（通信与信息系统专业论文）基于wlan的无线会议信息系统的设计与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第l 页 摘要 随着国际合作与全球一体化的趋势越来越明显，各类国际学术会议举办的规模和频 率也迅速增大，因而对会议信息管理系统的网络化、数字化和智能化提出了更高的要 求。由于i e e e 8 0 2 1 1 技术的不断成熟，相关无线产品迅速更新换代，而且售价也不断 降低，无线局域网( w l a n ) 逐渐从工业生产和公共场所走进了千家万户，支持w i f i 的智能手机、上网本等移动终端也迅速为人们所熟悉。因此，基于无线局域网，充分 利用参会人员现有的无线终端设备，构建一个数字化的无线网络会议信息系统具有很 高的实用价值。 本硕士论文针对常见大型学术会议的特点，通过搭建无线局域网，设计了一款基于 c s 模式的无线会议信息系统。该系统具有会议广播、会议日程查询、人物查询、公共 信息查询、无线投票等常用功能，并个性化地添加了即时消息、幻灯片遥控、参会者 定位等实用功能，使参会人员可以更方便地拓展人际网络。系统总体设计充分利用了 现有的无线技术及无线产品，服务器端与移动终端处于一个大型的无线局域网中，并 就所选取模拟场景的w l a n 规划与设计中需要注意的问题进行了详细研究。论文采用 了s q ls e r v e r 数据库开发技术，局域网间通信使用支持u d p 协议的s o c k e t 通信，并 在基于n e t 框架的v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 软件平台上完成了服务器端与客户端的界面设计 与代码实现，基于w i n d o w sm o b i l e 平台的客户端程序增加了系统的易用性和兼容性。 此外，论文比较分析了常用的无线定位方法，建议了一种适合本系统应用环境的基于 r s s i 的位置指纹定位方法。 测试结果表明，该系统的通信覆盖范围可以满足大型会场的需要，并具备很强的可 扩展性。服务器和移动终端可以随时与任一终端进行通信，延时很小，基本不影响通 信效果。会议广播、信息查询、即时通信、幻灯片遥控、无线投票等功能都可以正常 使用，参会者定位精度可以控制在1 0 米之内，基本满足用户的使用需求。 关键词：无线会议系统；w l a n ；s q ls e r v e r ；s o c k e t 通信；无线定位；w i n d o w sm o b i l e 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 | 页 a b s tr a c t w i t ho b v i o u st r e n do fi n t e r n a t i o n a lc o o p e r a t i o na n dg l o b a li n t e g r a t i o n ，t h ef r e q u e n c yo f v a r i o u si n t e r n a t i o n a la c a d e m i cc o n f e r e n c e sw a sl a r g e l yi n c r e a s e d , s ot h a tt h ec o n f e r e n c e i n f o r m a t i o ns y s t e ms h o u l db em o r ed i g i t a l i z e d ，n e t w o r k e da n di n t e l l i g e n t a st h ef a s t d e v e l o p m e n to fi e e e8 0 2 11t e c h n o l o g i e s ，t h e r ea r em o r ea n dm o r en e ww i r e l e s sp r o d u c t s w i t hl o w e rp r i c e si nt h em a r k e t ，w i r e l e s sl o c a la r e an e t w o r k ( w l a n ) h a dag r a d u a ls h i f t f r o mi n d u s t r i a lp r o d u c t i o na n dp u b l i c p l a c e si n t of a m i l yu s a g e m a n yw i - f is u p p o r t e d m o