一 引言
鋼鐵企業倉庫行車運行狀況十分復雜。為實現對企業倉庫內的行車運作進行專效的管理，提高行車作業效率，降低人工勞動強度，需要在企業倉庫構建無線網絡傳輸系統，在行車上安裝無線車載終端，使用無線傳輸通訊技術實現與倉庫服務器通信，從而使企業倉庫庫存管理系統能夠自動指揮行車完成上料、卸料、入庫、出庫與倒庫等工作，確保倉庫內物流、信息流的同步，實現實時準確的庫存，提高倉庫的自動化管理水平。
二 國內外現狀分析
鋼鐵企業實施無線網絡有著其特殊性，環境相對比較惡劣，雖然在成品庫的環境要好一些，但是也是屬于重工業環境，因此對于設備和網絡的可靠性和穩定性提出了非常高的要求，綜合起來鋼鐵企業對于實施無線傳輸網絡的障礙在于：
(1)阻擋嚴重
吊車的物理支撐系統龐大，且全部為金屬構架，在整個廠的頂部形成一個極為嚴密的屏蔽區，而且跨與跨之間的鋼柱也有非常強的屏蔽作用，同時這些屏蔽物又會產生嚴重的多徑效應。
(2)溫度變化大
在夏天，吊車駕駛室內環境溫度能夠達到攝氏50度，而在冬天，由于煉鋼廠通常都是非封閉的環境，駕駛室的溫度幾乎和室外一樣，極限情況下能夠達到零下。
(3)粉塵嚴重
在成品庫方會比較干凈，但是在板坯庫則是較為嚴重的粉塵環境，吊車工作環境十分惡劣。
(4)電磁干擾
鋼鐵企業的生產設備一般都為中大型的設備，在設備啟動運行過程中會產生較大的電磁干擾，在距離這些設備較近的位置，可能會受到干擾，比如產生計算機的屏幕抖動等。
(5)長時間連續作業要求
鋼鐵企業生產節奏非常快，設備需要滿足長時間的高負荷的工作，因此系統和設備都需要非常穩定可靠而不能考慮普通企業級的系統和設備。
隨著國內外機械設備制造質量的逐步提高和自動化技術的飛速發展，西歐和日本等國先后將無線通信技術應用鋼鐵綜合生產管理進行了大量的研究和開發，目前國內外將無線技術應用于鋼鐵企業綜合管理信息系統的研究論文相對較多，但真正將無線技術應用與生產過程管理以及生產實時調度和監控領域還處于初級探索階段。
三 設計目標
綜合以上的分析，為了確保用戶的投資利益與應用需求，根據鋼鐵企業的環境特性和現場的操作特性，在系統設計時首當其沖考慮的是系統的穩定性和可靠性、其次是操作的便捷性、技術成熟性、可擴充性、易管理性、兼容性和安全性，保證系統運行的可靠與安全保密，建立經濟合理、資源優化的系統：
(1)網絡穩定性
穩定的網絡系統是生產的穩定的必要前提，一旦用戶使用了無線系統來替代原有的傳統工作方式，對無線系統的依賴性就會超過對某些生產機械的依賴性，一旦無線網絡癱瘓，整個生產必定會受到很大的影響。
(2)系統穩定性
移動的終端需要通過無線網絡實現和數據庫的雙向實時通信，如何通過無線網絡實現穩定可靠的數據傳輸，不丟失數據，數據不出錯，而且保證數據的及時響應都是保證車載終端正常工作的必要條件。
(3)設備可靠性
由于鋼鐵企業的特殊環境，必須使用具備車載防震、防塵、防水、抗高低溫、以及抗干擾等特性。
(4)安全性
整個系統應具備抗干擾性。安全保密性。不易被網絡外的用戶登陸。
(5)成熟耐用性
系統所包括的任何軟硬件產品，必須是成熟的并具有廣泛的實用性，在國內外應用中被證實是成熟和先進的。而且系統的軟硬件產品必須有長久的耐用性，使日后的長期維護經濟、可用。
(6)易于維護性
整個系統具備易于維護的特性，用戶的工程師可以對無線網絡進行靈活方便的管理，包括日常監控以及故障保修，而故障設備的返修也必須及時，不影響到生產上的需求。對車載終端只要進行硬件的維護就可以了，而不需要進行系統的維護。
(7)系統擴充性
整個系統可以隨著用戶應用的發展，能夠及其容易的進行擴展延伸，包括用戶應用系統的增加；覆蓋面積的增加；終端應用的增加，如配送等。即能進行系統升級，又可保護投資，不會對原有系統推翻重來。
(8)投資
系統應具備較好的性能價格比，在達到用戶系統要求的情況下，能夠最經濟的架構用戶的網絡系統，因為精簡的網絡系統將大大降低UPS、光纖、網線、交換機等硬件設備以及人員上的投資費用。
四 無線網絡方案設計
鋼鐵廠無線網絡系統有三部分組成：無線交換機、無線網絡交換機管理系統、無線接入點，其總體方案圖見圖1。
4.1 信道規劃
在多基站的無線網絡的設計中，需要考慮避免基站之間的同頻干擾，信息產業部無線電管理委員會規定了2.4Ghz頻段工作在2.402GHz～2.4835GHz，一共劃分了14個信道，每個信道占用帶寬22MHz，每相鄰兩個信道的中心頻點相隔4Mhz。
因此對于802.11b網絡來言，只有3個互不干擾的信道，4個有輕微干擾的信道。
