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關(guān)鍵詞:無線局域網(wǎng);校園網(wǎng);傳輸帶寬
中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1009-3044(2009)24-6629-02
The Application of WLAN Technology In Campus Network
HE Cheng-qian1, LU Man-li2
(1.Yangzhou Polytechnic College,Yangzhou 225009,China;2.Yangzhou Vocational College of Environment and Resources, Yangzhou 225007,China)
Abstract: In this paper, the author supplies an overview of WLAN, and then, introduces current application of WLAN technology in Campus Network,analies the difference between WLAN and wired networks,for the advantages and defects of WLAN, advances the present practicalapplication prospect of WLAN technology in Campus Network.
Key words: WLAN; gampus network; transportation bandwidth
目前校園網(wǎng)用戶有多種新的需求,如網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)流動(dòng)的需求、難以布線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)接入需求、降低成本和保護(hù)投資的需求等等。這些迫切的需求問題目前都難以通過有線介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加以解決,所以在原有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)下使用無線局域網(wǎng)技術(shù)建立無線校園網(wǎng),方便或是完善校園網(wǎng)的功能,已成為現(xiàn)代化校園網(wǎng)的一個(gè)重要標(biāo)志。根據(jù)相關(guān)報(bào)道,2008年6月,中國已有600所高校建設(shè)無線校園網(wǎng)。
1 校園對無線局域網(wǎng)的需求
21世紀(jì)是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的世紀(jì)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和教育信息化程度的提高, 在校園網(wǎng)內(nèi)全面實(shí)現(xiàn)全面信息電子化交換和信息資源共享成為必要。從而在原有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提出了新的一些問題:
1)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展問題:隨著校園的發(fā)展,有一定物理分隔的老校區(qū)與新校區(qū)之間可能需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),比如新老校區(qū)間需跨越城市主干道;或是建筑物之間的不易架設(shè)網(wǎng)線的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),比如建筑物之間有河流、湖泊等自然阻隔,這些情況下使用有線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)都比較困難;
2)移動(dòng)獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)問題:隨著筆記本電腦、掌上電腦等移動(dòng)智能設(shè)備的普及,這類移動(dòng)性強(qiáng)設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)提出了很高的移動(dòng)性要求,而當(dāng)前有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境卻無法滿足此項(xiàng)要求;
3)網(wǎng)絡(luò)接入要求密集問題:當(dāng)大量用戶在一個(gè)相對空間狹小的地點(diǎn)同時(shí)要求網(wǎng)絡(luò)接入時(shí),比如學(xué)校電子閱覽室,如果用電纜連網(wǎng),恐怕連鋪設(shè)電纜的位置都很難找到的情況;
要解決上述問題,就促使我們必須打破有線網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)的束縛,尋求使用無線局域網(wǎng)通信介質(zhì)擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)的解決方案。
2 無線局域網(wǎng)的性能和特點(diǎn)
無線局域網(wǎng)(WLAN)是指利用無線電波作為傳輸介質(zhì),使用無線射頻(RF)技術(shù)實(shí)現(xiàn)與設(shè)備位置無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸體統(tǒng),是一種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),是從有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展而來的一種新技術(shù),使用無線射頻技術(shù)通過空中收發(fā)數(shù)據(jù),從而減少使用有線連接。一般來說,凡是采用無線傳輸數(shù)據(jù)或媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都稱為無線網(wǎng)絡(luò),它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相互結(jié)合共同發(fā)展的產(chǎn)物。
當(dāng)前,在諸多計(jì)算機(jī)連網(wǎng)技術(shù)中,無線局域網(wǎng)技術(shù)以其無需布線、在一定區(qū)域漫游、安裝運(yùn)行費(fèi)用低廉等特點(diǎn),在許多場合發(fā)揮著其他連網(wǎng)技術(shù)不可替代的作用。
3 無線局域網(wǎng)在校園網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)勢
如前所述,根據(jù)無線局域網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),其在校園網(wǎng)應(yīng)用中的具有一些優(yōu)勢,這些優(yōu)勢主要表現(xiàn)在三種典型的應(yīng)用:
3.1 無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)擴(kuò)展中的優(yōu)勢
無線局域網(wǎng)的安裝維護(hù)簡單,無需布線或開挖溝槽可實(shí)現(xiàn)快速安裝,對在已建建筑群區(qū)域使用,及對具有一定物理分隔或是其他無法進(jìn)行有線傳輸介質(zhì)鋪設(shè)的網(wǎng)絡(luò)連接需要時(shí),無線局域網(wǎng)能提供更簡單的網(wǎng)絡(luò)接入保障。另外,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí),網(wǎng)絡(luò)管理員不必巡線尋找損壞的線路,只要檢查信號發(fā)送與接收端的信號是否正常即可判斷網(wǎng)絡(luò)故障所在。因此使用無線局域網(wǎng)技術(shù)相比使用有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言,在很大程度上簡化施工維護(hù)難度的同時(shí)還能有效地削減施工成本。
3.2 無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)移動(dòng)接入的優(yōu)勢
無線局域網(wǎng)技術(shù)具有無縫覆蓋, 不受布線接點(diǎn)位置的限制的優(yōu)點(diǎn),使傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)傳輸距離得到了無線的延伸,克服了布線困難的問題。有線網(wǎng)絡(luò)難以延伸的區(qū)域,可由無線局域網(wǎng)覆蓋,在無線局域網(wǎng)的信號覆蓋范圍內(nèi)的任何一個(gè)位置都可以接入網(wǎng)絡(luò),使得網(wǎng)絡(luò)的接入和擴(kuò)容非常的靈活。具有有線網(wǎng)絡(luò)不具有可移動(dòng)性,為學(xué)生和教師提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。傳統(tǒng)校園網(wǎng)為學(xué)生和教師提供了像互聯(lián)網(wǎng)接入、圖書館和數(shù)據(jù)中心等服務(wù),但是用戶為了使用這類服務(wù)不得不整天在它們之間奔波。如果學(xué)生與教師使用了配有無線網(wǎng)卡的便攜式計(jì)算機(jī),他們就可以在學(xué)校的任何時(shí)間、任何地點(diǎn)來使用這些校園網(wǎng)提供的服務(wù),可以很方便地建立虛擬教室和調(diào)研項(xiàng)目,為學(xué)生提供方便即時(shí)的無線上網(wǎng)服務(wù)。
另外,無線局域網(wǎng)還可以對臨時(shí)教學(xué)活動(dòng)提供靈活方便的服務(wù)。一間教室有可能有不同用途,而該教室中的計(jì)算機(jī)也可能需要被拿到另外的教室中用于其它用途。無線局域網(wǎng)產(chǎn)品可以很容易地實(shí)現(xiàn)這些頻繁移動(dòng)的計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)互連,從而很快地將一個(gè)本來是用于其他目的的教室變成你需要的功能教室,省去了布線的費(fèi)用以及所耗精力。
3.3 無線局域網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)密集接入的優(yōu)勢
無線局域網(wǎng)技術(shù)具有大容量接入,且不受布線束縛接入方便的特點(diǎn),一個(gè)信道可以支持多用戶共享,大大的提高了設(shè)備邏輯端口密度,更適合在用戶密集的熱點(diǎn)地區(qū)部署。就目前使用的無線局域網(wǎng)接入設(shè)備而言,理論上一臺(tái)AP(無線訪問節(jié)點(diǎn))可以提供250臺(tái)以上安裝了無線網(wǎng)卡的電腦或其他移動(dòng)智能設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò),由于沒有線纜,根本上解決了有線網(wǎng)絡(luò)在密集接入中需要考慮的布線問題和多交換機(jī)級聯(lián)、多交換機(jī)設(shè)置等問題。同時(shí)也節(jié)省了購置線纜和其他網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的費(fèi)用。對于校園網(wǎng)中電子閱覽室、禮堂等這類室內(nèi)空間且需要提供密集連接場所的網(wǎng)絡(luò)接入要求,相比使用有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言,使用無線局域網(wǎng)技術(shù)的確可以起到事半功倍的效果。
并且,無線局域網(wǎng)采用CSMA/CA介質(zhì)訪問協(xié)議,與有線以太網(wǎng)IEEE802.3的MAC物理鏈路層標(biāo)準(zhǔn)CSMA/CD兼容,所以能與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及目前的幾種主流的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)完全兼容。因此,在網(wǎng)絡(luò)連接由有線以太網(wǎng)方式改為無線局域網(wǎng)方式時(shí),用戶已有的網(wǎng)絡(luò)軟件可不做任何的設(shè)置修改,就能在新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中正常運(yùn)行。所以在原有有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的改造比較方便。
4 無線局域網(wǎng)在校園網(wǎng)應(yīng)用中的缺點(diǎn)
目前無線局域網(wǎng)技術(shù)在校園網(wǎng)絡(luò)中仍然無法完全取代有線網(wǎng)絡(luò)的,其原因主要在于一下三方面:
4.1 信號抗干擾性、穿透性弱
我們目前的校園環(huán)境中的無線信號本就種類繁多。比如校園內(nèi)的廣播站信號,移動(dòng)通信信號甚至是辦公室里的微波爐產(chǎn)生的微波,而這些都能對同樣利用無線電波作為傳輸介質(zhì)的無線局域網(wǎng)產(chǎn)生影響。這和通常使用抗輻射屏蔽技術(shù)的無線局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)相比的能力有較大的差異。而且無線電波的較差,當(dāng)AP與安裝無線網(wǎng)卡的接入設(shè)備之間有建筑或其他各種障礙物或干擾體遮擋時(shí),信號的衰減相當(dāng)明顯,這也是無法和有線網(wǎng)絡(luò)相比的。
4.2 傳輸距離有限
由表1可知無線局域網(wǎng)的理論最大傳輸距離比較有線網(wǎng)絡(luò)的沒有優(yōu)勢。且由于上文所述無線局域網(wǎng)信號抗干擾性、穿透性弱的原因,在實(shí)際應(yīng)用中其有效傳輸距離往往很大程度上低于理論最大值。故而在進(jìn)行長距離網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí),還是使用有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
4.3 數(shù)據(jù)傳輸帶寬有限
從表2和表3中我們可以看出,就理論數(shù)值分析,無線局域網(wǎng)的速度較有線網(wǎng)絡(luò)有一定的差距。而且,一般狀態(tài)下無線局域網(wǎng)的用戶實(shí)際使用中上并未達(dá)到理論速度的最大值。業(yè)界公認(rèn),無線局域網(wǎng)的實(shí)際傳輸速度是最大傳輸速度的一半以下。而這樣的速度僅僅接近100M有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬。更何況由于前文提到的原因,無線信號易受干擾,在傳輸距離較長時(shí),信號衰變較快,因而上述的實(shí)際傳輸帶寬也僅僅時(shí)短距離,無信號干擾的理想環(huán)境中的測試值。因此在對傳輸帶寬要求比較高的的網(wǎng)絡(luò)部分,比如校園網(wǎng)主干網(wǎng)建議使用有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架設(shè)。
5 結(jié)束語
從前文可以看出,校園網(wǎng)中引入無線局域網(wǎng)技術(shù)能很好的擴(kuò)展和補(bǔ)充單一有線局域網(wǎng)的缺點(diǎn),這樣的綜合方案能有效的涉及校園網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際建設(shè)要求,在現(xiàn)階段無線局域網(wǎng)雖然無法完全取代有線局域網(wǎng)的傳輸主干的作用,但可以明顯的增強(qiáng)原有有線校園網(wǎng)的實(shí)用性,補(bǔ)充原有有線校園網(wǎng)的功能性。隨著無線通信技術(shù)的成熟和提高,無線局域網(wǎng)技術(shù)必將得到廣泛的應(yīng)用,使校園網(wǎng)中無線局域網(wǎng)與有線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合使用成為當(dāng)前校園網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn):
[1] 謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].2版.北京:電子工業(yè)出版社,1999.
