方案無錫振華汽車附件有限公司生產(chǎn)車間WIFI無線覆蓋方案建議V0415.1

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1、 機(jī)密文件 未經(jīng)許可，請(qǐng)勿外傳 藍(lán)創(chuàng) 無錫振華汽車附件有限公司 生產(chǎn)車間WIFI無線覆蓋 方案建議書 By 江蘇藍(lán)創(chuàng)智能科技股份有限公司 By 無錫藍(lán)創(chuàng)感知技術(shù)服務(wù)有限公司 版本歷史 版本 時(shí)間 修改內(nèi)容 完成人 V20160415.1 2016-04-15 提綱、正文 戴軍毅 目錄 版本歷史 2 目錄 3 一、需求調(diào)研 5 （一）客戶定位 5 （二）需求調(diào)研 5 （三）調(diào)研素材 6 二、方案思路 8 （一）覆蓋原則 8 （二）無

2、線制式選擇原則 8 （三）設(shè)備選型原則 9 1、AP 9 2、AC 10 3、供電 10 4、局域網(wǎng)交換機(jī)或POE交換機(jī) 11 5、天線 11 （四）AP點(diǎn)位部署問題 11 1、覆蓋目標(biāo)的距離 11 2、頻點(diǎn)分配 11 3、AP間距 12 4、天線調(diào)校 12 5、覆蓋目標(biāo)性質(zhì) 12 6、現(xiàn)場(chǎng)電子設(shè)備 13 三、方案設(shè)計(jì) 14 （一）條碼掃描作業(yè)區(qū) 14 （二）生產(chǎn)設(shè)備區(qū) 15 （三）車間局域網(wǎng) 15 （四）供電 15 （五）AP頻點(diǎn) 15 （六）SSID 16 （七）IP分配 16 （八）AP其他無線配置 16 一、需求調(diào)研 （一）客戶定位 無

3、錫振華汽車附件有限公司（一下簡(jiǎn)稱“振華”）是一家集設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造為一體的全方位汽車零部件制造企業(yè)，本著“以專業(yè)保證質(zhì)量，以誠(chéng)信贏得客戶”的宗旨，以精湛的工藝、優(yōu)良的質(zhì)量、完善的服務(wù)在同業(yè)中樹立了良好的信譽(yù)，是上海大眾、上海通用、上海汽車和神龍汽車等國(guó)內(nèi)大型汽車公司的一級(jí)配套供應(yīng)商。 振華公司具有科學(xué)合理、職責(zé)明確、優(yōu)化高效的管理體系，通過引入ERP系統(tǒng)和OA辦公自動(dòng)化，全面實(shí)現(xiàn)了公司管理體系的信息化。 振華公司不斷投入大量資金進(jìn)行技術(shù)改造，形成較強(qiáng)的規(guī)模化生產(chǎn)能力，具備完善的產(chǎn)品檢測(cè)能力和試驗(yàn)?zāi)芰?，擁有高精度的產(chǎn)品測(cè)量設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料試驗(yàn)、分析設(shè)備，市場(chǎng)占有率在同行業(yè)處領(lǐng)先地位。

4、歷年來振華公司被評(píng)為“上海大眾A級(jí)供應(yīng)商”、“神龍汽車優(yōu)秀供應(yīng)商”、“上海汽車優(yōu)秀質(zhì)量獎(jiǎng)”等榮譽(yù)稱號(hào)。 今后振華公司將在努力為客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時(shí)，更全方位的部署企業(yè)，大幅度提高產(chǎn)品品質(zhì)、降低運(yùn)輸偏差，是產(chǎn)品缺陷率、合格率得到完美保障。 （二）需求調(diào)研 基于以上定位和為客戶提供高質(zhì)量產(chǎn)品和高效率服務(wù)的宗旨，振華提出在生產(chǎn)車將進(jìn)行WIFI全覆蓋的需求。對(duì)此，調(diào)研分析如下要點(diǎn)： （1）8個(gè)車間，WIFI無線全覆蓋。 （2）第一步首先是對(duì)條碼掃描作業(yè)的網(wǎng)絡(luò)接入。目前公司整體光纜已經(jīng)從總機(jī)房部署到各車間分機(jī)房，但是條碼掃描作業(yè)需要在生產(chǎn)車間一定區(qū)域空間移動(dòng)，因此無法用網(wǎng)線連接掃描槍等硬件，

