这样可以满足1个PC机对多个测量点的监控，见图6。CAN总线使用差分电压传送，由于系统选择的ARM不带CAN总线控制器，因此采用主控制器通过辅助控制器STC89C52和总线控制器SJA1000实现数据的接收和发送等通信活动，为了增强抗干扰能力，选择了高速光电耦合器PCAN-Optoadapter，从而实现高速CAN总线系统电气隔离。CAN收发器选择SN65HVD1050Q，它的传输速度高达1Mb/s，它将2．7系统程序整体设计及外观系统程序整体设计及外观图见图7，8。
智能家居技术已经成为目前电子设计的一个热点。智能家居提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境，是在互联网的影响之下物联化体现。Android智能手机通过WiFi去控制电路的开关将会带来巨大的影响。本文主要是阐述家庭电路的开关控制系统，因为电路开关是家庭生活中不可缺少的日常电路应用。整个电路系统主要由手机终端、WiFi中转、STM32主控中心组成，通过WiFi实现信息的传输，达到控制的目的。
2系统相关工作原理
2.1开关电路控制原理
本课题通过借用STM32作为主控中心，同时采用多个继电器开关，组成开关电路。STM32通过WiFi模块来接收手机终端发过来的控制信号，根据信号去控制电路的开关，同时反馈电路的开关状态，让我们实时掌握家里电器开关状态。
2.2WiFi技术
相比于有线通信，无线通信具有安装和布线简单的优点，但是抗干扰性比有线控制差。WiFi通信技术是无线通信技术的一种，它的优点是智能手机可以通过局域网进行控制，甚至是远程控制。同时，它的节点可以任意扩充，不会破坏现有的一些装修。这些优点用于手机无线控制，是再好不过了。
3系统硬件设计
Android手机终端发送信息，通过WiFi模块，传输给控制器，控制器做出判断并且响应。该系统主要是依赖于WiFi技术，尤其是WiFi模块，它是控制器接收信息的来源，这两者结合起来，才能实现整个控制流程。主控中心STM32主要是响应控制信息，直接控制继电器开关，达到控制目的。
4系统软件设计
4.1Android控制部分
本程序通过安卓端建立与后台的连接，发送控制信息给后台，控制灯泡的开关，并接收后台发送过来的信息，进行相应的控制判断。建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。
4.2STM32控制部分
开始进入main函数进行μC/OS-II初始化，建立三个任务led0_task()，led1_task()，control_task()，闪烁LED灯，判断系统是否正常运行，并根据串口中断返回的信息进行多路开关的控制机（四路）。在系统开始执行前，允许串口中断，编写串口中断处理函数USART1_IRQHandler()，将WIFI模块的串口发送的信息接受，并根据不同的字符执行不同的动作（开关某路特定开关），再将执行后的信息返回WIFI模块。软件实现流程图如图2所示。
5系统性能测试
第一部分是手机终端WiFi与STM32的WiFi模块的连接：首先开启WiFi模块，发出信号，然后手机终端连接WiFi，并创建服务，选择合适的端口。如果连接成功，会显示“已成功连接”；如果不成功，则会出现错误的提示。第二部分是开关电路的控制：当STM32接收到手机终端的信号时，根据信号内容判别电路的开关。在手机终端上按下“开”的按钮，电路开关闭合，电灯被点亮；按下“关”的按钮后，电路开关断开，电灯灭，至此，说明开关通断功能完成。
6结束语