[2] 趙國芳,嚴(yán)戰(zhàn)友.校園網(wǎng)的無線設(shè)計(jì)方案[J].通信信息技術(shù),2005,4:44-47.
[3] 崔少儀.無線局域網(wǎng)的優(yōu)勢及在校園應(yīng)用探討[J].金卡工程,2005,8:45-49.
[4] 龍.淺析無線局域網(wǎng)技術(shù)[J].應(yīng)用能源技術(shù),2006,4:45-48.
關(guān)鍵詞：無線局域網(wǎng)；藍(lán)牙技術(shù)；IEEE802.11；家庭網(wǎng)絡(luò)；家庭網(wǎng)關(guān)
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-3044(2008)29-0353-03
Wireless Local Area Network Technologies and Applications in Home Network
ZHUANG Xiao-hua
(Tianjin Coastal Polytechnic,Tianjin 300451,China)
Abstract: WLAN(Wireless Local Area Network ) technology experienced rapid growth in recent years. There are four major standards in WLAN. They are the IEEE802.11 family, Bluetooth, IrDA and HomeRF. Among them IEEE802.11 and Bluetooth technology are commonly deployed.As an information platform, Home Network combined network communication, controlling network and multimedia network.This paper discussed WLAN technologies and the recent developments in each area, then compared the IEEE802.11 and Bluetooth technology when applied to home network.
Key words: wireless local area network; bluetooth technology; IEEE802.11; home network; home network gateway
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸成熟,以快捷高效,組網(wǎng)靈活為優(yōu)勢的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨之飛速發(fā)展。無線局域網(wǎng)是有線局域網(wǎng)的延伸或替代網(wǎng)絡(luò)。無線數(shù)據(jù)通信, 與有線網(wǎng)鋪設(shè)相比, 數(shù)據(jù)傳輸速率高, 抗干擾性、保密性較強(qiáng),不受布線接點(diǎn)位置限制。對于生活社區(qū)、旅館、機(jī)場車站等人員流動(dòng)性區(qū)域，建立無線局域網(wǎng)是理想的選擇。
1 無線局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.1 藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙（Bluetooth）是一種小型化、低成本和微功率的無線通信技術(shù)。它使用跳頻、時(shí)分多址和碼分多址等先進(jìn)技術(shù)，建立多種通信系統(tǒng)之間的信息傳輸。數(shù)據(jù)傳輸速率最快可以達(dá)到3Mbps。2007年7月，SIG推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的藍(lán)牙技術(shù)，改善裝置的配對(pairing)流程、進(jìn)一步降低了電力消耗。
藍(lán)牙工作在開放的2.4 GHz的ISM頻段，大多數(shù)國家使用79個(gè)頻道，載頻為2402+k MHz（k=0, 1,…，78），頻道間隔1 MHz，采用時(shí)分雙工。調(diào)制方式為BT=0.5的GFSK,調(diào)制指數(shù)為0.28~0.35。最大發(fā)射功率分為三個(gè)等級，分別是：100mW（20dBm), 2.5mW(4dBm)和1mW （0dBm),在4~20dBm范圍內(nèi)要求采用功率控制。藍(lán)牙的著眼點(diǎn)是解決最后1米、10米和100米的無線傳輸問題。
藍(lán)牙支持實(shí)時(shí)的同步定向連接和非實(shí)時(shí)的異步無定向連接，分別稱為SCO鏈路和ACL鏈路，前者主要傳送話音等實(shí)時(shí)性強(qiáng)的信息，后者則以數(shù)據(jù)為主。藍(lán)牙支持64kbps的實(shí)時(shí)語音傳輸和各種速率的數(shù)據(jù)傳輸，提供了短距離的無線多媒體通信。
跳頻是藍(lán)牙的關(guān)鍵技術(shù)之一。對應(yīng)于單時(shí)隙包，跳頻速率為1600跳每秒；對應(yīng)于多時(shí)隙包，跳頻速率有所降低，但在建鏈時(shí)則提高為3200跳每秒。使用這樣高的跳頻速率，使得藍(lán)牙系統(tǒng)具有足夠高的抗干擾能力。跳頻序列受控于Bluetooth 48-bit設(shè)備地址碼(BD_ ADDR)中的28-bit和29-bit的時(shí)鐘，采用以多級蝶形運(yùn)算為核心的映射方案。該跳頻方案和其他方案相比，具有硬件設(shè)備簡單、性能優(yōu)越、便于79/23頻道兩種系統(tǒng)的兼容以及各種狀態(tài)的跳頻序列使用統(tǒng)一的電路來實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。
藍(lán)牙技術(shù)提供點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的無線鏈接，在任意一個(gè)有效通信范圍內(nèi)，所有設(shè)備的地位都是平等的，是一種典型的ad hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。首先提出通信要求的設(shè)備稱為主設(shè)備(Master)，被動(dòng)進(jìn)行通信的設(shè)備稱為從設(shè)備(Slave)。利用時(shí)分多址(TDMA, Time Division Multiple Access)，一個(gè)Master最多可同時(shí)與7個(gè)Slave進(jìn)行通信并和多個(gè)Slave(最多可超過200個(gè))保持同步但不通信。一個(gè)Master和一個(gè)以上的Slave構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為藍(lán)牙的主從網(wǎng)絡(luò)(Piconet)。若兩個(gè)以上的Piconet之間存在著設(shè)備間的通信，則構(gòu)成了藍(lán)牙的分散網(wǎng)絡(luò)(Scatternet)?；赥DMA原理和藍(lán)牙設(shè)備的平等性，任一藍(lán)牙設(shè)備在Piconet和Scatternet中，既可作Master，又可作Slave，還可同時(shí)既是Master又是Slave。因此，在藍(lán)牙技術(shù)中沒有基站的概念。
藍(lán)牙不但規(guī)定了通信協(xié)議還規(guī)定了應(yīng)用模型(Profile)。模型中定義了藍(lán)牙協(xié)議中消息與過程的一個(gè)子集，對使用特定服務(wù)過程中的空中接口給出了確切的描述。如果一個(gè)藍(lán)牙產(chǎn)品符合某個(gè)應(yīng)用模型或者某幾個(gè)應(yīng)用模型，則必須支持模型中所規(guī)定的必備功能、可選功能、條件功能。如果由不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備都遵循這些模型中的規(guī)定，并通過了認(rèn)證，那么它們之間可以相互操作，并能保證產(chǎn)品間的互通性和兼容性。
1.2 IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)
IEEE802.11委員會(huì)于1997年6月制定了具有里程碑意義的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)――IEEE 802.11。IEEE的802.11標(biāo)準(zhǔn)由很多子集構(gòu)成，它詳細(xì)定義了WLAN中從物理層到MAC層的通信協(xié)議。
1.2.1 IEEE802.11
IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)在物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)制方式，定義了兩種無線電射頻(RF)傳輸方式和一種紅外線傳輸方式。無線射頻傳輸包括直接序列擴(kuò)頻技術(shù)DSSS和跳頻技術(shù)FHSS。IEEE802.11在MAC層采用了與以太網(wǎng)CSMA/CD相類似的CSMA/CA(載波偵聽多址訪問/碰撞回避)協(xié)議。
1.2.2 IEEE802.11b
1999年7月正式通過的IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，采用的調(diào)制技術(shù)是補(bǔ)碼鍵控技術(shù)(CCK)，其最大信息傳輸速率為11Mbps。由于使用開放的2.4GHz的ISM(Industrial Scientific Medical)頻段，IEEE 802.11b無需申請頻率使用許可證。
1.2.3 IEEE802.11a
IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)物理層選用能有效降低多徑衰落影響的正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制技術(shù)，工作在非開放的5.15～8.825GHz頻段，物理層速率可達(dá)54Mb/s。該標(biāo)準(zhǔn)與IEEE802.11b工作在不同的頻段上，不能工作在同一接入點(diǎn)（AP）的網(wǎng)絡(luò)里，互不兼容。
1.2.4 IEEE802.11g
IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)有CCK和OFDM兩種調(diào)制方式，以解決IEEE802.11b與IEEE802.11a的互通問題。工作在2.4G頻段，使用OFDM調(diào)制技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率最高為54Mbps。IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)能夠與802.11b的系統(tǒng)互相連通，共存在同一AP的網(wǎng)絡(luò)里，保障了后向兼容性。
1.2.5 IEEE802.11n
IEEE802.11n 是IEEE802.11家族中的最新成員，IEEE802.11n工作小組計(jì)劃在2009年底批準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.11n將MAC層的傳輸速率增加至108Mbps以上，物理層最高速率可達(dá)600Mbps。IEEE802.11n協(xié)議為雙頻工作模式(包含2.4G Hz和5GHz兩個(gè)工作頻段)，保障了與以往的802.11a/b/g標(biāo)準(zhǔn)兼容。IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)通過把子頻道帶寬從20MHz提高至40MHz，提高了每子頻道的頻帶寬度;采用MIMO-OFDM技術(shù)為系統(tǒng)提供空間復(fù)用增益，在不占用額外帶寬，不消耗額外的發(fā)射功率的條件下大大增加信道容量；改進(jìn)的MAC層協(xié)議，顯著提高了有效負(fù)載在物理層比特流中的百分比，因而提高了無線局域網(wǎng)的性能和容量。IEEE802.11n代表了WLAN技術(shù)的主流發(fā)展方向，發(fā)展前景非常廣闊。
1.3 紅外線（IrDA）技術(shù)
