智能建筑网络系统中无线网络技术的应用分析

赵福伟

摘 要：文章对无线网络技术在智能建筑网络系统中的应用背景、理论依据、实际操作与应用效果进行了详细探讨与分析，能够为相关行业及相关领域的应用研究提供参考。

关键词：智能建筑；网络系统；无线网络技术；应用分析

中图分类号：TU85 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0183-02

Abstract： In this paper， the application background， theoretical basis， practical operation and application effect of wireless network technology in intelligent building network system are discussed and analyzed in detail， which can provide reference for the application research of related industries and related fields.

Keywords： intelligent building； network system； wireless network technology； application analysis

1 概述

随着科学技术的发展与人们生产生活理念的改变，无线网络技术开始崭露头角，新型智能建筑网络系统开始走进人们的视野。可以预见的是，无线网络技术将大规模应用于智能建筑中，成为智能建筑的发展方向，因此对其进行研究具有重要的理论意义与现实意义。

2 有线网络与无线网络的特点

首先，有线网络必须依靠实际存在的物理通道进行布设，当现场地形较为特殊、复杂时，会大大增加施工难度，提高施工成本；其次，有线网络接口通常为固定式接口，可移动性较差，可能给网络使用者带来不便；再次，当有线网络电缆连接的两个地点距离较远时，布设电缆的成本会大大增加，经济性较差。

无线网络技术的应用可以较好的解决上述问题。首先，无线网络一般以射频信号的形式传输信息，不依靠电缆，因此对网络接入点的地理环境要求较低，也省去了布设电缆的成本；其次，不同于有线网络的点到点传输，无线网络通常以覆盖区域进行划分，在某一无线网络覆盖范围内的设备具有较高的灵活性。但无线网络技术同样存在一些缺陷，如网络的抗干扰能力与安全性等。

3 智能建筑中的无线网络技术要点

3.1 无线网络技术分类

（1）无线个域网：WPAN仅为小范围内的无线设备提供联网服务，网络覆盖范围一般为二十米以内，通常供个人使用。

（2）无线局域网：WLAN结合了以太网与无线通讯技术，其网络覆盖范围通常在数十米左右，一般供家庭、商办楼使用，这也是智能建筑网络系统中所应用的技术。

（3）无线城域网：WMAN的网络覆盖范围通常在1km-5km，一般连接同一城市内的数个不同地点的建筑或单元，为其提供数据传输与信息传递功能，能够有效减少投资。

（4）无线广域网：WWAN的网络覆盖距离在5km以上，

但由于信号在传输过程中会不断衰减，因此其覆盖距离一般不超过15km。目前无线广域网的发展速度最快，最具代表性的就是我国三大运营商：移动、联通、电信构建的无线广域网。WWAN的覆盖范围已基本能够满足所有用户的需求，目前的重点是提高数据传输速率，而我国正站在5G技术研发与标准制定的最前沿。

3.2 智能建筑网络系统中无线网络组成部分

（1）无线网卡。无线网卡是无线网络中必不可少的设备，其功能是将用户的设备终端与网络中的服务器进行对接。无线网卡可以看做用户终端与网络之间的“桥梁”，无线网卡与用户终端相连，既可以将用户终端需要传输的数据进行采集与发送，也可以接收其他设备或服务器上的数据并传送至特定的用户终端。

（2）无线网桥。如果说无线网卡建立了用户端与服务器端的连接，那么无线网桥的作用则是在不同的服务器端建立连接。无线网桥通常用于连接两个不同的局域网（WLAN），实现二者的信息数据交换。

（3）无线路由器。如果智能建筑区内的用户端仅需要与本地服务器进行互联与数据交换，那么只需要无线网卡便能够实现。如果用户端需要接入Internet或其他局域网，这时便需要无线路由器进行路由选择与连接。

（4）无线接入点。无线接入点也称无线AP或无线热点，与无线路由器不同的是，无线AP仅实现有线网与无线网之间的转换，不具备路由功能。

（5）无线交换机。无线交换机通常有数个接口，数据在其中以电信号的形式传输。无线交换机可以为接入其中的设备提供专用通道，广泛应用于智能建筑网络系统中，能够提高运行维护效率。

3.3 智能建筑网络系统中的无线网络协议

智能建筑网络系统中的无线网络属于无线局域网的范畴，使用的协议为IEEE 802.11系列，随着通信技术的发展进步，IEEE 802.11涵盖的协议种类也越来越多，常见的协议及其特点如表1所示。

3.4 无线网络拓扑结构

（1）基础结构式拓扑

这种拓扑结构呈辐射状，包括分布式系统媒体、无线接入点与接入端口等，这种拓扑结构中，无线接入点是整个网络的控制中心，如果无线接入点故障或受到攻击，将影响整个网络的正常运行。

（2）分布对等式网络拓扑

这种拓扑结构不依赖无线接入点及基础结构，各工作站之间可以进行直接通讯。

（3）中继或桥接型网络拓扑

这种网络拓扑能够有效扩大无线网络的覆盖范围，根据中间互联设备的数目分为单跳网络、双跳网络和多跳网络等。可以作为中间互联设备的有无线中继器、无线网桥和无线路由器等。

4 无线网络技术在实际智能建筑工程中的应用

4.1 工程概况

本文以某新建园区为例，探讨无线网络技术在智能建筑网络系统中的应用。该园区内有多个智能建筑，包括楼宇自动化系统、消防报警系统、安防与门禁系统、自动监控系统等多个子系统。本工程目的是通过应用无线网络技术，实现各个系统的集中监控与管理。整个集成系统的拓扑结构图如图1所示。

4.2 方案设计

本工程设计采用的无线局域网标准为IEEE 802.11n标准，设计过程中将每栋建筑物视为一个局域网，在每个局域网内设置一个无线接入点。由于各建筑物相距较远，因此为每个无线接入点配备一个增益天线，并为无线网桥配备一个全向天线，以增强局域网间的互联强度。本工程所用的重要设备型号及厂家如表2所示。

目前，无线消防报警系统还不够成熟，市面上没有相关设备，因此该系统内部采用有线网络连接，由双电源供电，并配备了不间断电源，以确保紧急情况发生时系统能可靠动作。该系统与控制中心的连接通过无线网桥完成。

安防与门禁系统是一道重要的安全防线，该工程中无线网络技术的应用突破了有线网络的限制，所有监控及门禁全部采用无线设备，通过无线网桥与监控中心连接，实现了全方位、全过程监控，极大地提高了运行安全性。

5 结束语

无线网络的应用能够极大提高智能建筑网络系统的运行维护效率，降低系统成本，也有利于建筑物内各项工作的开展，因此企业及单位的有关部门应加大对无线网络技术的研究力度，盡早形成有线、无线共同发展的智能建筑网络系统格局。

参考文献：

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[2]王漓江.智能建筑中无线传感网络的设计与应用[J].通讯世界，2015（12）：95.

[3]刘润潮.智能建筑中无线网络技术的应用分析[J].科技创新与应用，2013（22）：82.