b i l ed e v i c e sl i k es m a r tp h o n e ，n e t b o o ka n dp d a ，h a v eb e e nq u i t ef a m i l i a rb yp e o p l e t h e r e f o r e ，aw i r e l e s sc o n f e r e n c ei n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw l a n ，w h i c hf u l l yu s e e x i s t i n gw i r e l e s sd e v i c e sa n dn e t w o r kp r o d u c t s ，s h o u l dh a v eg r e a tc o m m e r c i a lv a l u e a c c o r d i n gt ot h ec o m m o nc h a r a c t e r i s t i c so fl a r g ea c a d e m i cc o n f e r e n c e s ，ac sm o d e w i r e l e s sc o n f e r e n c ei n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw l a ni sd e s i g n e di n t h i st h e s i s s o m e b a s i cf u n c t i o n sl i k eb r o a d c a s t ，a g e n d a ，p u b l i ci n f o r m a t i o n ，p e r s o ns e a r c ha n dw i r e l e s sv o t i n g a r ei n t e g r a t e di n t h i ss y s t e m i na d d i t i o n ，t h e r ea r ea l s os o m ec u s t o m i z e df u n c t i o n si nt h i s s y s t e m ，l i k ep p tr e m o t ec o n t r o l ，i n s t a n tm e s s a g i n ga n dp e o p l er a d a r , w h i c hm a k ei te a s i e r f o rp a r t i c i p a n t st oe x p a n di n t e r p e r s o n a ln e t w o r k i no v e r a l ls y s t e md e s i g n ，t h ee x i s t i n g w i r e l e s st e c h n o l o g i e sa n dp r o d u c t sa r ef u l l yu s e d ，b o t hs e r v e ra n dd e v i c e sa r ed e s i g n e di na l a r g ew i r e l e s sl a n ，b e s i d e s ，s o m ei m p o r t a n tp r o b l e m si nw l a np l a n n i n ga r es t u d i e di n d e t a i l s q ls e r v e rd a t a b a s ed e v e l o p m e n ta n ds o c k e tl a nc o m m u n i c a t i o nw i t hu d p p r o t o c o la r ei n v o l v e di nt h i st h e s i s ，t h ea p p l i c a t i o np r o g r a mf o rs e r v e ra n dd e v i c e ( w i n d o w s m o b i l ep l a t f o r m ) a r ef i n a l l yd e v e l o p e dw i t hv i s u a ls t u d i o2 0 0 5b a s e do n n e tf r a m e w o r k p l a t f o r m a f t e rc o m p a r i n gt h eu s u a lw l