智慧矿山
范基华
摘 要：煤炭矿山企业往往在驻地内或者周边区域中还建有较大规模的职工家属住宅小区，随着网络的日益普及和移动终端的广泛使用，这些小区用户对无线WiFi的需求迅速增长，无线局域网得到越来越广泛的应用。
关键词：无线AP POE供电 WiFi 公众平台
中图分类号：F272 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（b）-0014-02
1 项目背景
随着无线技术的成熟与迭代，未来无线网络会成为区别于运营商网络的另一大数据网络。无线网络由私人无线网络和公众无线网络组成，公众无线网络由很多不同属性的子网络组成，商业无线是其中之一。商业无线是由商业无线运营商为企业客户提供的包括硬件、软件、服务、运营等内容的系统解决方案，以云+端的服务形式，为客户提供免费无线网络，并通过硬件收费、广告推送、内容运营、商家服务等方式进行盈利。在商业无线大规模出现之前，公共无线主要是由基础运营商自建的WLAN网络。2009年底开始，三大运营商便开始逐步构建各自的WLAN网络，根据工信部数据，2014年中国新增WLAN公共运营接入点（AP）30.9万个，总数达到604.5万个，WLAN用户达到1641.6万户。但是运营商的WLAN网络，由于覆盖范围窄、建设成本高、使用频率低，使得运营商的WLAN建设陷入停滞状态。焦煤现存网络以有线网络为主，虽然满足了日常办公需要，但是随着物联网的不断发展，现有的网络已不能适应时代发展的需要，因此我们建议成立焦煤多业务无线接入项目，这是未来工业发展的必经过程，该项目的建成会给企业的信息化发展带来新的面貌。
2 研发内容
该项目主要以实现高速漫游移动互联、多业务承载、数据分析分享、保证网络的安全性和可靠性为目的进行设计、设备选型和实施，主要完成了以下内容。
2.1 提高网络安全性和可靠性
（1）采用树形的连接方式和五层级联的方式，计讯处核心网络交换机-无线控制器-基层单位核心网络交换机-POE交换机-无线AP。无线控制器作为核心节点，上联计讯处宽带网络出口核心交换机，下联各基层单位核心网络交换机，通过POE交换机对无线AP设备进行供电，同时和无线AP进行数据通信，管理者通过无线控制器对无线AP进行控制与命令下发。（2）通过vlan隔离和端口隔离技术，避免不同场所间无线设备的通信，每个AP只能和无线控制器之间产生通信，甚至同一个网段下的设备之间也不能进行通信，有效地减少了信息干扰，提高了信息传输的安全性。（3）采用POE直流供电模式进行方案设计，无线AP设备由POE交换机通过网线直接供电，实现电力和数据同线传输，供电设备统一安放在机房，机房设有UPS电源集中供电，避免了区域停电造成的网络通讯中断。（4）引入流量控制协议，实现网络流量自动分配；统一流量出口，数据流量全部经由计讯处网络出口转发，由计讯处统一向网监部门进行备案，保证信息的安全及可查性。
2.2 实现高速漫游移动互联
（1）无线控制器上联8个千兆网口，确保网络出口的高带宽，无论将来下联多少无线设备，都能够有效兼容，具有很强的拓展性。（2）统一的认证管理系统，在无线覆盖范围内，自由实现漫游上网，认证后，系统会自动记录设备MAC地址，跨区域访问无需重新连接，保证上网的连续性。无线接入控制器根据接入设备的距离和接收信号强度，自动分配AP接入点，确保无线信号强度。（3）通过SSID网络的划分，单个AP设备可以实现多业务并存的传输模式，管理者将IP地址池分配到所属的SSID网络下，并开放授权，用户通过连接不同的SSID网络，获得业务授权，这样用户就可以通过单个AP实现办理不同类型的业务，极大的提高了用户的使用便捷性和设备的利用率。
2.3 强大的数据分析和分享能力
