无线局域网在笔记本电脑生产测试中的应用

郝 飞

0 引言

在xxxx年，客户对笔记本电脑生产制造的需求量有大幅度的增长，所以工厂需要提高产能，以保证能够满足客户的需求按时投放市场。

但在问题提出时，由于效能与厂房空间的限制，产能仅能满足60%的需求；况且，再盖新厂房不仅时间上来不及，而且会造成巨大的成本浪费；同时，公司在提倡建设梦工厂，所以就转向了厂房以及天车内部结构创新方向。

1 解决方案

经过几个月的各种方案的验证，最终确立了把服务器，交换机等搬到天车上以节省厂房空间，并用无线局域网代替有线来进行信息交互的方法来达成目标。这个方案主要包含3部分：

1） 把服务器，核心交换机，交换机，网线等从组装线体外移至天车上，从而节省空间以架设更多的线体。

2） 在天车上下载测试系统以及程序。

3） 在厂房内部署无线局域网（WLAN），包含服务器端，客户端（笔记本电脑），无线AP，数据库端等。

而无线局域网的部署就是重中之重，也是整个新流程的关键所在。

2 无线局域网方案及架构图

无线局域网（Wireless Local Area Networks：WLAN）利用电磁波发送和接收数据而无需线缆等介质。通常包含无线网卡、AP等设备。WLAN使得数据查询，信息传递更为方便，只需一台手持移动终端如手机、平板电脑等，就可以随时随地接入网络，使娱乐或办公更加方便快捷。

考虑到工厂的厂房里产线较多，环境复杂；流水线作业，无线通信响应速度要求较高等因素，故采用大型可交换无线局域网。

2.1 无线局域网的优点

由于无线局域网有以下诸多优点，其发展和普及十分迅速：

1）灵活性和移动性。在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。

2）安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。

3）易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

4）故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。

5）易于扩展。无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间“漫游”等有线网络无法实现的特性。

2.2 无线局域网的硬件设备

在工厂架设的无线局域网主要包含了以下硬件设备：

1）天车上的服务器需安装无线网卡。曾分别使用USB和PCIE接口的无线网卡进行验证，经过测试以及分析收集的大量数据，PCIE的会更加稳定，更能满足工厂生产线的不间断生产的需求。

2）笔记本电脑需安装无线网卡。笔记本电脑通过无线网卡以实现与AP相连。

3）无线AP管理系统。AP是Access Point的简称，无线AP就是无线局域网的接入点、无线网关，它的作用类似于有线网络中的集线器。无线通信有多种标准，基于稳定度，带宽等因素，选择支持802.11n的工业AP；并且由于有多个接入点，故采用xxx公司的无线通信管理系统。无线AP控制器管理所有AP，并连接到数据库服务器所连的交换机上面以实现客户端，天车，AP，数据库之间的通信。

2.3 无线局域网架构图

工厂的无线局域网架构图，如图1所示：

图1 工厂的无线局域网架构图

如图 1， 左边为天车部分的架构，服务器安装了无线网卡以连接无线AP，AP通过AP控制器再连接到服务器房的核心交换机上面，从而与数据库等服务器相连。

3 无线局域网实现过程中出现的问题与解决方案

诚然，无线局域网虽有着不可替代的优势，却也有着它先天的不足之处。

3.1 常见问题以及解决方案

1）性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射，而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输，所以会影响网络的性能。在工厂内，铁质的天车就大大影响了无线信号的传输。经过大量的尝试与研究，把AP的连接线从天花板上通过，使AP紧贴在天花板上，并且使天线垂直朝下，从而使无线传输的范围达到最大。

2）速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低。由于在工厂里传输的数据较小，但要求稳定性，所以选取较为稳定的，可以调节发射功率的工业AP来实现。

3）安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道，无线信号是发散的。从理论上讲，很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号，造成通信信息泄漏。使用 WEP方式进行加密。WEP即“Wired Equivalent Protection“，一种将资料加密的处理方式，WEP 40bits的加密是 IEEE 802.11的标准规范。透过WEP的处理可让测试与管控的资料于传输中更加安全。

4）AP信道的调整。由于产线有多个AP，并时常同时处于工作状态，会彼此形成干扰。经研究在2.4G的频段上，1，6，11彼此较少会产生干扰，所以把所有AP固定为1，6，11的信道以尽量减少信道之间的干扰。

5）AP功率的调整。经过大量的实验与验证，AP的功率设置为11.5dbm。

3.2 其它问题以及解决方案

在无线局域网建好之后，大量机器投产之时，又出现了一些流程，干扰等棘手的问题：

1）设定多个SSID并限制访问数。由于AP使用WEP加密方式来限制访问，而某些部门需要用到AP来进行少量测试，故增加一个SSID以方便其它部门使用，同时限制访问数。

2）微波或其它无线 AP影响或干扰。在生产过程中又发现一些部门或个人使用微波设备或无线AP进行测试或其他用途，这些会对生产线的无线信号造成严重影响，所以对相关设备设立详细的使用规定来规范化以保证顺利投产。

3）低端无线网卡的影响。当只支持a，b，g（尤其是b）波段的机器连接到AP时，由于这几种设备的传输速率较低，会把AP的传输速率拉低。经过与厂商的长期讨论，最终修改FW来增加5.8G的信道以区分开支持不同波段的设备，以尽量减少影响。

4）笔记本电脑上的无线蓝牙的信号干扰。蓝牙的频段是 2.4G，经实验证明，会对无线局域网中的信号传输造成巨大的影响。采用在生产过程中禁用蓝牙，出货前打开设备的流程来解决此问题。

4 结束语

现在，不管是在个人用户家里，还是大型企业中，抑或公共场所，无线局域网以其方便灵活等特性都已经在人们的生活中占据了重要的角色；而同时，现在无线局域网的一些问题都在一定程度上得到了解决：

1）无线信号的传输更加稳定。现在Cisco, Aruba等一些厂商在致力于改进信号传输的抗干扰机制。

2）无线信号传输速率更快。新出现的WinMAX已经把传输速度又提升了几倍。

因此，随着科技的发展与人们日益增长的需求，无线局域网必定会越来越普及。

[1]赵力强，公用无线局域网关键技术的研究，[D]西安电子科技大学，2003.9

[2]李建中 周冠宇，无线局域网在国内的建设模式，[j]移动通信，2004.3

[3]http://baike.baidu.com/view/32856.htm

[4]石明明，鲁周迅，三种无线通信协议综述，[j]通信技术，2011.7