a np o s i t i o n i n gm e t h o d ，am e t h o db a s e do nr s s l w h i c hi ss u i t a b l ef o rc o n f e r e n c ee n v i r o n m e n ti ss u g g e s t e d t e s tr e s u l t ss h o wt h a tt h ee f f e c t i v en e t w o r kc o v e r a g ea n ds t r o n ge x p a n s i b i l i t yo ft h i ss y s t e m c a nt o t a l l ym e e tt h er e q u i r e m e n t so fl a r g e s c a l ec o n f e r e n c e s t h ed e l a yf o rc o m m u n i c a t i o n b e t w e e ns e r v e ra n dd e v i c e si st o os m a l lt oi n f l u e n c et h en o r m a lu s a g e f u r t h e r m o r e ， f u n c t i o n sl i k eb r o a d c a s t ，i n f o r m a t i o ns e a r c h ，i n s t a n tm e s s a g i n g ，p p tr e m o t ec o n t r o la n d w i r e l e s sv o t i n gw o r kw e l l a tl a s t ，t h ea c c u r a c yo fp e o p l ep o s i t i o n i n gi sc o n t r o l l e dw i t h i n 10 m ，w h i c hc o u l db a s i c a l l ym e e tt h er e q u i r e m e n t k e yw o r d s ：w i r e l e s sc o n f e r e n c es y s t e m ；w l a n ；s q ls e r v e r ；s o c k e t ；w i r e l e s s p o s i t i o n i n g ；w i n d o w sm o b i l e 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密d 使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“扩) 指导老师签名： 日期：29 l ，夕z 夕 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1 针对大型会议环境，在不影响现有网络和最大限度利用现有移动设备的前提 下，提出了一种方便实用、快速部署的无线会议信息系统解决方案。 2 在系统总体设计中，提出了用户i d 与终端i p 地址绑定的原则，针对所选取模 拟会议场景，设计了覆盖面广、扩展性强的无线局域网拓扑结构。 3 设计了一个内容丰富、结构合理、资源利用率高的会议数据库管理系统，以满 足系统使用过程中大量用户频繁查询数据的要求。 4 比较了几种常用w l a n 定位方法，基于会场环境，选取了基于r s s i 的位置指 纹定位方法，提出了本系统中定位模块的流程设计和实现方法。 5 利用基于n e t 框架的v s 2 0 0 5 开发环境，开发了基于p c 的服务器端程序和基 于w i n d o w sm o b i l e 平台的客户端程序，系统集成了多项会议常用基本功能， 还添加了即时通信、幻灯片遥控、参会者定位等特色功能。 学位论文作者签名：动婚 日期：矿的旦谬 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 随着社会的飞速发展，世界各国之间的合作日益紧密，于是各类的国际会议也越来 越多。据i c c a ( t h ei n t e r n a t i o n a lc o n g r e s s & c o n v e n t i o na s s o c i a t i o n ，国际大会及会议 组织) 提供的数据表明了以下几个趋势：第一，全球国际会议的数量不断增长。 