IrDA是一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)，窄角、自組織的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，在1米范圍內(nèi)以9. 6Kbps到16Mbps的速率傳輸。IrDA的窄角度傳輸?shù)奶匦允褂脩魺o需介入操作，與其他無線技術(shù)相比提供了安全性和易操作性。由于IrDA是一種視距傳輸技術(shù)，發(fā)送點(diǎn)必須能直接看到接收點(diǎn)。在兩個(gè)設(shè)備之間是容易實(shí)現(xiàn)的,但在多個(gè)設(shè)備間就必須彼此調(diào)整位置和角度。而使用其它無線技術(shù)的設(shè)備很容易和周圍設(shè)備組織成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，只要在一定的范圍內(nèi)，不需要在特定的方向內(nèi)。
1.4 家庭射頻（HomeRF）技術(shù)
家庭射頻（HomeRF）技術(shù)是無繩電話技術(shù)（DECT Digital Enhanced Cordless Telephone）和無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)相互融合發(fā)展的產(chǎn)物。無線局域網(wǎng)IEEE802.11采用CSMA/CA（載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/沖突避免）方式，特別適合于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；而DECT使用TDMA方式，特別適合于話音通信。將二者進(jìn)行融合，構(gòu)成家庭射頻使用的共享無線應(yīng)用協(xié)議（SWAP Shared Wireless Access Protocol）。家庭射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的就是為了在家用電器設(shè)備之間傳送話音和數(shù)據(jù)，并且能夠與公眾交換電話網(wǎng)PSTN和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互式操作。遺憾的是由于Intel等大公司轉(zhuǎn)而支持IEEE802.11技術(shù)，HomeRF工作組已于2003年初正式宣布解散。
1.5 無線局域網(wǎng)技術(shù)的比較
藍(lán)牙技術(shù)的速率不高，但它具有自組織網(wǎng)絡(luò)特性、低成本、體積小。在個(gè)人使用的小型設(shè)備中以點(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取代電纜線的作用，優(yōu)勢在于極低的功耗和價(jià)格。IEEE802. 11以較高的速率進(jìn)行通信，工作距離較遠(yuǎn)，但功耗比較大。IEEE802. 11是以大型辦公室或業(yè)務(wù)園區(qū)的應(yīng)用環(huán)境為目標(biāo)設(shè)計(jì)的，可支持10到100個(gè)接入點(diǎn)，其主要應(yīng)用是高性能的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，例如共享文件和Internet接入。紅外線（IrDA）技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是這種傳輸方式不受無線電干擾, 且紅外線的使用不受國家無線電管理委員會(huì)的限制. 但它對非透明物體的透過性極差, 這導(dǎo)致傳輸距離受限。HomeRF的理念是在家庭環(huán)境下建立一個(gè)有互操作性的無線語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并非設(shè)計(jì)成在企業(yè)環(huán)境中由上百個(gè)用戶同時(shí)使用的網(wǎng)絡(luò)，而是設(shè)計(jì)成在家庭環(huán)境里為多個(gè)應(yīng)用服務(wù)。
2 無線局域網(wǎng)技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
2.1 家庭網(wǎng)絡(luò)
家庭網(wǎng)絡(luò)(Home Network)是指在包括整幢住宅、整個(gè)社區(qū)在內(nèi)的家庭范疇里將個(gè)人電腦、信息家電、三表(水表、電度表、煤氣表)、照明系統(tǒng)、安全報(bào)警系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)相連接的一種嶄新技術(shù)。
家庭網(wǎng)絡(luò)能夠以有線或無線的方式接入各種公共網(wǎng)絡(luò)及社區(qū)網(wǎng)絡(luò)，如因特網(wǎng)、公眾電話網(wǎng)、公共移動(dòng)通信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、無線局域網(wǎng)等，為家庭及類似的室內(nèi)場所提供話音、視頻和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的服務(wù)。家庭網(wǎng)絡(luò)又能夠?qū)⒓彝セ蚴覂?nèi)場所中的電腦、服務(wù)器、數(shù)字設(shè)備、數(shù)碼家電、安全監(jiān)控設(shè)備等聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，通過有線或無線的傳輸媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)資源共享(包括硬件設(shè)備和軟件，如打印機(jī)，顯示器，傳真機(jī)，數(shù)碼媒體，數(shù)據(jù)等)，并可以實(shí)現(xiàn)對所有聯(lián)網(wǎng)家庭設(shè)備的集中管理控制，實(shí)現(xiàn)家庭安全的自動(dòng)監(jiān)控及報(bào)警。
按照功能的不同，家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可分為外部網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)。外部網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)應(yīng)用在家庭主網(wǎng)，是家庭對外的橋梁，家庭與外界的溝通和互動(dòng)都是通過外部網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)應(yīng)用在家庭控制子網(wǎng)，是建立在信息家電基礎(chǔ)上的。
家庭網(wǎng)關(guān)作為智能家居的核心設(shè)備，將家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的信息家電、功能各異的傳感器、PC及其外設(shè)等和小區(qū)局域網(wǎng)聯(lián)系起來，進(jìn)而接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息共享、遠(yuǎn)程控制、集中管理等功能，徹底改變家庭單元是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代“信息孤島”的局面。主網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)如數(shù)字用戶線（XDSL）、公用電話網(wǎng)（PSTN）、線纜調(diào)制器（CM）和以太網(wǎng)相連，支持高速數(shù)據(jù)鏈路，同時(shí)與家庭內(nèi)部的數(shù)字電視、家庭監(jiān)護(hù)、數(shù)字視頻錄像機(jī)（DSV）、可視電話和 DVD 等對速率要求較高的電器相連，實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)同外部網(wǎng)絡(luò)間的連接轉(zhuǎn)換功能。通過無線局域網(wǎng)技術(shù)，如Bluetooth 和 IEEE802.11g，可完成家庭控制子網(wǎng)關(guān)與洗衣機(jī)，微波爐，熱水器、空調(diào)、冰箱和三表三防等對速率要求較低的電器相連，從而實(shí)現(xiàn)智能化家域網(wǎng)的構(gòu)建。
移動(dòng)控制終端是家庭控制子網(wǎng)的移動(dòng)控制設(shè)備。移動(dòng)控制終端通過無線通信方式與家庭控制子網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通信，從而完成對各種信息家電設(shè)備的操控。
2.2 Bluetooth 和IEEE802.11g在家庭網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)勢
Bluetooth適用于短距離范圍內(nèi)替代電纜，如果增大發(fā)射功率，其傳輸距離可達(dá)100m，而家庭中各個(gè)家電的間距一般不會(huì)超過此距離；目前的傳輸速率為3Mbps，雖然不高，但是完全可以滿足家庭網(wǎng)絡(luò)中各種信息家電間相關(guān)控制和狀態(tài)信息傳輸?shù)囊螅籅luetooth的抗干擾能力很強(qiáng)，快速跳頻使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，前向糾錯(cuò)能力可以限制噪聲的影響，這樣，家庭中的各種藍(lán)牙家電可以互不干擾地正常工作；Bluetooth具有連接的普遍性、標(biāo)準(zhǔn)的開放性以及很強(qiáng)的擴(kuò)展性，可以滿足家庭網(wǎng)絡(luò)中更多的需要；Bluetooth芯片的成本低，而且還有進(jìn)一步下降的趨勢，因而可以大大降低信息家電的成本。
IEEE 802.11g 的技術(shù)應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在于：IEEE802.11g支持比Bluetooth 更遠(yuǎn)的傳輸距離，足以滿足家庭中各個(gè)家電間的互聯(lián)需求；IEEE802.11g的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為54Mbps，可以滿足用戶運(yùn)行大量占用帶寬的網(wǎng)絡(luò)操作；IEEE802.11g傳輸可靠，使用與以太網(wǎng)類似的連接協(xié)議和數(shù)據(jù)包確認(rèn)，提供可靠的數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效使用；隨著 IEEE802.11g 的廣泛應(yīng)用，IEEE802.11g 無線網(wǎng)卡及其相關(guān)產(chǎn)品的價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了IEEE 802.11g在家庭網(wǎng)絡(luò)中的普及；與Bluetooth一樣，IEEE802.11g工作在2.4 GHz的免費(fèi)開放頻段，無需申請頻率使用許可證，有利于在市場的推廣。
3 結(jié)論
無線局域網(wǎng)技術(shù)具有使用靈活、安裝便捷和易于擴(kuò)展的優(yōu)勢，不僅將成為現(xiàn)代化家庭網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)，還可廣泛應(yīng)用于辦公大樓、校園、企事業(yè)等單位，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公，方便開會(huì)及上課等；在醫(yī)療方面, 實(shí)現(xiàn)醫(yī)生在路途中對病人在網(wǎng)上診斷，在金融方面，實(shí)現(xiàn)金觸證券室外網(wǎng)上交易。對于難于布線的環(huán)境，如老式建筑、沙漠區(qū)域和頻繁變化的環(huán)境，如各種展覽大樓、流動(dòng)工作站等場合，無線局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用也將越來越廣泛。
參考文獻(xiàn)：
[1] 馬建倉,羅亞軍,趙玉亭.藍(lán)牙核心技術(shù)應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2003.
