智慧礦山綜合業務WIFI接入系統的建設及應用

范基華

摘 要：煤炭礦山企業往往在駐地內或者周邊區域中還建有較大規模的職工家屬住宅小區，隨著網絡的日益普及和移動終端的廣泛使用，這些小區用戶對無線WiFi的需求迅速增長，無線局域網得到越來越廣泛的應用。

關鍵詞：無線AP POE供電 WiFi 公眾平臺

中圖分類號：F272 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（b）-0014-02

1 項目背景

隨著無線技術的成熟與迭代，未來無線網絡會成為區別于運營商網絡的另一大數據網絡。無線網絡由私人無線網絡和公眾無線網絡組成，公眾無線網絡由很多不同屬性的子網絡組成，商業無線是其中之一。商業無線是由商業無線運營商為企業客戶提供的包括硬件、軟件、服務、運營等內容的系統解決方案，以云+端的服務形式，為客戶提供免費無線網絡，并通過硬件收費、廣告推送、內容運營、商家服務等方式進行盈利。在商業無線大規模出現之前，公共無線主要是由基礎運營商自建的WLAN網絡。2009年底開始，三大運營商便開始逐步構建各自的WLAN網絡，根據工信部數據，2014年中國新增WLAN公共運營接入點（AP）30.9萬個，總數達到604.5萬個，WLAN用戶達到1641.6萬戶。但是運營商的WLAN網絡，由于覆蓋范圍窄、建設成本高、使用頻率低，使得運營商的WLAN建設陷入停滯狀態。焦煤現存網絡以有線網絡為主，雖然滿足了日常辦公需要，但是隨著物聯網的不斷發展，現有的網絡已不能適應時代發展的需要，因此我們建議成立焦煤多業務無線接入項目，這是未來工業發展的必經過程，該項目的建成會給企業的信息化發展帶來新的面貌。

2 研發內容

該項目主要以實現高速漫游移動互聯、多業務承載、數據分析分享、保證網絡的安全性和可靠性為目的進行設計、設備選型和實施，主要完成了以下內容。

2.1 提高網絡安全性和可靠性

（1）采用樹形的連接方式和五層級聯的方式，計訊處核心網絡交換機-無線控制器-基層單位核心網絡交換機-POE交換機-無線AP。無線控制器作為核心節點，上聯計訊處寬帶網絡出口核心交換機，下聯各基層單位核心網絡交換機，通過POE交換機對無線AP設備進行供電，同時和無線AP進行數據通信，管理者通過無線控制器對無線AP進行控制與命令下發。（2）通過vlan隔離和端口隔離技術，避免不同場所間無線設備的通信，每個AP只能和無線控制器之間產生通信，甚至同一個網段下的設備之間也不能進行通信，有效地減少了信息干擾，提高了信息傳輸的安全性。（3）采用POE直流供電模式進行方案設計，無線AP設備由POE交換機通過網線直接供電，實現電力和數據同線傳輸，供電設備統一安放在機房，機房設有UPS電源集中供電，避免了區域停電造成的網絡通訊中斷。（4）引入流量控制協議，實現網絡流量自動分配；統一流量出口，數據流量全部經由計訊處網絡出口轉發，由計訊處統一向網監部門進行備案，保證信息的安全及可查性。

2.2 實現高速漫游移動互聯

（1）無線控制器上聯8個千兆網口，確保網絡出口的高帶寬，無論將來下聯多少無線設備，都能夠有效兼容，具有很強的拓展性。（2）統一的認證管理系統，在無線覆蓋范圍內，自由實現漫游上網，認證后，系統會自動記錄設備MAC地址，跨區域訪問無需重新連接，保證上網的連續性。無線接入控制器根據接入設備的距離和接收信號強度，自動分配AP接入點，確保無線信號強度。（3）通過SSID網絡的劃分，單個AP設備可以實現多業務并存的傳輸模式，管理者將IP地址池分配到所屬的SSID網絡下，并開放授權，用戶通過連接不同的SSID網絡，獲得業務授權，這樣用戶就可以通過單個AP實現辦理不同類型的業務，極大的提高了用戶的使用便捷性和設備的利用率。