1 9 9 5 年，全球共召开国际会议3 0 0 0 个，到2 0 0 4 年增加到4 8 0 4 个，平均年增长率为 6 。第二：在亚洲召开的国际会议数量大幅提高。1 9 9 5 亚洲及中东地区召开的国际会 议数量为4 9 7 个，2 0 0 4 年增加到8 6 8 个，增长幅度很大。第三，中国接待国际会议数 量跻身世界前列。刚刚发布的2 0 0 7 年统计报告显示，我国大陆( 不含港澳台) 在国家 排名中跃居为第1 1 名，北京更是进入全球十强会议城市，名列第8 位【l 】。因此会展业 就变成了一个前景广阔的产业，也是各地政府大力扶植的对象，于是对会议系统等配 套设备的需求也会急剧增多，会议系统的研发课题也变得更加重要【2 】。 大型国际会议的形式逐渐从传统的报告型变成讨论型，再到当今的论坛型。比如国 际学术会议，参会人员不再是简单地听几场报告，或者跟几位专家学者在会场上激辫 一番，而是利用几天的论坛，尤其是会后晚宴或鸡尾酒会等活动，拓展自己的交际网 络，从而获得更多的学术交流及项目合作的机会。然而会场通常很宏大，参会人员众 多，于是如何能够快速地找到自己想找的人就成了大家都很头疼的事情。这时候就需 要有一个非常方便的手持无线会议信息系统，帮助人们快速地查找人物信息，及时与 其进行即时通信，甚至确定对方在会场中所处的位置，以获得面对面交谈的机会。 目前正在研究的会议系统也在向着无线化、智能化的方向发展，但多数学者和公司 都把注意放在音频或视频会议系统上，功能不外乎无线麦克风1 3 j ，投票表决【4 】等传统功 能，只是把以前有线的会议系统变成了可移动的无线系统而己，功能上并没有太大的 创新，也使得这样的会议系统还是只局限在报告会或者讨论会现场，没有成为参会人 员接收会议广播、查询各类信息并进行相互沟通的实用工具。此外，在大多数人都致 力于开发无线会议系统的硬件设备时，不能忽视当今智能手机终端以及无线局域网技 术的飞速发展，以及相关产品的日益普及，所以为何不最大限度地利用这些设备，开 发一个最低成本，最高效率的无线会议信息系统呢? 本论文即基于上述研究背景，依托w l a n 和智能手机设备的普及趋势，设计了一 套利用无线局域网将主机服务器与智能终端组成c s 模式的无线会议信息系统，真正 帮助人们在会议过程中，更加方便地获取信息，结识更多感兴趣的朋友。这种布置便 捷、操作简单、功能齐全的高效无线会议信息系统也必将具有很好的市场前景。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 页 1 2 无线会议系统技术现状 根据不同的应用需求，会议系统包括有线会议系统和无线会议系统两种解决方案。 有线会议系统属于早期解决方案，实施简单，技术相对成熟，比如深圳台电 ( t a i d e n ) 公司的h c s - - 4 1 0 0 数字会议系统和台湾j t sc s 1s e r i e s 手拉手会议系 统1 5 】，功能已经非常完善。然而有线会议系统在移动性、可扩展性等方面的局限性，尤 其是一次性布线之后，很难再根据要求进行改造，因此已经难以满足当今会议的弹性 需求。 无线会议系统则优势明显，可随时布置，并根据参会人员的多少确定组网的大小和 终端的数目。会议过程中，终端可以自由移动，不受位置的限制。现在的会场规模宏 大，装饰华美，显然这种环境中无线会议系统更便于安装使用和维护升级，于是无线 会议系统的设计得到各大厂商的关注，并将成为会议系统发展的主流方向。 无线会议系统市场上，业界领先的依然是国外的一些品牌，如：德国贝拉、森海塞 尔、荷兰飞利浦、美国s 印j i 也和日本t o a 、y a m a h a 等，这些国外厂商在无线会议 系统的研究方面起步早，技术突出，有成套的解决方案且实施经验丰富。国内对无线 会议系统的研究仍处于发展阶段，产品与国外品牌还存在一定的差距【6 】。但国内厂商的 发展速度还是可圈可点的，涌现出了一些具有国际竞争力的品牌，深圳台电( t a i d e n ) 公司就是其中优秀的代表，该公司始终坚持自主创新，拥有会议系统的全部核心技术 与自主知识产权，在无线会议系统、同声传译系统等多个领域居国际领先水平，并成 为i c c a 中国区唯一一家国际大会会议设施技术支持成员。台电已经成功为北京奥运 会、上合组织元首峰会、联合国( 纽约) 等大型会场提供全套解决方案，并在前不久 为刚刚竣工的国家会议中心配备了h c s 5 3 0 0 、h c s 5 1 0 0 等系列产品【7 1 。 目前的无线会议系统主要有两种类型：红外无线会议系统和基于2 4 g h z 射频的无 线会议系统。 