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智能无线,规划在先--浅谈无线网络仿真规划对智能建筑建设的重要性

1.引言

智能建筑是信息技术在建筑领域应用的必然结果。随着生活水平的提高,人们对居住、办公等建筑环境也提出了更高的要求,智能化技术因而日益成熟并得到广泛应用。建筑智能化程度随科学技术的发展而逐步提高,近年来迅猛普及,日益得到社会广泛的认同和重视。建筑智能化已经成为现代高档建筑的主要特征。


国内有关智能建筑的研究,已处于明显上升的阶段:



图1-万方数据有关智能建筑的研究趋势知识脉络图


近年来,国内诸多学者对智能建筑的系统集成、综合布线、楼宇自动化、电器施工、质量监控、节能等方面进行了研究。从2007年开始,我国在智能建筑方面有了一些实践上的进程,在各大城市的不少中高档楼宇的园区通信、网络的建设中采用了全光网络光纤到户。[1] 2008年,国内大量的智能楼宇都设置了“楼宇自控系统”,利用建设所需的各种图像数据探测采集技术联网技术、图像处理、图像存储、信息综合传输与信息综合应用技术等。[2][3]2010年,物联网,网格等概念通过诸如上海世博馆等实例引入了智能建筑应用。到了2012年,云计算,WIFI等开始在智能建筑的应用中得到越来越多的关注。


但随着智能建筑中各种先进技术的实施,也引发了一些问题。例如在引入智能建筑工程项目的同时轻视了工程调研与需求分析;很多中小城市建筑智能化工程目标定位盲目与北京上海等直辖市或省会城市看齐,导致人力物力财力的浪费;建筑智能化工程的系统规划没有做好,应对工程实施的技术路线、系统设计思想、系统结构、系统设置内容、使用功能要求、设备配置标准、项目投资分配、系统运行环境、与相关专业的接口等各个方面提出相应的要求和设置原则。因此, 我国学者南京邮电大学的黄筱淑教授强调国内建筑智能化系统的建设、使用、管理三者常常分离。存在着“重建轻管”、“重硬轻软”的建设管理现象,后期管理投入不够管理应用水平低下, 致使许多智能建筑系统不能充分发挥作用甚至不能使用,这些问题,制约了建筑智能化的健康发展。


本文通过分析智能建筑中无线局域网部署遇到的问题,来强调弱电中无线网络规划对楼宇中各种智能应用的重要性。



2.无线技术的演进

众所周知,wlan(wireless local area networks)做为现今最流行的无线接入技术,几乎得到了所有智能终端的支持。经过发展,wlan的带宽也从几十兆演进到现在的数百兆,并正在向千兆无线继续演进。如图2所示,



图2-WLAN技术演进简图


3.无线网络的规划设计

在有线时代,为每个有接入需求的办公位都布放网线即可。而到了无线接入时代,这样干就行不通了:在楼宇或园区内的多个无线智能终端会共享接入同一个无线接入点(AP:access point),一般情况下,AP承载的用户数量和数据流量会远大于一根普通网线;同时,由于BYOD的兴起,各种无线终端在楼宇中的位置不都是固定的,因此数据流量的模型也发生了改变。如何设计无线网络的部署方式,如何有效管理智能楼宇中的各种设备状态,如何监控无线和有线网络中的流量分布并实时做出针对性的调整,这些问题都随着WLAN技术在智能楼宇中的大规模应用而逐步激化。


图3是一个常见的密集办公场所场景。当需要部署WLAN网络,满足用户无线上网需求、保障用户无线体验的同时,同时还要解决上述困扰时,无线网络规划设计的重要性就凸显出来了。



图3-密集办公场景


显然,手工规划的设计方式无法保证建筑物内的无线信号覆盖质量,会存在信号覆盖盲区和无线干扰等问题,同时,无线用户接入的带宽是否满足要求也无法求证。手工方式既无科学依据,也无法为客户体验提供有效保障,给后期设备扩容和网络维护也带来了巨大隐患。



图4-手绘规划图


现在,已经有厂商通过无线数字仿真系统为楼宇或园区的wlan部署做规划。



图5-无线仿真规划图


这些公司在数十年的无线领域实际项目操作中积累了丰富的经验,收集形成了WLAN规划模型库。通过调用模型库中的数据快速实施AP仿真布放。仿真参数涉及了材质衰减(水泥墙\玻璃墙等)、覆盖区域(重点、普通、AP安装区域)、信号传播(开放、半开放等)、频谱干扰(同频、邻频)等,可以对智能楼宇或园区环境进行高契合度的数字仿真还原。无线仿真规划的优势在于可以精确计算并在规划图上标识出每个AP的部署位置与信号覆盖范围,而且这种仿真规划的效率也非常高,平均每30分钟可以完成一个新楼层的规划。经测算,通过仿真规划图指导工程施工,后期建网周期可以缩短30%,网络运维问题降低20%。大量的实践证明,无线仿真规划工具的使用,为智能楼宇和智慧园区的网络建设提供了科学性和便利性。


很多智能建筑领域的专家也指出:智能建筑中的网络运维,不仅仅指硬件设备的管理,更深一层的需求在于对业务的控制和调度,通过灵活的策略下发使软件业务与硬件网路精密契合。然而,既要熟悉楼宇中网络硬件运行状态,也要精通业务调度的流程,而且大型智慧园区中的网络设备往往是由多家厂商提供的,这对运维人员的能力提出了很高的要求。其实,已经有厂商注意到这一点,整合了有线设备、无线设备、终端用户及智能策略管理并提供了统一的运维平台。



图6-智能楼宇一体化网络运维平台


4.结论

随着智能楼宇和智慧园区的建设与发展,无线应用会越来越多的出现在人们的生活与工作中。而为了让智能建筑中的无线网络更好地为用户服务,网络仿真规划与设计将会发挥更大的作用。



参考文献:

1、张吉春,高洁. 安全防范与智能楼宇[J]. 中国人民公安大学学报(自然科学版),2006,47(1):70-72


2、袁琴,杜乐. 浅谈智能楼宇系统集成技术[J].山西建筑,2008,34(2):359-360.


3、许毅平,周曼丽. 智能楼宇综合管理系统的设计[J].计算机应用研究,2003:93-96.


4、黄筱淑.顺应发展需求,探寻企业发展之道[J].智能建筑,2008,6(94):8-9.


5、黄筱淑.探讨智能建筑发展之趋势[J].智能建筑,2009,2(102):15-19.


6、黄筱淑.新技术新趋势引领行业发展[J].智能建筑,2010,6(118):24-26.


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