建筑小區無線監控網絡的設計與實現

張天睿

摘? 要：該文為了實現對多建筑小區進行全面監控，通過選用移動AdHoc網絡和無線分組網絡等熱點技術進行設計，隨之在分析小區應用環境的基礎上構造出建筑小區無線監控網絡框架，最后為了使該文中的無線監控網絡能夠適應多建筑小區網絡多跳及拓撲的特點，提出了相應的路由技術方案和移動管理技術方案。最終為我們國家多建筑小區無線網絡監控網絡的實現奠定了堅實的理論基礎和實證依據。

關鍵詞：建筑小區;移動AdHoc網絡;路由技術方案;移動管理技術方案

中圖分類號：TP39? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

隨著社會信息化的快速發展，為了滿足人們的生活需要，網絡方面也得到了快速發展，現如今比較盛行的無線局域網、無線家域網等均為人們的生活帶來很多方便。但與此同時用戶對于信息的需求也出現了多樣性、即時性、移動性等諸多特點，其需求也給無線網絡的發展帶來機遇和挑戰。在傳統的有線網絡應用發展中，雖然能夠給小區提供穩定的網絡環境，但是目前隨著小區規模的逐漸擴大，有線網路的弊端也尤為突出，于是就需要建設一個比較完備的綜合性小區網絡環境來滿足人們的需求，為人們提供更為舒適的生活環境。與傳統的網絡相比，無線網絡的使用就顯得十分重要，但是并不是所有的無線網絡均可以滿足小區需要，尤其是對于如今多建筑小區的用戶來說，有些無線網絡的覆蓋質量、帶寬等均會對用戶的體驗感產生影響。因此，為了進一步優化當前的無線網絡，使其能夠滿足當前的建筑群環境，該文結合無線網絡的研究熱點——無中心自組織網絡設計，來建設一類能夠廣泛應用于多住宅建筑區的無線網絡體系。

1 小區無線監控網絡系統

1.1 無線移動自組織網絡

在該文所采用的無移動自組織網路主要是當前網絡研究的熱點——移動AdHoc網絡。其主要特點就是能夠在一個比較廣闊的建筑范圍內，很好地實現多跳的無線網絡類型，該網絡具備優良的自組織特性，從而在很大程度上實現網絡系統的靈活組建，擁有較強的抗毀能力;在AdHoc網絡結構中，分布著很多帶有無線收發裝置的移動節點，因此就可以很好地實現在任何時間利用無線信道形成一個任意網狀的拓撲結構。更為重要的是在該網絡中的很多移動節點能夠任意移動，因此一旦這些節點發生移動，就能夠及時改變拓撲結構，從而實現在沒有現有網絡基礎設施的條件下提供有效的通信支撐環境，最終拓寬移動通信網絡的應用環境。

1.2 小區無線監控網絡系統方案

在對小區網絡環境進行相關的分析之后，該文提出目前小區的無線監控網絡系統需要具備以下功能：首先要能夠為多個用戶提供安全、穩定的網絡，能夠很好地抵御外來的攻擊等;其次，能夠為小區提供即時的信息支持，并且在實現智能化小區服務的過程中奠定良好的基礎;最后就是在鋪設無線網絡的時候要能夠做到隨時調整、改善，即保證網絡有一定的修改空間。因此對于該種無線網絡系統的設計，就需要網絡節點拓撲維護與自組織結構，并且在網絡系統的各個節點之間能夠實現多跳信息的傳輸，從而最終支持多用戶、多業務等相關處理。

綜上可知，該文在對當前應用廣泛的無線移動自組織網絡進行適宜改善的基礎上，提出了該研究中的相關建筑小區無線監控網絡的系統方案。該方案最為主要的特點就是能夠在無線移動自組織網絡中進行一定的分群，同時為了方便整體結構的相關操作，該文通過對其拓撲結構進行修正，在網絡拓撲變化的過程中達到分群的變化比較小且操作均比較簡單等系列舉措。

2 小區無線監控網絡路由技術方案

2.1 路由技術

在路由技術中，由于每個網絡建設的目標功能有著較大的差異，在網絡中的路由算法因特性不同而用于特定的網絡環境中，因此路由算法所應用環境的目標就會對路由協議的設計造成影響。與此同時不同的網絡以及路由資源等系列要求同樣也會影響到整個路由協議的設計。但是在路由算法中，不管其影響因素如何變化，其路由設計具備的目標包括以下幾方面：優化;操作簡單、低耗能;網絡的穩定、安全性能;能夠實現快速收斂;具有較強的靈活性。

2.2 小區無線監控網絡路由技術方案設計

該文在對現有的路由技術方案進行詳盡的研究分析之后，根據多建筑小區的現實網絡環境需求以及即將要實現的網絡環境的系列功能特點，該文中所選擇的路由算法只有群首負責路由探索過程的控制，并且在群首之間的網關只負責轉發路由探索包。

在上述的信息包結構中，當源節點是一個普通節點的時候，當出現臨時路由表未對到達目的節點路由進行記錄的時候，此時源節點就會向自己的群首發送相關的請求，隨后再由群首執行路由探索該過程;但是當源節點變為群首的時候，則直接發起相對應的路由探索過程。

與此同時，為了進一步保證小區無線監控網絡系統的有效運行，該文對該路由進行了 RREQ包結構的轉發和路由縮短設計，即在實際應用路由的過程中，在群首之間泛洪RREQ過程中，群首就會發現自身鄰群群首出現在RREQ已經經過的群首當中，且不是上一個轉發RREQ的群首，于是為了進一步保證其系統的正常行駛功能，就會實現對該路由進行及時地縮短處理。

3 小區無線監控網絡的移動管理

3.1 移動協議

所謂的移動協議，又可以稱為移動IP，其主要是指由IETF提出的實現移動終端在網絡中全方位的移動或者漫游的相關協議。簡單來說，移動IP技術能夠實現在不需要修改自身IP地址的情況下，跨子網隨意移動和進行漫游;更為重要的是，在實現跨子網移動和漫游的過程中，對于原來子網中的所有權限均可以繼續擁有。

3.2 小區無線監控網絡的移動管理技術及應用

通過對現實環境小區的網絡環境和功能進行詳細的分析之后，該文認為在目前的建筑小區中的網絡監控網絡節點會發生一定的移動變化，其主要的變化原因有如下幾個方面：首先，在網絡使用過程中會出現網絡終端的損毀，此時就需要對網絡進行移動處理;其次就是當小區由于后期的建筑環境等發生變化時其節點也隨之發生變化;最后就是由于受到外界因素的影響制約，會改變網絡監控的位置。

對此，該文提出了2類移動管理技術：漫游的管理、越區切換的管理。因為網絡互聯的主要目的就是使移動網絡能夠在更大的范圍內移動應用;但是一旦移動終端在全網范圍內移動時，就會導致其超出原先所在子網的區域范圍，所以原來的路由協議就無法實現對該移動終端的即時追蹤，于是就必須使用移動管理技術來實現這一功能。在該文中應用的移動網絡就是可以很好地解決網內移動終端漫游的技術方法。

4 結語

該文主要研究在當前小區建筑環境中的無線監控網絡建設工作，通過對網絡技術以及小區的網絡功能進行分析后，提出相應的路由技術以及移動管理技術，希望其研究成果能夠為促進我國無線監控網絡的發展提供參考。

參考文獻

[1]趙坤華.多建筑小區無線監控網絡的設計與實現[D].上海：復旦大學，2009.

[2]馮揚.智能小區無線網絡系統安全研究[J].電子測量技術，2014，37（2）：132-136.