红外无线系统利用红外光线传输声音和控制信号，具有射频通信无法比拟的一些优 势：首先红外线不能穿透墙壁和天花板，这样可以保证其私密性不逊于有限系统；其 次红外传输没有电磁辐射，不会受到其他无线电干扰或恶意窃听【8 】。然而多数红外会议 系统采用模拟方式进行音频传输，其频率响应为1 0 0 h z 4 k h z ，仅相当于普通电话的 音质水平，效果不够清晰( 人耳能辨识的音频频率响应应为2 0 卧2 0 k h z ) 。虽然 t a d e n 的h c s 5 1 0 0 数字红外会议系统先将语音进行数字化编码在进行传输，提高了 音频效果，但红外会议系统通信距离有限，对网络化的支持有限，很难形成智能的会 议系统。 基于2 4 g h z 射频技术的无线会议系统目前市场上产品也很多，如雷蒙a d c s 全数 字无线会议系统，该系统通过对会议音视频及控制信号的全数字处理，采用无线跳频 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 技术，功能上可实现会议发言、会议表决、同声传译及会议视像追踪等功能，技术应 用上又解决了24 g 无线会议的不稳定性和无线会议所要求的保密性，是一款优秀的会 议系统。然而24 g 射频技术的扩展性和持续发展仍有一定的局限，不能完全嵌入当前 网络环境，从而造成无线信号的纷繁复杂和资源浪费。 前面提到的无线会议系统在功能应用方面更多地集中在会议发言、投票表决、同声 传译等报告会本身的一些需求，而如果从整个论坛型会议的角度来考虑组织者和参会 人员的需求，会议广播、各类信息查询、即时通信及参会者定位等功能同样非常必要， 即更需要个无线会议信息系统。这方面瑞士公司s p o t m e 的研究相对领先，s p o t m e 公司于2 0 0 1 年创立，所设计的s p o t m e 产品多次在国际科技创新评选中获奖，其最新 的第三代s p o t m e 目前已经在众多大型国际会议或展览中使用，受到很多参会人员的推 祟，如图l _ 1 。可以把s p o t m e 看做一个组网的无线p d a ，具有会议日程、即时消息、 公文包、参加人员查询、地图、搜索、交换名片等非常有趣的功能，非常适合论坛型 会议或大型展会使用，可以帮助参会人员很方便地获得相关资讯，拓展人际关系。但 由于该产品，价格昂贵且尚未大量生产，很多会议都是租用该无线会议系统，并没有 得到广泛推广p j 。 图1 - ls p o t m e 终端示意图 本谋题设计即是受s p o t , h e 中有趣功能的启发，研究了最新的短距离无线通信技术， 结合移动终端的发展现状及未来趋势，根据大型学术会议的应用背景来设计和开发的 一款网络化、智能化和数字化的低成本高效率无线会议信息系统。 1 3 短距离无线通信技术比较 无线通信包括中远距离无线通信和短距离无线通信。中远距离无线通信多应用在手 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 页 机移动通信、工业控制、能源勘探等领域，通常需要申请专门的无线频道，通过设立 基站组建无线网络，通信距离可达几十公里，最大甚至达到几千公里。短距离通信的 通信距离在几米到几百米，不需专用频道，组网简单，通常只需具备无线发射器和无 线接收终端即可，于是很适合室内使用，应用范围遍及人们工作、生活的许多领域。 目前使用比较广发的短距离无线通信技术包括：蓝牙( b l u e t o o t h ) 、i e e e8 0 2 1 1 和 红外数据传输( i r d a ) 。此外，还有一些很有发展潜力的无线技术标准，如：z i g b e e 、 超宽带( u w b ) ，以及美国的h o m e r f 技术和欧洲的h i p e r l a n 技术，因后两者在国内 还没有应用，因此暂不考虑，各种技术的特点如表1 1 所示。 表1 1 几种短距离无线通信技术的比较 1 红外数据传输( h - d a ) 技术 i r d a 是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人网 ( w n 州) 的技术。目前k d a 标准相关的软、硬件技术都很成熟，在小型移动设备如 手机、p d a 以及笔记本电脑、打印机等产品中已广泛使用。采用i r d a 标准的无线设 备最初只能在1 击范围内以1 1 5 2 k b p s 的速度来传输数据，但很快发展到4 m b p s 和1 6 m b p s 两种速率。 i r d a 无需申请频率的使用权，因此采用红外通信的成本低廉，并具有芯片体积小、 功耗低、连接和使用方便等优势。红外线不能穿越墙壁和天花板的特点也保证了通信 的私密性，使其在无线会议系统中得到广泛使用。