5、需要通過無線網(wǎng)絡(luò)將掃描槍等接入網(wǎng)絡(luò)，與總機(jī)房服務(wù)器進(jìn)行雙向通訊。 （3）后期還要考慮對(duì)剪板、大沖、小沖、焊接等車間的生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集的網(wǎng)絡(luò)接入，以及倉庫管理和物流的網(wǎng)絡(luò)接入。 （4）為了節(jié)省投入周期和維護(hù)成本，希望采用能自組網(wǎng)、吞吐量高且穩(wěn)定的工業(yè)級(jí)設(shè)備。 （三）調(diào)研素材 現(xiàn)場(chǎng)的平面圖和照片如下。 圖一 廠區(qū)整體平面圖 圖二 2#車間內(nèi)部實(shí)景1 圖三 2#車間內(nèi)部實(shí)景2 二、方案思路 基于以上分析要點(diǎn)，本案設(shè)計(jì)思路如下。 （一）覆蓋原則 有所側(cè)重，保證重點(diǎn)，兼顧次要，逐步展開，統(tǒng)一接入。 即，綜合考慮效果和投入，以及建設(shè)和后期維護(hù)運(yùn)營(yíng)的實(shí)際，所謂的全覆蓋，

6、也是有重點(diǎn)和次要之分的，重點(diǎn)區(qū)域必須保證覆蓋到位，次要區(qū)域覆蓋相對(duì)可以有所降低；整個(gè)項(xiàng)目逐步開展，先覆蓋接入條碼掃描，后續(xù)覆蓋接入生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集，今后集成到統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行管理和運(yùn)營(yíng)。 （二）無線制式選擇原則 鑒于振華對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)可靠性和吞吐量的要求，我們建議802.11n無線制式，優(yōu)點(diǎn)是： 1、傳輸高 普通的802.11 a/b/g制式，最高54M，實(shí)際用戶速率在20M左右；而11n的制式，可以達(dá)百兆傳輸，和5類線以太網(wǎng)線相當(dāng)。 2、覆蓋范圍廣 802.11n采用智能天線技術(shù)，通過多組獨(dú)立天線組成的天線陣列，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整波束，保證用戶接受穩(wěn)定的無線信號(hào)，并減少其他信號(hào)的干擾，覆蓋范

7、圍能大普通11g制式的6倍以上。 3、穩(wěn)定性高 除了上述智能天線技術(shù)外，還采用了MIMO技術(shù)，無線信號(hào)多路收發(fā)，解決散射、反射的多徑干擾問題，穩(wěn)定性和抗干擾能力大大提高，甚至可以傳輸局域網(wǎng)內(nèi)的語音和視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。 4、兼容性好 802.11n制式設(shè)計(jì)之初即保證了向后的兼容性，如果現(xiàn)場(chǎng)有802.11 a/b/g制式的覆蓋，可以統(tǒng)一接入802.11n網(wǎng)絡(luò)。 5、復(fù)雜環(huán)境下的適用性 由于采用了MIMO及智能天線技術(shù)，信號(hào)穿透性更好，更容易消除盲點(diǎn)，簡(jiǎn)化前期查勘設(shè)計(jì)工作，減少部署數(shù)量，降低組網(wǎng)成本。 6、接入數(shù)量更大 普通802.11 a/b/g制式同時(shí)最大接入20個(gè)左右的終端就