[2] Specification of the Bluetooth System,Core Specifications,version 2.1[EB/OL]./.
[3] Johansson P,Kazantzidis M,Kapoor R,et al.Bluetooth:an enable for personal area networking[J].IEEE Network,2001.
[4] IEEE Standards Board.802 part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) specifications[S].IEEE Standard 802.11,1999.
[5] IEEE Standards Board.802 part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY) specifications,Amendment 4: Further Higher Data Rate Extension in the 2.4 GHz Band[S].IEEE Standard 802.11g,2003.
[6] Status of Project IEEE 802.11n[EB/OL]./.
[7] Official IEEE 802.11 working group project timelines[EB/OL]./groups/.
【關(guān)鍵詞】 大數(shù)據(jù) 無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 大數(shù)據(jù) 應(yīng)用
大數(shù)據(jù)的到來，信息存儲(chǔ)、收集和處理都無法靠傳統(tǒng)的技術(shù)完成。大數(shù)據(jù)給信息產(chǎn)業(yè)帶來了挑戰(zhàn)，也帶來了機(jī)遇，對于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)來說，抓住大數(shù)據(jù)的核心特征，加大扶持力度，就可以發(fā)揮其積極作用。大數(shù)據(jù)作用于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要體現(xiàn)為數(shù)據(jù)變成一種經(jīng)營模式，方便了新市場的開發(fā)。運(yùn)營商同樣可以根據(jù)需求進(jìn)行內(nèi)部升級改造，滿足大數(shù)據(jù)使其的要求，支撐針對用戶實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營銷，確保企業(yè)利潤。
一、實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化-掌握大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)
1、無線網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)介紹。大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)挖掘。其中數(shù)據(jù)存取主要是依靠分布式數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)，而數(shù)據(jù)挖掘則是以大數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建的實(shí)現(xiàn)，分布式數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)就成為實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的核心技術(shù)之一。目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)等商戰(zhàn)的一種標(biāo)志，比較有代表性的是由基金會(huì)所開發(fā)的Hadoop。其主要應(yīng)用于非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，完成分布式存儲(chǔ)程序的建立。分布式文件系統(tǒng)使傳統(tǒng)的服務(wù)器存儲(chǔ)能力擴(kuò)大。目前利用分布式文件系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在X86服務(wù)器集群上運(yùn)行，X86時(shí)分布式計(jì)算存儲(chǔ)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，只有把握這一技術(shù)才能滿足大數(shù)據(jù)技術(shù)的需求。HDFS 技術(shù)則采用主從結(jié)構(gòu)，通過開源平臺(tái)的使用，而從最終用戶角度來看，HDFS技術(shù)幫助其順利的完成了文件的創(chuàng)建、讀取、刪除或者修改等過程。HDFS集群是由多數(shù)Data Node 、少數(shù)Name Node和Client客戶端組成。Data Node作為系統(tǒng)文件存儲(chǔ)的基本單元，將固定大小的文件存入系統(tǒng)。并周期性的發(fā)給Name Node。利用Name Node來對系統(tǒng)的命名空間，信息復(fù)制以及信息存儲(chǔ)進(jìn)行管理。實(shí)際上，Name Node 就是整個(gè)系統(tǒng)的管理者。最后，Name Node將信息傳給客戶端Client，完成數(shù)據(jù)的讀寫工作。
2、分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用。大數(shù)據(jù)時(shí)代，大量的非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可以采用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)來完成。這一技術(shù)能夠?qū)Σ煌N類的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分布式數(shù)據(jù)庫不同于其他類型的數(shù)據(jù)庫，具有固定屬性。HBase 是目前主流的分布式數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為可靠性高、性能穩(wěn)定、面向列，可伸縮性等，對于大數(shù)據(jù)時(shí)代下的非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)增多具有較強(qiáng)的處理作用。HBase于上文我們說的主從結(jié)構(gòu)相似，Hadoop的HDFS 作為存儲(chǔ)基礎(chǔ)，將所有數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)在HDFS 文件系統(tǒng)上。并委派Region Server進(jìn)行管理。
3、采用分布式計(jì)算平臺(tái)技術(shù)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，分布式計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)設(shè)備的自己操控。分布式計(jì)算平臺(tái)的開發(fā)和使用尚處于初級階段，主要是在于它能夠其核心技術(shù)還不完善，目前的分布式計(jì)算平臺(tái)還無法直視單機(jī)普通程序的編寫，也就是增加了開發(fā)者自行解決的難度。這給分布式計(jì)算帶來了巨大的麻煩。而比較實(shí)用的平臺(tái)為實(shí)時(shí)流計(jì)算平臺(tái)與批量計(jì)算平臺(tái)。典型的分布式數(shù)據(jù)挖掘算法有基于Gibbs 采樣的LDA 算法、K-means 算法迭代式以及SVM 算法等。這一平臺(tái)的主要特點(diǎn)是利用不同節(jié)點(diǎn)上的自動(dòng)部署來完成數(shù)據(jù)處理。這樣能夠及時(shí)的對新數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確保了數(shù)據(jù)的完整性，但批量式計(jì)算平臺(tái)必然會(huì)存在一定的疏漏，并且能夠?qū)σ呀?jīng)存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新整理，執(zhí)行任務(wù)過程時(shí)，數(shù)據(jù)集合被分成若干模塊，各模塊分別啟動(dòng)任務(wù)，最后將多個(gè)任務(wù)處理結(jié)果匯總，得出分析結(jié)果。批量式計(jì)算平臺(tái)的典型代表是Map Reduce，其將數(shù)據(jù)處理分成Map 和Reduce 兩個(gè)階段，將Map 將數(shù)據(jù)處理任務(wù)進(jìn)行分解，得出結(jié)果。
二、無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用的問題
無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是對企業(yè)話務(wù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表等數(shù)據(jù)進(jìn)行核查的一種證明，圍繞擁塞率、掉話率和接通率等指標(biāo)來對網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)。并隨之分析和找出網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的影響因素，通過優(yōu)化技術(shù)結(jié)合大數(shù)據(jù)時(shí)代的特點(diǎn)來進(jìn)行修復(fù)。確保無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量明顯改善，這樣才能確保網(wǎng)絡(luò)資源的最大化利用，提高企業(yè)受益，從而推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的快速發(fā)展。對于無線網(wǎng)質(zhì)量來說，網(wǎng)絡(luò)容量的增加和使用者的增加等原因都使低質(zhì)量保證難度增大。因此與對于我國無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化來說，其最重要的任務(wù)就是順應(yīng)大時(shí)代的需求，尤其是數(shù)據(jù)非線性的增長條件下。如何實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步維護(hù)是本文研究的主要問題。
三、總結(jié)