然而i r d a 只能视距传输，且要求两 台设备必须对准，中间不能被其他物体阻隔，也不能多台设备组网通信，开发过程中 有很大的局限性【1 0 】。 2 蓝牙( b l u e t o o t h ) 技术 蓝牙技术诞生于1 9 9 4 年，当时爱立信公司为建立手机与其附件间的通信，开发了 一种低成本、低功耗的无线接口，后来该技术陆续获得了p c 业界巨头的支持。蓝牙协 议的标准版本为i e e e8 0 2 1 5 1 ，由蓝牙小组( s i g ) 负责开发。它是一种无线数据与语 音通信的开放性全球规范，将通信技术与计算机技术进一步结合，实现各种设备在没 有电缆连接的情况下，可以再近距离范围内实现相互通信或远程操作。其传输频段为 全球公用的2 4 g i - i zi s m 频段，能够提供最高1 m b p s 的传输速度和1 0 m 的传输距离】。 蓝牙技术相较i r d a ，具有通信距离更长，对方向性没有要求等优势，但其遇到的 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 页 最大阻碍是价格昂贵，并突出表现为芯片大小和价格都难以降低、传输距离太短、抗 干扰能力不强、信息安全问题等。 3 i e e e8 0 2 1 1 技术 w e e8 0 2 1 1 规范是目前常用的一系列无线局域网标准，它规定了无线终端与基站 ( b s ) 或无线接入点( a p ) 之间的接口，以及无线终端相互之间的通信接口。m e e 8 0 2 1 1 定义了两种无线局域网的物理特性：直接序列扩频( d i r e c t s e q u e n c es p r e a ds p e c t r u m ， d s s s ) 和跳频扩频( f r e q u e n c yh o p p i n gs p r e a ds p e c t r u m ，f h s s ) ，二者都工作在2 4 g h z 的i s m 频段上，属于工业自由辐射频段。并且正e e 8 0 2 1 1 使用了动态速率转换功能， 允许数据传输率根据噪声水平自动切换，当一个设备侦测到信噪比有改善，信道会自 动提升到适当的速掣1 2 j 。m e e8 0 2 1 1 加g 是目前最主流的三种标准，其中w e e8 0 2 1 l g 的传输速率最高可达5 4 m b p s ，通信覆盖范围可达几百米甚至几公里，完全可以满足办 公及家庭环境下的使用。近年来随着w e e8 0 2 1 l 芯片价格的不断降低，以及相关网 络产品的不断涌现，支持w e e8 0 2 1 1 协议的无线局域网己走进了各大办公区域甚至家 庭应用环境。最新的w e e8 0 2 1 1 n 协议更是将数据传输速率提高到了3 2 0 m p s ，最高 可达5 0 0 m p s ，从而可以对其开发更多多媒体通信方面的应用。 4 z i g b e e 技术 z i g b e e 技术主要应用在短距离范围且数据传输速率要求不高的电子设备之间。它 可谓是蓝牙的同族兄弟，同样使用2 4 g h z 波动，采用调频技术。相较蓝牙，z i g b e e 虽然传输速率更低，只有2 5 0 k b p s ，但具有使用简单、功率及价格更低的优判1 3 】。其 技术特点包括以下几点： 功耗低。这也是z i g b e e 支持者一直引以为豪的独特优势，其设备在待机模式 下，两节普通5 号干电池可使用6 个月以上。 成本低。由于其传输速率低，协议简单，成本也得到了大大降低。 数据传输速率低。只有1 0 2 5 0 k b p s ，专注于低速率传输应用。 网络容量大。每个z i g b e e 网络最多可以支持2 5 5 个设备。 有效范围大。相对于i r d a 和蓝牙，其有效覆盖范围扩大到了7 5 米。 综合考虑，z i g b e e 很适合低功耗、低成本、网络化的系统设备使用，但由于起步 较晚，目前z i g b e e 芯片类型还不多，支持该技术的设备也不够普及，并没有进入大规 模商用的阶段。 5 超宽带( u w b ) 技术 u w b 是一种无线载波通信技术，不采用正弦载波，而是采用那标记的非正弦波窄 脉冲传输数据，因此其所占用了很宽的频谱范围，并可以在这么宽的频谱范围内利用 低功率脉冲传送数据而不会对常规窄带无线通信系统造成干扰。u w b 技术具有系统复 杂度低、发射信号功率频谱密度低、对信道衰落不敏感、低截获能力、定位精准度高 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 等优点，非常适合室内等密集多径场所的高速无线接入【1 4 1 。