8、會(huì)有吞吐卡頓問題，而802.11n由于智能天線和MIMO的技術(shù)，每個(gè)天線分集下都可以同時(shí)接入大量的用戶，因此更適合于用戶終端數(shù)量較多的密集接入場(chǎng)合，以及用戶終端經(jīng)常移動(dòng)的場(chǎng)合。 （三）設(shè)備選型原則 確定了無線制式的選擇以后，就可以縮小無線設(shè)備品牌選型范圍，同時(shí)還有以下幾個(gè)注意點(diǎn)。 1、AP 除了支持802.11n外，還建議采用瘦AP的產(chǎn)品。原因是，傳統(tǒng)的AP不光光是無線的接入點(diǎn)，還承擔(dān)了路由等功能，比如DHCP、VPN、訪問列表、MAC過濾、上網(wǎng)行為、賬戶管理等等功能，這種專業(yè)上叫胖AP，所以AP需要消耗大量的CPU性能在路由管理功能上，降低了純AP接入的性能；而在要求大吞吐高可靠的應(yīng)

9、用場(chǎng)合，比如，比工業(yè)級(jí)要求更高的電信級(jí)WIFI應(yīng)用中，往往采用單純無線接入的AP，即瘦AP，而把上述路由等管理功能都后移到AC即接入控制端，這樣的好處是，無線側(cè)組網(wǎng)部署更快捷、維護(hù)量少，AC側(cè)管理更強(qiáng)大，可以批量分發(fā)配置和統(tǒng)一網(wǎng)管。 另外，建議采用支持動(dòng)態(tài)功率調(diào)整和動(dòng)態(tài)頻率分配的AP，這樣在復(fù)雜無線環(huán)境中，允許AP之間互相通過算法來協(xié)商和自行設(shè)定合適的功率和頻點(diǎn)，減輕無線規(guī)劃和維護(hù)的工作量。 還有，AP將處于大量的無線信號(hào)中，不可避免接收各種信號(hào)的沖擊，可能會(huì)“吊死”，因此選擇能自偵測(cè)自恢復(fù)的AP很有必要。 2、AC 即統(tǒng)一的接入控制器。采用瘦AP后，無線訪問的各項(xiàng)管理功能，都由AC來

10、控制。因此要求AC具備統(tǒng)一網(wǎng)管的功能，具備能對(duì)AP進(jìn)行批量配置的功能（比如配置共性的功能），支持對(duì)AP自組網(wǎng)、動(dòng)態(tài)功率、冬天頻率分配的算法；且為了網(wǎng)絡(luò)安全，AC必須能與企業(yè)自建的RADIUS、PORTAL門戶等都能集成，形成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，提供友好的統(tǒng)一訪問界面以及友好的配置界面。這樣的好處就是，大大降低網(wǎng)管在建設(shè)和維護(hù)階段的工作量，結(jié)合瘦AP，能易于快速的組網(wǎng)和擴(kuò)展。此外，考慮到故障維護(hù)的分層分段隔離以及整體管理的靈活性，建議在總機(jī)房部署總的AC，然后各個(gè)車間可以部署分支AC。 建議趁這次無線建設(shè)機(jī)會(huì)，集成AC、企業(yè)自建的RADIUS、PORTAL門戶等（如有），形成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，實(shí)

11、現(xiàn)有線無線一體化管理，提供基于WEB的配置、維護(hù)、性能監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安全、用戶賬戶等的統(tǒng)一管理。 3、供電 建設(shè)WIFI無線覆蓋，本來就是要減少有線線路或者有線線路無法部署，而設(shè)備供電卻必須布線。對(duì)此，隨著WIFI無線產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展，大部分應(yīng)用場(chǎng)合都用了POE網(wǎng)線供電技術(shù)，可以減少布線。但是這個(gè)技術(shù)也有2個(gè)條件就是，AP需要支持POE，同時(shí)作為大量AP的部署環(huán)境來講的話，還需要部署一臺(tái)POE交換機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的取電；如果不是POE交換機(jī)則需要給每個(gè)AP配套一個(gè)POE模塊，就近取電，這樣對(duì)AP側(cè)的安裝部署帶來麻煩。因此，建議，如果車間AP部署數(shù)量較多的情況下，車間內(nèi)在部署POE交換機(jī)，目前