大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)具有非結(jié)構(gòu)特征，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)相同網(wǎng)絡(luò)自檢的聯(lián)系。除了基礎(chǔ)業(yè)務(wù)外，還要盡量嘗試其他優(yōu)化上，尤其是在電信運(yùn)營商擁有豐富的數(shù)據(jù)資源和大數(shù)據(jù)能力，除了開展業(yè)務(wù)創(chuàng)新外，還應(yīng)嘗試將大數(shù)據(jù)運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面，尤其是在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求越來越高的背景下。
基于此，本文突破性的提出大數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化平臺(tái)的構(gòu)建，分析了其構(gòu)建過程，對于如何利用好數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、挖掘等技術(shù)開展，還需要相關(guān)人員進(jìn)一步的努力。
參 考 文 獻(xiàn)
關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 預(yù)警
1.引言
在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及大潮下，人們接觸到互聯(lián)網(wǎng)，隨著傳感技術(shù)的不斷進(jìn)步，各式各樣能夠檢測出不同類型數(shù)據(jù)的傳感器逐漸走進(jìn)人們的生活。當(dāng)傳感器和互聯(lián)網(wǎng)都深深植根于大家的生活中時(shí)，一種新的技術(shù)也逐漸成形，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，極大拓展了數(shù)據(jù)的獲取途徑，實(shí)現(xiàn)多途徑獲取數(shù)據(jù)。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以迅雷之勢影響不同行業(yè)，使得反饋信息實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域整合，達(dá)到信息共享的目的。對于信息系統(tǒng)尤其是以預(yù)測為主的系統(tǒng)來說，提供的數(shù)據(jù)量不能充分滿足，那這些預(yù)測系統(tǒng)的可靠性就會(huì)受到極大影響，發(fā)揮不出應(yīng)有價(jià)值。所以為了能夠發(fā)揮出預(yù)測系統(tǒng)的作用，利用物聯(lián)網(wǎng)收集到各種各樣真實(shí)有效的數(shù)據(jù)極為關(guān)鍵。但是目前看來，有部分正在使用的系統(tǒng)，還是以文本的形式存儲(chǔ)和管理分析數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的提取極不方便，這些數(shù)據(jù)以層次結(jié)構(gòu)為主，使得數(shù)據(jù)查詢和操作麻煩。這種形式嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的預(yù)測效率和精度。隨著時(shí)代的發(fā)展，以更高效安全為特點(diǎn)的大數(shù)據(jù)處理模式誕生。
2.大數(shù)據(jù)助力數(shù)據(jù)分析處理
2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)
針對于預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的規(guī)則，對象是物聯(lián)網(wǎng)中大數(shù)據(jù)信息的分類處理和預(yù)警。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)通過規(guī)則快速分析物聯(lián)網(wǎng)反饋回來的數(shù)據(jù)，從而為最后的業(yè)務(wù)決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持和管理，此設(shè)計(jì)的目標(biāo)主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)對象與預(yù)警業(yè)務(wù)的分離。同時(shí)可以提高預(yù)警的準(zhǔn)確性。通過對數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)的保存和共享能夠加強(qiáng)數(shù)據(jù)與規(guī)則的匹配，極大提高工作效率。業(yè)務(wù)規(guī)則在管理時(shí)可以單獨(dú)管理，將規(guī)則放置在數(shù)據(jù)庫中，形成一個(gè)獨(dú)立的預(yù)警信息數(shù)據(jù)庫，在需要進(jìn)行判斷預(yù)警時(shí)，從數(shù)據(jù)庫中提取，快速進(jìn)行邏輯判定，在工作過程中，如果發(fā)現(xiàn)需要修改其中某項(xiàng)規(guī)則時(shí)，則可以單獨(dú)修改，不會(huì)出現(xiàn)牽一發(fā)動(dòng)全身的現(xiàn)象。同時(shí)如果規(guī)則出現(xiàn)bug，則可以逐漸向內(nèi)添加，增強(qiáng)規(guī)則的可閱讀性。在建立規(guī)則時(shí)可以盡量選擇自然語言或者是接近自然語言，這樣不僅會(huì)降低規(guī)則建立的難度，而且可以方便開發(fā)人員之間的交流。
2.2設(shè)計(jì)架構(gòu)
系統(tǒng)的構(gòu)成可以分為五個(gè)部分，知識(shí)庫、數(shù)據(jù)寄存庫、規(guī)則建立模塊、推理判斷模塊和數(shù)據(jù)庫模塊。
知識(shí)庫又稱為規(guī)則庫，簡單點(diǎn)理解就是存儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)用來進(jìn)行預(yù)警的數(shù)據(jù)和用來判斷信息是否需要預(yù)警的規(guī)則。數(shù)據(jù)寄存庫是對物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)信息對象的存儲(chǔ)，以及對已經(jīng)使用過的預(yù)警數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。規(guī)則建立模塊可以根據(jù)系統(tǒng)使用過程中產(chǎn)生的bug，隨時(shí)由使用者將規(guī)則插入知識(shí)庫中。推理判斷模塊是整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)的核心，它將知識(shí)庫中的判定規(guī)則及預(yù)警數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)寄存庫中的大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匹配運(yùn)算等，得出是否需要進(jìn)行預(yù)警。數(shù)據(jù)庫用來將最終得到的結(jié)果存儲(chǔ)下來。
3.建設(shè)過程
3.1規(guī)則模塊
建立規(guī)則之前要首先判斷規(guī)則的正確性，檢測規(guī)則的方法是將規(guī)則輸送到解析器里，通過語言識(shí)別進(jìn)行檢測。需要特別注意的是規(guī)則文件一般是使用.xml作為其特有格式。若是規(guī)則在語義上沒有問題的話，則可以將規(guī)則轉(zhuǎn)化成descr格式的中間格式。最后使用AST工具把前面檢測過沒有問題的規(guī)則發(fā)送到包生成器中，建立包含單一規(guī)則或多個(gè)規(guī)則的package對象。
3.2知識(shí)庫
知識(shí)庫中包含了已知的大多數(shù)針對物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)災(zāi)害預(yù)警的數(shù)據(jù)運(yùn)算規(guī)則和預(yù)警值。一般采用規(guī)則語言reohivi進(jìn)行規(guī)則的編寫，通過對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行形象的面熟，同時(shí)鏈接各個(gè)參數(shù)，最終將整理好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在知識(shí)庫中。
3.3推理判斷
本模塊是整個(gè)基于大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)的核心模塊，它將知識(shí)庫中的規(guī)則與預(yù)警數(shù)據(jù)同數(shù)據(jù)寄存庫中的反饋信息進(jìn)行調(diào)用加載運(yùn)算，并選擇合適的算法對兩庫數(shù)據(jù)匹配。如果匹配完全成功則立即發(fā)出預(yù)警信號，如果在運(yùn)算匹配時(shí)發(fā)生規(guī)則沖突，那么需要立即進(jìn)行修改，調(diào)用規(guī)則生成模塊對沖突進(jìn)行修改。最終將運(yùn)算結(jié)果存放于數(shù)據(jù)庫中。推理模塊的工作流程如下：先將package對象刪除作業(yè)，這個(gè)時(shí)間不受限制。同時(shí)加強(qiáng)工作記憶的弱化作用。
3.4數(shù)據(jù)庫模塊
數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的信息都是經(jīng)過加工后的信息，可以直接用于業(yè)務(wù)分析、災(zāi)害預(yù)警等，作為大數(shù)據(jù)預(yù)警的數(shù)據(jù)對象使用，此外可以為推理判斷模塊提供匹配功能。
4.結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)有其獨(dú)特特點(diǎn)，數(shù)據(jù)產(chǎn)生快，真實(shí)可靠。但正因?yàn)閿?shù)據(jù)產(chǎn)生的速度過快，使得數(shù)據(jù)處理能力無法保證。在對使用物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警信息高速處理的基礎(chǔ)上，著重分析了構(gòu)建規(guī)則引擎的方法進(jìn)行問題的解決。使用規(guī)則引擎的方法還可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，首先建立物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心，收集從傳感器上傳來的信息，進(jìn)行分類處理，提高工作效率。其次實(shí)現(xiàn)規(guī)則管理的自動(dòng)化，更多地使用規(guī)則引擎技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]紀(jì)佩字，印杰，武旭紅.面向物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)預(yù)警信息高速處理規(guī)則引擎[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2013（09）.