同z i g b e e 类似，u w b 技 术也处于开发阶段，未来前途还要取决于各种无线方案的技术发展、开发成本、用户 习惯和市场成熟度等多方面的因素。 综上所述，i r d a 和蓝牙技术普及度较高，相关产品非常成熟，但通信范围有限， 且不适合组网；z i g b e e 与u w b 技术分别在低功耗和高传输速率方面有很大的优势， 但由于技术起步晚，相关产品还不多。相比之下，正e e8 0 2 1 1 技术具有覆盖范围广、 组网简单、传输速率高、产品普及程度高等明显的优势，因此成为本课题中无线会议 信息系统通信技术的最佳选择。 1 4 论文的研究思路和内容安排 本论文主要研究基于w l a n 的无线会议信息系统，首先参考了国内外无线会议系 统的发展现状，选择学术会议作为典型应用场景，综合应用了无线局域网技术、局域 网跨平台通信、数据库设计、w i n d o w sm o b i l e 系统应用程序开发及w l a n 定位等技术。 文章首先根据学术会议场景及应用需求，对无线会议信息系统进行总体设计及功能 模块设计，通过比较选择了正e e 8 0 2 1 1 技术进行无线组网，之后分别对系统服务器端 和终端进行了硬件及软件平台的搭建，并根据功能描述设计了数据库管理系统，然后 介绍了各功能模块的流程设计与程序实现，并对开发过程中的关键技术进行了详细阐 述。此外，参考最新的无线局域网定位方法和模型，设计了本系统中参会者定位模块 的流程。 本文第二章根据系统需求分析，介绍了系统的总体设计、功能模块设计和使用，并 着重对无线局域网的规划与设计、通信协议的选择和现有无线定位方法做了详细阐述。 本文第三章首先介绍了系统服务器端的设计，以及移动终端的硬件平台和操作系统 的选择，然后详细描述了数据库设计过程和局域网通信的实现。 本文第四章描述了系统开发的软件平台以及搭建过程中遇到的常见问题，对各主要 功能模块的设计过程进行流程分析。然后阐述了开发过程中遇到的几项关键技术和难 题，介绍了解决这些难题的方法。最后对整个系统进行了功能测试，并分析了系统的 优点和待改进的地方。 本文第五章总结了无线会议信息系统的开发工作，以及课题研究中获得的经验和体 会，最后分析了系统有待改善的地方，展望了今后的工作。 西南交通大学额士研究生学位论文 第7 页 2 1 系统概述 第2 耄：系统总体设计与关键技术 本课题设计的无线会议信息系统，包括一台系统主机作为服务嚣端，通过无线局域 舟( e e8 0 21 i 技术，无线分布式系统) 连接多个移动终端。会议过程中，管理员控 制主枫，除了执行参会人员信息管理、会议日程管理、数据库更新、备类信息查询等 基本功能，还可以实时向所有终端发送通知类型的会议广播，或向特定终端发送即时 鞘息，查询并定位某个参会人员每个参会人员可以使用手持的移动终端接收会议通 知，进行会议日程、人物信息、实用公共信息等信息查询还可以获取特定参会者位 置信息，并对蘑兴趣的人发送邵时梢息，从而很好地辅助参会人员进行社交活动。 2 2 功能总体方案与功能设计 2 21 系统结构组成 m # # ，7h * “r jp d a 昏辽l 、篷盐 。一- ，- 一一曼登曼! 堂“一一一一 如图2 - 1 所示，本系统由服务器、无线局域网和移动终端三个主要部分组成。 服务器由一古与交换机相连的p c 扮演，f c 上运行服务器端程序，并提供数据 库访问服务，可执行会议管理任务，以及满足终端的查询需求。 由交换机与若干a p 组成的无线局域隔覆盖了整个会议现场，使用户可以在任 何位置轻松接入无线甥络，该无线网络除提供终端接入系统外，还可以提供正 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 常的i n t e m e t 接入功能。 移动终端有很多选择，可以是会议系统开发的手持终端，也可以是参会人员自 己的智能手机、p d a 、笔记本电脑等移动设备( 必须具有w i f i 功能) ，只需 在设备上运行客户端程序，就可以使用系统提供的信息查询等服务。 2 2 2 功能模块设计 针对论坛型学术会议的应用环境，并分析参会人员的查询需求和使用习惯，特为无 线会议信息系统的服务器端和终端设计了实用的功能模块，图2 2 和图2 3 分别显示了 服务器端和终端的功能模块结构图。 图2 2 服务器端功能模块结构图 系统中的主要功能模块满足了参会人员的典型使用需求，体现了本系统的功能特 色。主要模块介绍如下： 1 ) 会议广播( b r o a d c a s t ) 会议过程中，管理员要将当日的会议主题及时间、地点安排等信息发送给每一位参 会人员，而且经常会有会议日程的临时变动，需要以紧急通知的形式发送给相关人员。 