12、POE交換機(jī)最少端口有8端口的。 4、局域網(wǎng)交換機(jī)或POE交換機(jī) 振華各車間空間較大，車間辦公室一般都在東西一側(cè)，如果單純網(wǎng)線布線將超出網(wǎng)線最長(zhǎng)傳輸距離；此外，振華總機(jī)房到各車間已經(jīng)光纜到車間，但車間內(nèi)還沒有布線，建議車間局域網(wǎng)交換機(jī)或POE交換機(jī)到AP視距離可選擇室內(nèi)光纜布線。這也要求局域網(wǎng)交換機(jī)或POE交換機(jī)支持光口。 5、天線 考慮到振華車間金屬較多，空間較大，移動(dòng)作業(yè)，建議選擇高增益定向天線，同時(shí)支持水平和垂直兩種極化方向。此外，支持旁瓣和上波瓣抑制，天線背向泄露功率較小。 （四）AP點(diǎn)位部署問題 AP部署點(diǎn)位主要考慮如下幾點(diǎn)。 1、覆蓋目標(biāo)的距離 包括水平和垂

13、直距離。為了發(fā)揮最佳無線接入性能，建議面向覆蓋目標(biāo)，水平距離不要超過15米，垂直角度偏差小于30度。 2、頻點(diǎn)分配 傳統(tǒng)的802.11b等制式，共11個(gè)頻點(diǎn)，但必須間隔5個(gè)頻點(diǎn)才互不干擾，所以通常也只能用3個(gè)頻點(diǎn)；802.11n頻點(diǎn)較豐富，但如果AP較多，也需要對(duì)頻點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃，盡量避免相對(duì)方向、有效覆蓋水平和垂直范圍內(nèi)沒有相同或相近的頻點(diǎn)的AP； 3、AP間距 為了盡量避免干擾，AP間水平至少距離2米分開安裝；如果不能，且安裝于同一根立桿，則垂直至少距離1.5米，水平角度盡可能錯(cuò)開至少60度安裝。 4、天線調(diào)校 上述干擾問題，還可以通過將相互干擾的AP的天線，進(jìn)行極化方向的正交來消

14、除，即一個(gè)采用水平極化安裝，一個(gè)采用垂直極化安裝，這樣電磁波在空間和時(shí)間的兩個(gè)維度會(huì)“正好交錯(cuò)開”；此外，還可以通過調(diào)整天線的水平方向、俯仰角、增益、功率來降低干擾。 另外，采用定向天線也遠(yuǎn)比全向天線好。定向天線在抗干擾、覆蓋距離、接入終端數(shù)量上都高于全向天線；但是，在必要的情況下，定向和全向相互補(bǔ)充覆蓋較好，重點(diǎn)區(qū)域定向覆蓋，次要區(qū)域全向覆蓋，類似于視頻監(jiān)控的槍機(jī)和球機(jī)的相互補(bǔ)充覆蓋。 5、覆蓋目標(biāo)性質(zhì) 金屬物的覆蓋一向是WIFI覆蓋的頭疼問題，因?yàn)榻饘俦砻婺苷趽跗帘螣o線信號(hào)的穿透，且如果金屬表面較光滑的話，會(huì)形成鏡面，對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行反射，表面粗糙的話會(huì)進(jìn)行散射，形成對(duì)多徑干擾，甚至對(duì)

15、AP自身產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得AP射頻模塊“吊死”。因此，針對(duì)金屬覆蓋物，有效的解決辦法是360度多方位布點(diǎn)覆蓋而不是單角度覆蓋。 6、現(xiàn)場(chǎng)電子設(shè)備 AP的安裝位置，以及覆蓋方向上盡量不要有電機(jī)、微波爐等會(huì)產(chǎn)生無線干擾源的電子設(shè)備，最少離開2米左右。 三、方案設(shè)計(jì) 基于方案設(shè)計(jì)思路的原則和要點(diǎn)。本案對(duì)車間覆蓋方案設(shè)計(jì)如下。 除了生產(chǎn)線不同外，車間整體結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)寬高基本相同，本案本版，暫以1#車間為主設(shè)計(jì)覆蓋方案，其余車間可參考進(jìn)行，區(qū)別在于針對(duì)不同的對(duì)象進(jìn)行AP不同的布點(diǎn)和數(shù)量。 下圖為1#車間的AP無線覆蓋方案建議示意圖。 上圖說明如下。 （一）條碼掃描作業(yè)區(qū) 跨度較大，