根據我們測試的結果，兩個相鄰的基站如果采用相鄰的信道，通信速率將下降1/3左右，因此信道的合理劃分是一個不容忽視的問題。
因此我們選用1,6和11三個互不干擾的信道來進行組網，確保所有相鄰的基站使用的都是互不干擾的信道。如果考慮基站要考慮冗余備份，我們將使用4個有輕微干擾的信道，即1、5、10和14信道。
4.2 吊車安裝配置
吊車上的天線選擇7.5dbi全向天線，安裝在面向基站一側的駕駛室的外側，不管吊車移動到什么位置，一直保持天線面向基站一側，而且保持和基站之間的可視不阻擋。
4.3 無線基站選型
無線基站已經被廣泛應用，針對企業移動應用，無線基站的選型關鍵因素是：
(1)應用等級
無線基站有SOHO、企業和工業級三種應用等級，在企業移動應用中應該選擇企業級和工業級的基站，這是對網絡穩定性可靠性的一個基本保障。
(2)漫游性能
企業移動應用時，移動終端會在不同基站的覆蓋區之間移動，這就需要基站具有良好的漫游性能，如果基站漫游性能不好會導致切換時數據丟失或者鏈路不穩定。
(3)工作溫度和封裝等級
根據現場環境考慮對基站的環境要求，選擇滿足環境要求的基站。
(4)發射功率
基站覆蓋范圍的大小和發射功率息息相關，因此選擇符合國家標準范圍內的合適的發射功率的產品非常關鍵。根據鋼鐵企業的環境和吊車任務的關鍵性，無線基站我們建議使用工業級無線基站，我們推薦的是德國西門子工業級基站。
西門子基站在可靠性、堅固性和安全性方面表現出眾。通過工業無線局域網(IWLAN)基本技術，使得IEEE 802.11標準加以延伸，以符合工業領域用戶的要求。
產品的主要優點有以下幾個方面：
(5)工業無線基站性能
防塵防水設計的(IP65)堅固的金屬外殼，防水、防塵，防潮，耐沖擊，抗震動，即使在嚴重的機械負荷下也可以保證正常運行無故障，防護等級達到IP65。
工作溫度-20℃～+60℃(防冷凝)，以及眾所周知的西門子產品的機械耐用性，使得該產品格外穩定可靠。
(6)工業設計
無旋轉部件設計(例如無風扇運行以及用于墻壁安裝的堅固外殼)，IP67混合連接器使得該產品可以在惡劣環境或直接在室外進行安裝應用。
(7)安全性能高
該產品提供有先進的用戶識別(鑒別)和數據加密標準機制，并還可與現有安全系統很容易地進行集成，4級安全防護防止非法用戶的入侵。
(8)支持802.11a/b/g
不僅支持802/11b/g，同時還支持802.11a，充分保證客戶的投資，即使客戶的車載終端升級，無線基站還可以繼續使用，不需要再重新投入。
(9)支持雙Radio
在基站布線不方便的情況下，可以利用基站的橋接功能實現局域網的延伸。
(10)工業環境下的性能要求和保障
(11)對于主要客戶機和確定性數據通訊保證最低數據傳輸速率
(12)冗余無線連接
(13)循環鏈路檢查
(14)IP連接監控(IP Alive)
(15)中斷工業以太網連接時自動漫游(強制漫游)
4.4 車載終端選型
車載終端的應用使得客戶操作現場的數據采集得以實現，車載終端的選型主要從下面的幾個方面考慮：
應用等級主要區別于設備的堅固耐用，是否能滿足工業或惡虐環境下的關鍵任務。從表1區別開來。
從客戶現場環境以及應用的可控制性和周期性價比以及此次招標對車載終端德要求等綜合因素考慮，我們特別推薦加拿大PSION Teklogix公司的車載終端產品。
加拿大得邏輯公司作為全球工業無線產品的領導者，有著超過30年的移動終端設計，生產經驗。它是全球公認的移動車載終端的知名廠家，以提供特別堅固耐用的車載終端而聞名。
4.5 天饋線套件
天饋套件可以選擇：天線-西門子原裝、英國Mobilemark；饋線、跳線和連接頭-美國Andrew；防水套件-美國3M。
五 結束語
本文設計方案的優勢在于基于用戶的訪問控制策略使得用戶的權限被映射在整個無線移動域中，而不受用戶漫游到其他區域而失效；具備完善的無線信號監控與入侵檢測功能，能夠自動對整個網絡進行優化以及防止非法信號的干擾及入侵，保護網絡的安全。本設計方案已經成功運用到某鋼鐵企業，做到了無盲區、無丟包、無干擾，整個無線網絡穩定、可靠、快速和無縫覆蓋，具有較高的推廣應用價值。本方案中還有些問題需要進一步去探索研究，主要是安全問題、路由轉換問題、無線網管問題等。
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本文標題：企業無線網絡傳輸系統方案設計
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