關(guān)鍵詞：智能家居 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) CC2430 ZigBee
1 ZigBee標(biāo)準(zhǔn)概述
1.1 ZigBee技術(shù)
ZigBee技術(shù)是一種具有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的短距離無線通信技術(shù)，主要應(yīng)用于小型設(shè)備的線傳感器網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域, 已被業(yè)界認(rèn)同為傳感網(wǎng)絡(luò)的基本通信組件。ZigBee協(xié)議棧小于32kB，有助于降低對嵌入式處理器的性能和存儲(chǔ)容量的要求，從而降低成本。
1.2 ZigBee協(xié)議層次
IEEE標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要低功耗短距離的無線通信技術(shù)為低速無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(1ow- rate wireless personal network，LR．WPAN) 制定了IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)把低能量消耗、低速率傳輸、低成本作為重點(diǎn)目標(biāo)，旨在為個(gè)人或者家庭范圍內(nèi)不同設(shè)備之間低速互連提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee協(xié)議棧共分為五層，從底層到高層依次為：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用匯聚層和高層應(yīng)用規(guī)范層。網(wǎng)絡(luò)層上的協(xié)議由Zig-Bee聯(lián)盟負(fù)責(zé)，IEEE標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)則制定底下兩層，即物理層和鏈路層標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用匯聚層把不同的應(yīng)用映射到ZigBee網(wǎng)絡(luò)上，主要包括安全屬性和多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的匯聚等功能網(wǎng)絡(luò)層將采用基于Ad Hoc技術(shù)的路由協(xié)議，除了包含通用的網(wǎng)絡(luò)層功能外，還應(yīng)該與底層的IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)同樣。
2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
智能家居系統(tǒng)主要由智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器主節(jié)點(diǎn)，與智能家居設(shè)備相連的智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器分節(jié)點(diǎn)，每個(gè)房間放置的充當(dāng)路由器的智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器分節(jié)點(diǎn)，功能控制模塊和對應(yīng)的家居設(shè)備構(gòu)成。
本文提出了一種將功能控制模塊和通信模塊(智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器)分開實(shí)現(xiàn)的方案，功能控制驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)與各種家居設(shè)備的接口，并為家居設(shè)備的功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與相應(yīng)的智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器分節(jié)點(diǎn)、每個(gè)房間放置的充當(dāng)路由器功能的分節(jié)點(diǎn)和智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器主節(jié)點(diǎn)組成ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)，是整個(gè)智能家居系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器包括一個(gè)ZigBee無線收發(fā)模塊。系統(tǒng)采用該設(shè)計(jì)方案，可以方便地組建智能家居系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，與各個(gè)家居設(shè)備進(jìn)行通信，當(dāng)新加入家居設(shè)備時(shí)，只需要對功能控制模塊進(jìn)行相應(yīng)的修改，當(dāng)刪除家居設(shè)備時(shí)，也只需要移除相應(yīng)的智能家居網(wǎng)絡(luò)控制器分節(jié)點(diǎn)。
3 ZigBee無線芯片的選擇
無線傳感器模塊采用芯片CC2430。該款芯片延用了以往CC2420芯片的架構(gòu)，在單個(gè)芯片上整合了ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器。它使用1個(gè)8位MCU（8051），具有32/64/128 KB可編程閃存和8KB的RAM，還包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、幾個(gè)定時(shí)器（Timer）、AES128 協(xié)同處理器、看門狗定時(shí)器（Watchdog Timer）、32 kHz晶振的休眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路(Power On Reset)、掉電檢測電路(Brown Out Detection)以及21個(gè)可編程I/O引腳。
CC2430芯片的主要特點(diǎn)如下：
高性能、低功耗的8051微控制器內(nèi)核；
適應(yīng)2.4GHz IEEE 802.15.4 的RF收發(fā)器；
極高的接收靈敏度和抗干擾性能；
只需一個(gè)晶體，即可滿足組網(wǎng)需要；電流消耗小(當(dāng)微控制器內(nèi)核運(yùn)行在32 MHz時(shí)。Rx為27mA，Tx為25mA)；
掉電方式下，電流消耗只有O.9uA，外部中斷或者實(shí)時(shí)鐘(RTC)能喚醒系統(tǒng)；掛起方式下，電流消耗小于O.6uA，外部中斷能喚醒系統(tǒng)；
硬件支持避免沖突的載波偵聽多路存取(CSMA/CA)；
電源電壓范圍寬(2.O～3.6 V)；
支持?jǐn)?shù)字化的接收信號強(qiáng)度指示器/鏈路質(zhì)量指示(RSSI/LQI)；
電池監(jiān)視器和溫度傳感器；
2個(gè)支持多種串行通信協(xié)議的USART；
4軟件設(shè)計(jì)
4.1網(wǎng)絡(luò)控制器(分節(jié)點(diǎn))軟件設(shè)計(jì)
網(wǎng)絡(luò)控制器的功能主要分為兩個(gè)部分，即建立網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。ZigBee控制器通過掃描一個(gè)空閑信道來創(chuàng)建一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)，接收新節(jié)點(diǎn)加入并分配網(wǎng)絡(luò)地址，維護(hù)一個(gè)目前連接設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)列表，支持獨(dú)立掃描程序來確保以前的連接設(shè)備能夠重新加入網(wǎng)絡(luò)，并將主機(jī)端監(jiān)控程序發(fā)送的數(shù)據(jù)請求或控制命令信號發(fā)送出去。
4.2 ZigBee節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)
ZigBee節(jié)點(diǎn)工作軟件通信流程就是當(dāng)模塊節(jié)點(diǎn)成功加入網(wǎng)絡(luò)之后，CC2430等待定時(shí)器中斷，然后啟動(dòng)采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，最后數(shù)據(jù)打包通過RF將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)控制器，網(wǎng)絡(luò)控制器在對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，再進(jìn)行后續(xù)處理。
【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)安全 局域網(wǎng) 無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
自互聯(lián)網(wǎng)逐漸一體化以后，其極大的豐富了人們的生活。但是網(wǎng)絡(luò)是一把雙刃劍，其在安全上容易受到一些黑客以及不法分子的入侵，從而使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)崩潰，使得用戶的信息被盜取。因此加強(qiáng)局域網(wǎng)以及無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)安全極為重要。
1 虛擬局域網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)安全的問題
1.1 網(wǎng)絡(luò)黑客的入侵是一個(gè)極大的網(wǎng)絡(luò)安全問題，在我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展越來越快的今天，黑客的入侵也越來越猖獗
其主要攻擊計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)，利用木馬等程序進(jìn)行攻擊，從而盜取戶主的個(gè)人信息。通常情況下，虛擬局域網(wǎng)以及無線網(wǎng)絡(luò)都是有相應(yīng)的密碼進(jìn)行保護(hù)的，但是很多黑客會(huì)直接侵入其網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)系統(tǒng)，，如果網(wǎng)絡(luò)安全防范系數(shù)過低，那么就很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)安全問題的出現(xiàn)，使得戶主個(gè)人信息泄露，嚴(yán)重時(shí)甚至造成了財(cái)產(chǎn)損失和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)癱瘓。
1.2 網(wǎng)絡(luò)病毒也是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)安全的一個(gè)重要因素
通常情況下對計(jì)算機(jī)造成最大危害的就是病毒。其具有較強(qiáng)的頻繁性，能夠多次和重復(fù)的對計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行入侵。在虛擬局域網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)在提供網(wǎng)絡(luò)共享的同時(shí)，也有利于病毒的傳播。近年來網(wǎng)絡(luò)病毒層出不窮，尤其蠕蟲病毒以及木馬病毒表現(xiàn)的尤為顯著。比較傳統(tǒng)的病毒入侵方式就是，用蠕蟲病毒讓計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)系統(tǒng)陷于癱瘓，然后使用木馬病毒進(jìn)行個(gè)人信息的盜取。使得很多用戶的生活以及工作受到嚴(yán)重的影響。其二另一個(gè)影響網(wǎng)絡(luò)安全的因素是網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證出現(xiàn)漏洞。從而出現(xiàn)IP地址被盜用，賬號密碼泄露等在無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中也時(shí)有發(fā)生。
2 虛擬局域網(wǎng)的安全防護(hù)措施
2.1 使用VLAN技術(shù)能夠?qū)μ摂M局域網(wǎng)進(jìn)行有效地防護(hù)
VLAN技術(shù)可以不受位置地域的影響，可以根據(jù)不同用戶的需求不同進(jìn)行虛擬局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)分段，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性以及擴(kuò)張性。而利用VLAN技術(shù)可以有效的解決電視、廣播以及電信信號的相互干擾，從而使得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的更加流暢。提高了虛擬局域網(wǎng)運(yùn)行的效率。其次VLAN在經(jīng)過詳細(xì)的劃分后，在縮小其廣播域的同時(shí)還能降低網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)廣播包所消耗寬帶占的比例，從而大幅度的提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全效率。在進(jìn)行VLAN網(wǎng)絡(luò)層的實(shí)現(xiàn)時(shí)，要加強(qiáng)VLAN數(shù)據(jù)之間的傳輸。然后結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備之間的轉(zhuǎn)化，從而搭建安全可靠的網(wǎng)絡(luò)。
2.2 可以采用防火墻技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)
對虛擬局域網(wǎng)的入口處進(jìn)行防火墻的部署，主要是針對其外部做出的防御。防火墻還能對非授權(quán)訪問的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)進(jìn)行智能化的識(shí)別，從而提高其對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的進(jìn)化功能。從而有效的保障互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全。通常情況下，防火墻大致可以分為兩種：其一是外部防火墻，其主要是針對防火墻的外部進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)，主要針對一些病毒的入侵，例如蠕蟲病毒以及木馬病毒。而且還能有效地防止網(wǎng)絡(luò)黑客對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行入侵，其預(yù)防措施主要是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)出通道對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行限制，從而對外來的非法信息進(jìn)行有效地抵御。因此外部防火墻是保證虛擬局域網(wǎng)安全的關(guān)鍵。其二就是內(nèi)部防火墻的防護(hù)。內(nèi)部防火墻主要是將局域網(wǎng)進(jìn)行分段管理?？梢詫μ摂M局域網(wǎng)進(jìn)行分段保護(hù)，從而使得外部攻擊的損失受到限制。
2.3 使用入侵保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)監(jiān)督
入侵檢測系統(tǒng)IDS是一種較為常見的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督系統(tǒng)，其主要作用是對網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行一定的監(jiān)督。當(dāng)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全受到威脅時(shí)，其不僅可以提出警示還能進(jìn)行主動(dòng)防御，其有效的彌補(bǔ)了防火墻被動(dòng)防御上的不足。如果說防火墻是門衛(wèi)，那么IDS就是監(jiān)視器可以有效地提高其網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境，防患于未然。
2.4 要加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫的信息防護(hù)和保密工作
通常情況下為了工作的方便，人們很少對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全的保護(hù)。而數(shù)據(jù)庫的信息可以以可讀的方式儲(chǔ)存在系統(tǒng)中。因此，要采取相應(yīng)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫信息的保密。可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)安全。
3 無線網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)措施
（1）要做好臨時(shí)密鑰完整性。在目前的很多無線網(wǎng)絡(luò)中都會(huì)使用WEP進(jìn)行加密，而在加密過程中，要加強(qiáng)臨時(shí)密鑰的完整性，做好無線網(wǎng)絡(luò)的安全設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)安全可以通過網(wǎng)絡(luò)的安全選項(xiàng)設(shè)置進(jìn)行安全防護(hù)，此外，還可以采用有效的安全防護(hù)軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊的組織等。防火墻是能夠有效阻止網(wǎng)絡(luò)攻擊的有效途徑，因此給自己的計(jì)算機(jī)安裝防火墻以及網(wǎng)絡(luò)防護(hù)軟件，也是有效阻止網(wǎng)絡(luò)攻擊的有效手段。尤其是對于無線網(wǎng)絡(luò)，更要加強(qiáng)其安全防護(hù)。現(xiàn)在的系統(tǒng)都有一定的安全防護(hù)設(shè)置功能。其中防火墻就是最基本的安全設(shè)置，尤其是針對于網(wǎng)絡(luò)的安全設(shè)置。其可以從內(nèi)外兩個(gè)方面進(jìn)行防護(hù)。有效地保障無線網(wǎng)絡(luò)的安全。
（2）使用TKIP能夠增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)共享時(shí)的安全性，其能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的IP以及個(gè)人的賬號信息進(jìn)行加密保護(hù)。與其他的保密措施相比其有以下四個(gè)功能的保護(hù)：一是消息完整性的編碼；其二是IV次序機(jī)制；其三是密鑰的混合函數(shù)，其四是密鑰的重置機(jī)制。
（3）要加強(qiáng)WPAI方面的應(yīng)用，其主要作用是對系統(tǒng)進(jìn)行加密保護(hù)。WPAI采用國家密碼進(jìn)行管理，進(jìn)行精確的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了身份鑒別，實(shí)名認(rèn)證以等多方面的訪問控制，不斷提高用戶在無線網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的效率。WAPI可以從根本上解決無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>
4 結(jié)語
虛擬局域網(wǎng)以及網(wǎng)線網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行關(guān)系著人們的正常生活以及工作。一旦網(wǎng)絡(luò)環(huán)境出現(xiàn)不安全因素，其必然會(huì)導(dǎo)致用戶信息泄露以及系統(tǒng)發(fā)生崩潰等多方面的危害。因此要做好網(wǎng)絡(luò)安全的預(yù)防以及防控。
參考文獻(xiàn)
[1]李培強(qiáng)、鄭鐵成，企業(yè)計(jì)算機(jī)安全運(yùn)行的研究和解決[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2011（12）：33-34.