2.3 強大的數據分析和分享能力

（1）采用開放式的認證方式，包括短信認證、微信認證、二維碼認證、賬號認證等多種認證方式，可以迅速積累大量的微信關注量和獲取用戶信息。（2）根據用戶搜索內容和搜索頻率，統計用戶關注的時事熱點，可以更加精準的把握用戶的使用習慣和關注點，可以更加有針對性的開展服務項目。（3）多種多樣的信息分享手段，如滿時長分享、點擊分享等，可以根據不同區域的用戶特點，開展定向的信息分享業務，實現信息定向傳遞。

3 項目特點

3.1 2.4 G和5 G雙頻傳輸

采用最新的802.11ac第五代無線接入協議，與以往的2.4G無線網絡不同，5G網絡具有傳輸速度更快、信息量更大、傳輸范圍更廣、更加安全的特點，5G通信也是未來無線通信的發展方向。在目前大部分無線設備只能接收2.4G信號的情況下，該次項目采用的無線設備，不僅能夠實現2.4G信號的傳輸，同時能夠發射5G的高頻段無線信號。

3.2 POE供電技術

采用POE技術供電，不僅實現了電力和數據單線傳輸，還具有下列優點：（1）降低成本。無需進行繁瑣的電源布線，不僅能省去設備供電建設和維護費用，如電源線、插座、管道等，還能省去昂貴的電工費用，同時也節省了布置安裝供電系統所需的時間。（2）部署靈活。設備部署的位置不受限制，AP等終端設備可以靈活地安裝在遠端的任一位置，如天花板、隔斷上部等位置。（3）增強管理。有SNMP能力的PoE系統支持802.11ac標準，單端口最大供電功率最大達30 W，同時提供對非標準受電設備的支持，極大提升了網絡的業務接入能力。（4）可進行電源集中供電，備份方便。同時，可將供電設備接入UPS，一旦主要電源輸入中斷，也能保證系統正常運行。

3.3 微信認證上網和推廣功能

上網認證方式中最重要的方式就是通過關注微信公眾號上網，即用戶在認證上網的過程中會自動關注計訊處微信公眾號，這樣就能夠不斷積累微信用戶關注量。用戶關注后，可以向他們推送各類優惠信息和活動信息，并可通過后臺定向推送各類信息和廣告功能，實現數據向經濟效益的轉化。

4 應用情況

該項目目前日均訪問用戶保持在2 000左右，廣告點閱讀量保持在2萬次。礦區無線網絡部署后，在出口帶寬不變的基礎上，將寬帶利用率提高了10%，有效降低了帶寬資源閑置率。因為采用POE供電模式，極大的縮減了施工難度和施工時間，該模式可以作為今后弱電工程施工的新標準，具有極強的推廣價值。

5 前景分析

（1）應用價值。無線設備作為智能設備接入的入口，是智慧醫療和智慧礦山發展的基石。未來醫生可以通過隨身攜帶的移動智能設備查閱病患的治療情況，通過移動設備開具處方。該系統還可以在酒店、商場等人員密集場所進行部署。利用其跨區域漫游的能力來解決傳統路由器無法漫游的問題，實現一鍵上網；同時可以根據數據分析，跟蹤用戶密集瀏覽區域，指導商家根據用戶熱點區域開展針對性的促銷活動。隨著物聯網發展的日趨成熟，以前通過有線網絡進行數據傳輸的設備都將兼容無線網絡，現已出現了無線網絡監控、無線傳感監測等，后期將要實現的無人機采、無線辦公都將以此為基礎。

（2）經濟效益。通過無線網絡的部署，將為后期醫院等場所的無線應用接入提供接口和數據服務，以單終端200元/臺/年、接入400臺為標準，預計啟用后，每年可收入：200元/臺/年×400臺×1年=80000元/年。微信用戶價值：持續提高的微信關注量，按照市場投入約為3元/用戶的標準，以計訊處現有微信公眾號關注用戶15 000人計算，15000人×3元/人=45000元，隨著無線覆蓋的范圍不斷擴大，關注量還將不斷增長。廣告收入：預計項目全面建成后，廣告單日瀏覽量將實現20 000次/日，市場價格約為0.02元/次，預計產生效益為：20000次/日×0.02元/次×365日=146000元/年。

（3）社會效益。通過智慧礦山的建設，實現廠區內無線辦公、智能監控、無人機采等功能，能夠大大提高職工的工作效率，達到提質增效的目的，將為企業的發展產生不可估量的效益。

參考文獻

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