16、且有移動(dòng)位置作業(yè)，所以為了保證無線覆蓋的全面性，分別部署6個(gè)定向天線的AP。其中1、3、5號(hào)同向覆蓋，2、4、6號(hào)同向但與1、3、5號(hào)對(duì)向覆蓋，分別安裝于車間從北至南的橫梁或立柱上，需要避開行車吊安裝，每個(gè)AP都單獨(dú)點(diǎn)位，不與其他AP共點(diǎn)位，距離分開5-10米。這樣就能對(duì)條碼掃描作業(yè)區(qū)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。 （二）生產(chǎn)設(shè)備區(qū) 因?yàn)樯a(chǎn)設(shè)備屬于大型生產(chǎn)加工設(shè)備，旁邊有電控柜，而電控柜一般都有布線接入PLC等控制系統(tǒng)，因此今后設(shè)備數(shù)據(jù)采集有兩種方式： 1、可以不用WIFI直接接入，而是通過電控柜中PLC走以太網(wǎng)或?qū)Ｓ猛ㄓ嵽D(zhuǎn)以太網(wǎng)接入到局域網(wǎng)進(jìn)行通訊。 2、PLC控制系統(tǒng)增加WIFI無線通訊模塊，該區(qū)

17、域上部安裝全向AP，PLC通過無線模塊與AP通訊接入局域網(wǎng)；該全向AP可以同時(shí)接入多條生產(chǎn)線的多個(gè)PLC，同時(shí)也可作為有線以太網(wǎng)接入的備份鏈路。 （三）車間局域網(wǎng) 車間辦公室部署可網(wǎng)管局域網(wǎng)交換機(jī)，交換機(jī)距離1號(hào)全向天線AP以及1號(hào)、6號(hào)定向天線AP較遠(yuǎn)，通過光纜布設(shè)接入車間辦公室局域網(wǎng)交換機(jī)，再接入企業(yè)整體局域網(wǎng)。 （四）供電 因?yàn)檐囬g現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)弱電分隔，AP安裝位置又比較分散，建議通過AP+POE模塊就近取電，條件允許的話通過POE交換機(jī)集中供電。 （五）AP頻點(diǎn) 各AP都分配不同的頻點(diǎn)，同時(shí)，最靠近且相向覆蓋的AP之間盡量分配最大間隔的頻點(diǎn)。本案分配示例：假設(shè)有11個(gè)頻點(diǎn)，則1號(hào)

18、、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)定向天線AP頻點(diǎn)分別1、6、11、2、7、12；而1號(hào)全向天線因?yàn)榫嚯x較遠(yuǎn)，可以分配11個(gè)頻點(diǎn)中的任意一個(gè)，低頻點(diǎn)穿透性強(qiáng)、距離遠(yuǎn)但傳輸速度慢，高頻點(diǎn)穿透性差、距離近但傳輸速度快，按需選擇配置，折衷可選6。 （六）SSID 各AP都分配相同SSID，可以實(shí)現(xiàn)在AP間自由切換漫游。 （七）IP分配 一個(gè)車間7個(gè)IP，則8個(gè)車間需要56個(gè)，如果企業(yè)整體IP充足，可以通過企業(yè)總DHCP服務(wù)器來自行分配；否則，建議在每個(gè)車間再部署分支AC控制器，啟用DHCP，為AP、條碼槍等獨(dú)立分配IP，各自為獨(dú)立私網(wǎng)，由車間交換機(jī)轉(zhuǎn)換接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。 （八）AP其他無線配置 建議統(tǒng)一配置相同的無線加密和安全，建議通過AC批量配置。 15