（1）采用开放式的认证方式，包括短信认证、认证、二维码认证、账号认证等多种认证方式，可以迅速积累大量的关注量和获取用户信息。（2）根据用户搜索内容和搜索频率，统计用户关注的时事热点，可以更加精准的把握用户的使用习惯和关注点，可以更加有针对性的开展服务项目。（3）多种多样的信息分享手段，如满时长分享、点击分享等，可以根据不同区域的用户特点，开展定向的信息分享业务，实现信息定向传递。
3 项目特点
3.1 2.4 G和5 G双频传输
采用最新的802.11ac第五代无线接入协议，与以往的2.4G无线网络不同，5G网络具有传输速度更快、信息量更大、传输范围更广、更加安全的特点，5G通信也是未来无线通信的发展方向。在目前大部分无线设备只能接收2.4G信号的情况下，该次项目采用的无线设备，不仅能够实现2.4G信号的传输，同时能够发射5G的高频段无线信号。
3.2 POE供电技术
采用POE技术供电，不仅实现了电力和数据单线传输，还具有下列优点：（1）降低成本。无需进行繁琐的电源布线，不仅能省去设备供电建设和维护费用，如电源线、插座、管道等，还能省去昂贵的电工费用，同时也节省了布置安装供电系统所需的时间。（2）部署灵活。设备部署的位置不受限制，AP等终端设备可以灵活地安装在远端的任一位置，如天花板、隔断上部等位置。（3）增强管理。有SNMP能力的PoE系统支持802.11ac标准，单端口最大供电功率最大达30 W，同时提供对非標准受电设备的支持，极大提升了网络的业务接入能力。（4）可进行电源集中供电，备份方便。同时，可将供电设备接入UPS，一旦主要电源输入中断，也能保证系统正常运行。
3.3 认证上网和推广功能
上网认证方式中最重要的方式就是通过关注上网，即用户在认证上网的过程中会自动关注计讯处，这样就能够不断积累用户关注量。用户关注后，可以向他们推送各类优惠信息和活动信息，并可通过后台定向推送各类信息和广告功能，实现数据向经济效益的转化。
4 应用情况
该项目目前日均访问用户保持在2 000左右，广告点阅读量保持在2万次。矿区无线网络部署后，在出口带宽不变的基础上，将宽带利用率提高了10%，有效降低了带宽资源闲置率。因为采用POE供电模式，极大的缩减了施工难度和施工时间，该模式可以作为今后弱电工程施工的新标准，具有极强的推广价值。
5 前景分析
（1）应用价值。无线设备作为智能设备接入的入口，是智慧医疗和智慧矿山发展的基石。未来医生可以通过随身携带的移动智能设备查阅病患的治疗情况，通过移动设备开具处方。该系统还可以在酒店、商场等人员密集场所进行部署。利用其跨区域漫游的能力来解决传统路由器无法漫游的问题，实现一键上网；同时可以根据数据分析，跟踪用户密集浏览区域，指导商家根据用户热点区域开展针对性的促销活动。随着物联网发展的日趋成熟，以前通过有线网络进行数据传输的设备都将兼容无线网络，现已出现了无线网络监控、无线传感监测等，后期将要实现的无人机采、无线办公都将以此为基础。
（2）经济效益。通过无线网络的部署，将为后期医院等场所的无线应用接入提供接口和数据服务，以单终端200元/台/年、接入400台为标准，预计启用后，每年可收入：200元/台/年×400台×1年=80000元/年。用戶价值：持续提高的关注量，按照市场投入约为3元/用户的标准，以计讯处现有关注用户15 000人计算，15000人×3元/人=45000元，随着无线覆盖的范围不断扩大，关注量还将不断增长。广告收入：预计项目全面建成后，广告单日浏览量将实现20 000次/日，市场价格约为0.02元/次，预计产生效益为：20000次/日×0.02元/次×365日=146000元/年。
（3）社会效益。通过智慧矿山的建设，实现厂区内无线办公、智能监控、无人机采等功能，能够大大提高职工的工作效率，达到提质增效的目的，将为企业的发展产生不可估量的效益。
参考文献
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[3] 张凯.密集Wi-Fi网络集中控制技术研究[D].西南交通大学，2015.