[2]韋容、申希兵、藍(lán)振師，淺談?dòng)?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全存在問題和對策[J].信息系統(tǒng)工程，2012（04）：84-84.
[3]余蘇毅，使用虛擬局域網(wǎng)和訪問控制列表實(shí)現(xiàn)機(jī)房訪問控制[J].寧德師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012（01）：54-56.
作者簡介
王航偉（1979-），男，陜西省戶縣人。工學(xué)學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)為西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院助理工程師，從事網(wǎng)絡(luò)管理和數(shù)據(jù)庫管理、移動(dòng)通信核心網(wǎng)。
[關(guān)鍵詞]大數(shù)據(jù)；物聯(lián)網(wǎng)；智慧油田
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.18.034
[中圖分類號]TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號]1673-0194（2016）18-00-02
1 物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，按照協(xié)議，采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的信息，通過各種可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的連接，從而實(shí)現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識(shí)別跟蹤、監(jiān)控和管理。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步發(fā)展與應(yīng)用，大量傳感器、RFID被廣泛應(yīng)用到生活中的各種物品當(dāng)中，這使人們認(rèn)識(shí)到世界的本質(zhì)就是數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)也將逐漸徹底地改變世界。大數(shù)據(jù)是指無法在一定時(shí)間內(nèi)用常規(guī)軟件工具對其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。對物聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)加以分析及利用，“大數(shù)據(jù)”是必不可少的一項(xiàng)技術(shù)。
2 華北油田智慧油田建設(shè)
華北油田公司積極探索利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、下一代互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建智慧油田，通過全面感知和深入的智能化改變現(xiàn)行的生產(chǎn)管理方式。目前，華北油田已把二連油田作為智慧油田建設(shè)示范基地，探索建立“無人值守、全天監(jiān)控、組織運(yùn)維、重點(diǎn)巡視、安全平穩(wěn)、層級簡化”的高寒油田管理新模式；把山西煤層氣作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范區(qū)，搭建智能技術(shù)平臺(tái)，提供決策支持，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)全生命周期管理。
2.1 油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)
油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)是通過部署井場數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對各類生產(chǎn)井、站、管線的全過程、全天候、全業(yè)務(wù)、全覆蓋，達(dá)到對井場自動(dòng)感知、無人值守、重點(diǎn)巡查、組織維修的效果，實(shí)現(xiàn)提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和安全生產(chǎn)的目標(biāo)；對參與油氣生產(chǎn)的各類資源（人員、設(shè)備、儀表等）形成實(shí)時(shí)管控；構(gòu)建扁平化綜合管理平臺(tái)，減少管理層級，應(yīng)用先進(jìn)、綜合技術(shù)手段提高管理實(shí)效。
目前，華北油田油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)已建成了近2 000口油井的數(shù)字油田；在山西晉城成功建成了我國第一個(gè)數(shù)字化、規(guī)?；簩託馓?；在長慶蘇里格氣田建成了新一代天然氣生產(chǎn)自動(dòng)化測控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程24小時(shí)不間斷對各類井站進(jìn)行可視化監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)錄入、遠(yuǎn)程設(shè)備控制、報(bào)表自動(dòng)生成、遠(yuǎn)程批量啟停單井、自動(dòng)巡井等一系列操作及管理。
2.2. 數(shù)字化井場
在井口部署單井綜合測控柜和壓力、溫度等多種傳感器，實(shí)現(xiàn)單井生產(chǎn)參數(shù)的采集以及對抽油機(jī)的遠(yuǎn)程啟停及變頻控制，如圖1所示。井場所有數(shù)據(jù)上傳至中心控制室的采集服務(wù)器顯示、存儲(chǔ)及應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)對單井生產(chǎn)全過程、全天候的遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)無人值守，井場只需要定期巡檢。
單井綜合測控柜主要針對油井、氣井、水井等目標(biāo)實(shí)施智能監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制。本產(chǎn)品主要實(shí)現(xiàn)油井采集示功圖、載荷、回壓、井口溫度、電流、電壓有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、上下沖程最大電流值、上下沖程功率、平衡率、日用電量、累計(jì)電量、沖次、系統(tǒng)狀態(tài)與采集時(shí)間等數(shù)據(jù)；遠(yuǎn)程控制抽油機(jī)的啟停。
另外，在每座井場內(nèi)邊緣樹立監(jiān)控桿，桿上安裝紅外一體化攝像機(jī)和無線傳輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)井場視頻圖像的采集；監(jiān)控中心通過視頻服務(wù)器實(shí)現(xiàn)井場視頻圖像的遠(yuǎn)程監(jiān)視、管理、儲(chǔ)存和控制，如圖2所示。
2.3 從數(shù)據(jù)下手，確保穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)
對石油行業(yè)來說，對油氣資源的認(rèn)識(shí)和掌握主要通過大量的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，通過對數(shù)據(jù)的挖掘和應(yīng)用，可以提高決策的準(zhǔn)確性和全面性，實(shí)現(xiàn)新的油氣增產(chǎn)。
華北油田從數(shù)據(jù)入手，全面審視、思考和規(guī)劃油田信息化建設(shè)；從數(shù)據(jù)出發(fā)，突破傳統(tǒng)的“硬件網(wǎng)絡(luò)-數(shù)據(jù)-軟件”層次，以數(shù)據(jù)為主綱，考慮信息化的規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施。建設(shè)滿足油田需求、優(yōu)化信息資源配置的新時(shí)期智慧油田，實(shí)現(xiàn)全油田大數(shù)據(jù)的大統(tǒng)籌、大優(yōu)化，建立集成統(tǒng)一的大平臺(tái)。主要包括以下內(nèi)容：①物聯(lián)網(wǎng)與油水井、站、庫等實(shí)時(shí)監(jiān)控；②大數(shù)據(jù)采集、處理、分析與云數(shù)據(jù)中心建設(shè)；③移動(dòng)計(jì)算與油田經(jīng)營管理平臺(tái)建設(shè)；④云計(jì)算與油田專業(yè)應(yīng)用軟件平臺(tái)建設(shè)。
3 以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技助推智慧油田建設(shè)
數(shù)據(jù)是兩化融合的基礎(chǔ)，石油石化企業(yè)擁有海量數(shù)據(jù)，如何安全、高效、綠色的存儲(chǔ)和使用數(shù)據(jù)，對石油石化行業(yè)而言是需要解決的一大難題。其次，數(shù)據(jù)源的建設(shè)也對石油石化行業(yè)形成了巨大挑戰(zhàn)。相比其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，石油石化行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈較長，涵蓋了采集、加工、運(yùn)輸、工程建筑等多個(gè)行業(yè)。同時(shí)，石油石化行業(yè)內(nèi)外部的數(shù)據(jù)源建設(shè)、數(shù)據(jù)采集，都對企業(yè)提出了很高的要求。另外，數(shù)據(jù)的可視化、符合行業(yè)企業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建，都是大數(shù)據(jù)在兩化融合應(yīng)用中所要面對的問題。
物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與智慧油田三者之間的關(guān)系是：物聯(lián)網(wǎng)是智慧油田的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的催化劑，大數(shù)據(jù)源于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；智慧油田的衡量指標(biāo)由大數(shù)據(jù)來體現(xiàn)，大數(shù)據(jù)促進(jìn)智慧油田的發(fā)展。大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是石油行業(yè)信息化深入、IT與業(yè)務(wù)深度融合的必然趨勢，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)全面優(yōu)化信息資源是智慧油田建設(shè)的必由之路。
主要參考文獻(xiàn)
無線局域網(wǎng)WLAN從本質(zhì)上講是一種無線連接的技術(shù)，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無線通信技術(shù)融合而產(chǎn)生的。以前的電腦連接方式通常是用網(wǎng)線接入電腦，對用戶來講講計(jì)算機(jī)限定在一定的范圍之內(nèi)，無線局域網(wǎng)正好克服了這一境況，將網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍擴(kuò)大到一定區(qū)域范圍內(nèi)，至少在一個(gè)家庭或辦公環(huán)境下可以輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。無限網(wǎng)絡(luò)的普及將成為未來的發(fā)展趨勢。但任何技術(shù)的出現(xiàn)都是伴隨一定風(fēng)險(xiǎn)的，無線局域網(wǎng)技術(shù)也是如此，其中存在的一個(gè)突出問題就是安全問題。本文首先對無線局域網(wǎng)的含義、特點(diǎn)、分類進(jìn)行了闡述，之后重點(diǎn)對無線局域網(wǎng)的安全隱患及應(yīng)對的方法進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】無線局域網(wǎng) 安全問題 對策
1 概述
無線局域網(wǎng)（WLAN），本質(zhì)上是一種無線網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)。屬于通用無線接人的一個(gè)子集，傳輸速率較高，實(shí)用性強(qiáng)。利用射頻無線正交頻分復(fù)用（OFDM），借助直接序列擴(kuò)頻（DSSS）或跳頻擴(kuò)頻（UWBT）技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)固定到移動(dòng)的較遠(yuǎn)距離的因特網(wǎng)高速訪問功能。WLAN在各行各業(yè)的應(yīng)用范圍很廣，得到了人們的普遍接受，極大的方便了人們的生活。無線局域網(wǎng)技術(shù)最大的優(yōu)勢就是破除傳統(tǒng)連接方式的限制，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的使用范圍，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)連接的移動(dòng)性，這樣能夠提升用戶訪問信息的及時(shí)性和有效性，減少資源浪費(fèi)，最大程度的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，這樣有效的克服了傳統(tǒng)連接帶來的不便。值得一提的是，無線局域網(wǎng)在其覆蓋范圍內(nèi)具有開放性特點(diǎn)，所以安全問題十分突出，必須給于充分的重視。
2 無線局域網(wǎng)的安全現(xiàn)狀及存在的問題
2.1 無線局域網(wǎng)安全概況
一般無線局域網(wǎng)載體和平臺(tái)是公共電磁波，公共電磁波的特性決定了其容易受外界影響，容易出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)，控制起來也有一定的難度。許多廠家生產(chǎn)的無線局域網(wǎng)設(shè)備的安全性一直播受詬病，特別是其安全協(xié)議存在很大的安全隱患?，F(xiàn)在許多破解的硬件和軟件很容易獲取，更是加大了這種風(fēng)險(xiǎn)。人們突然發(fā)現(xiàn)，無線局域網(wǎng)在給人們帶來方便的同時(shí)，也蘊(yùn)含著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，自己的私密信息和數(shù)據(jù)很有可能被別人所獲取，無線局域網(wǎng)技術(shù)的安全問題十分突出。針對這些情況，我國于2003年12月將WAPI的使用確定為國家標(biāo)準(zhǔn)，通過使用公鑰技術(shù)驗(yàn)證證書，以達(dá)到安全通信的目的。通過這個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用和執(zhí)行，無線局域網(wǎng)的安全問題有所緩解，但由于無線局域網(wǎng)的開放性特點(diǎn)，決定了其依然存在很大的安全隱患。通過以上分析，我們可以看出重視網(wǎng)絡(luò)安全問題的必要性。因?yàn)閃LAN通過無線傳輸，不能像有線網(wǎng)絡(luò)那樣雖然有一定的不方便，但是在信息安全方面卻具有先天的優(yōu)勢，無線局域網(wǎng)只要在覆蓋范圍內(nèi)通過一定的技術(shù)便可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的控制，但在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)一對一的傳輸是很困難的，防火墻等技術(shù)對無線網(wǎng)絡(luò)根本不起任何作用。
2.2 無線局域網(wǎng)技術(shù)存在的安全問題
首先是IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)本身的安全問題。無線局域網(wǎng)具有數(shù)據(jù)傳輸方便、組網(wǎng)靈活的、傳輸快的優(yōu)點(diǎn)。但由于無線局域網(wǎng)的傳播技術(shù)是空間傳播，使系統(tǒng)本身具有很強(qiáng)的開放性，所以無線局域網(wǎng)的安全設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)差別很大。無線局域網(wǎng)的主流標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.11，其本身設(shè)計(jì)方面也存在缺陷，所以有很強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)性。
其次，非法接入導(dǎo)致安全問題。而電磁波具有很強(qiáng)的穿越能力，一個(gè)無線接入點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)客戶端的登錄和同時(shí)使用。這樣就很有可能導(dǎo)致無線局域網(wǎng)的非法接入問題。所以必須在無線局域網(wǎng)引人全面的安全措施，才能夠阻止這些非授權(quán)用戶訪問無線局域網(wǎng)絡(luò)。
第三是數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致的安全性問題。公共的電磁波，覆蓋范圍具有一定的不確定性，在這個(gè)覆蓋范圍內(nèi)的竊聽和干擾難以控制。主要存在兩種安全性缺陷：一是靜態(tài)WEP密鑰的安全缺陷，密鑰是可以破解的，他人可以通過一些途徑和方式獲得共享密鑰；二是訪問控制機(jī)制的安全缺陷。這樣可以很方便的實(shí)現(xiàn)非法侵入。
3 無線局域網(wǎng)的安全策略
首先，要防止非法用戶接入的保障措施，不同的AP設(shè)置要對應(yīng)不同的SSID，通過這樣可以設(shè)定每個(gè)用戶的權(quán)限，而且可以賦予不同的用戶不同的權(quán)限。加入RADIUS認(rèn)證服務(wù)器可以解決網(wǎng)絡(luò)中AP數(shù)量太多的問題，進(jìn)行嚴(yán)格的身份認(rèn)證，防止未經(jīng)授權(quán)用戶接入網(wǎng)絡(luò)，非法使用或者破壞數(shù)據(jù)。
其次，防止非法AP接入的保障措施，第一項(xiàng)措施只對無線局域網(wǎng)的非法接入問題，非法AP問題卻無法解決，如果不對非法AP作出限制，在無線覆蓋范圍內(nèi)的人都可以不經(jīng)授權(quán)而非法登入。一是通過入侵檢測系統(tǒng)防止非法AP接入。通過入侵檢測系統(tǒng)一方面可以查找除非法AP，并給予必要的消除。二是通過檢測設(shè)備防止非法AP的接入。這種是一種事前防止措施，即在非法用戶使用無線網(wǎng)絡(luò)之前，就啟動(dòng)非法AP的排查方法。這一過程要反復(fù)進(jìn)行，預(yù)防與未然。
第三，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩员ＷC。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全傳輸問題是一個(gè)十分重要的問題，為了保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，我們可以使用?shù)據(jù)訪問控制技術(shù)和數(shù)據(jù)加密技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)的使用可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全傳輸和有效控制，數(shù)據(jù)的安全性就有了很強(qiáng)的保障。
第四，數(shù)據(jù)訪問控制的安全策略，其主要目的是防止資源在沒有合法授權(quán)的情況下進(jìn)行非法訪問。訪問者需認(rèn)證后在取得權(quán)限的情況下才能對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行訪問，而獲得權(quán)限的過程就是由訪問控制機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。
最后，VDN技術(shù)的運(yùn)用，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用是無線局域網(wǎng)安全的一個(gè)重要方面。VPN技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)3個(gè)方面安全保障：用戶認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)認(rèn)證。用戶認(rèn)證是保障的是防止非法訪問數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證是非法用戶為了保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>
參考文獻(xiàn)
[1]葉志猛，季衛(wèi)華.OFDM應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)[J].中國數(shù)據(jù)通信，2003（12）.
[2]李少謙.無線局域網(wǎng)：標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用與發(fā)展[J].電信技術(shù)，2003（10）.
[3]戚文芽，程時(shí)昕.無線局域網(wǎng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電信科學(xué)，2003（09）.
作者簡介
張麗偉，女，現(xiàn)為葫蘆島市第一中等職業(yè)技術(shù)專業(yè)學(xué)校講師。研究方向?yàn)槎嗝襟w技術(shù)。
昨日，省公安廳經(jīng)偵總隊(duì)宣布：我省警方協(xié)助廣東警方成功抓獲網(wǎng)上逃犯周中英。周中英涉嫌詐騙貸款2.8億余元，被深圳警方追捕多年。
周中英今年45歲，原系我省一名干部，1986年“下?！保蔀樯钲谑懈酆綑C(jī)電有限公司法人代表。1997年，她伙同本公司財(cái)務(wù)總監(jiān)賀某，采用私刻公章、偽造申請單等方法，騙
得深圳市4家銀行開出巨額承兌匯票。其后，兩人又偽造資料將匯票貼現(xiàn)，騙得2.855億元，并將其中的1.7億元據(jù)為己有，作案后兩人潛逃。
今年7月初，湖北省公安廳經(jīng)偵總隊(duì)經(jīng)縝密偵查，發(fā)現(xiàn)周的子女均在武漢上學(xué)，她租住在洪山區(qū)。7月7日深夜，警方在武昌街道口將其截住，但周自稱叫“毛桃仙”。經(jīng)審查，她這才交待，她是仙桃人，“毛桃仙”系假名。民警查問她詐騙所得的1.7億元的去向，她自稱都在澳門輸光了。