因此会议广播功能是本系统最基本的功能，广播内容要求及时、准确地发送到相关人 士。如果该通知只影响一部分参会人员，可以选择不同的接收人群，对于重要通知， 可要求接收者对通知进行确认。 。 2 ) 会议日程查询( c o n f e r e n c ea g e n d a ) 通常会议的日程安排表相当复杂，参会人员很难将其全部记住，于是可以通过移动 终端查询日程安排，并可以设定日期间隔、会议地点、会议类型等查询条件。 3 ) 实用公共信息查询( p u b l i ci n f o r m a t i o n ) 参会人员多是从其他城市前来参加会议，对当地的天气、餐饮、住宿、交通、旅游 西南交通大学硕士研究生学位论文 第9 页 等情况并不是很了解，于是会议组织方可以提前编辑好这些实用信息，录入数据库中， 并定期对某些信息( 如天气、交通路况) 进行更新。参会人员可以通过移动终端查询 不同类型的实用信息，方便自己的餐饮和出行。 图2 3 终端功能模块结构图 4 ) 人物查询( p e r s o ns e a r c h ) 由于参会人员众多，花名册会比较厚重，拿在手里不方便，而且查阅过程也不算简 单。这时用户可以使用移动终端的任务查询功能，只需要输入被查询人的姓名，就可 以得到此人的详细介绍，如工作地点、研究方向、主要著作、联系方式等，从而方便 用户了解此人，进而与其联系或者当面交谈。 5 ) 即时消息( i n s t a n tm e s s a g i n g ) 会议过程中，用户可以使用即时消息功能，向朋友或想要认识的人发送即时消息， 从而取得联系，解决宏大会场中不容易找到对方的难题。为避免唐突，向陌生人发消 息时，可以使用“交换名片 功能，将自己的个人信息发送给对方，作为自我介绍。 6 ) 无线投票( w i r e l e s sv o t i n g ) 投票表决功能是传统会议系统中不可或缺的一项功能，也是增强会议互动性的一个 有效手段，本系统同样设计了此项功能，用户可以通过终端对某个讨论主题进行投票 表决，主机收到表决数据后，将其存入数据库并进行结果统计。 7 ) 幻灯片遥控( p p tr e m o t ec o n t r 0 1 ) 幻灯片是利用m i c r o s o f t 的p o w e r p o i n t 办公软件制作的一种p p t 格式文件，演讲者 通过放映图文并茂的幻灯片，可以更直观地阐述自己的观点，使听众更容易理解。目 前用来远程控制幻灯片的无线演示器等设备已经相对普及，然而此类设备功能单一， 添加了用户手里的设备数量，所以可以将该功能集成到无线会议信息系统中，演讲者 只需要一个终端，就可以同时实现幻灯片的远程控制。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 0 页 8 ) 参会者定位( p e o p l e r a d a r ) 参会者定位功能是本系统最具特色的功能，用户使用参会者定位功能，可以查找某 个特定人物当前所在的位置，从而使会议中参会人员的社交活动变得更加方便。 此外，正e e8 0 2 1 1 技术的传输速率达到5 4 m b p s 以上，完全可以传输音频或视频 数据，因此系统还可以扩展无线麦克风和视频会议等功能模块。 2 2 3 系统流程分析 系统使用过程中，要达到通过终端发来的信息唯一辨识某个用户，必须保证用户 i d 与终端口地址一一对应的原则。本系统在实际会议场景中的使用流程大致为： 会议开始前，主办方工作人员对参会人员进行检录，包括录入参会人员基本信 息，分配具有固定口的移动终端，如果参会人员自己有智能手机等设备，则 可以直接下载客户端程序，同时将设备设置某个固定口，工作人员负责把这个 口地址与此人i d 进行绑定。 会议期间，用户可以使用终端接收广播，查询信息或收发即时消息，也可以在 晚会过程中定位特定人物。 会议结束后，参会人员只需要归还会议终端，或直接删除个人设备上的客户端 程序即可。 图2 - 4 系统总体流程示意图 为了增强系统的易用性，系统操作界面应尽量简单，避免复杂的操作流程。由于服 务器端与终端功能模块设计相似，这里仅以服务器端为例，介绍其操作流程。如图2 4 所示，工作人员成功登陆系统后，可以使用各个功能模块及其子功能，完成会议管理 过程中的各个任务。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 1 页 2 3 无线局域网规划与设计 2 3 1ie e e 8 0 2 11 系列标准 介绍无线局域网( w l a n ) 系列标准和特点之前，先认识一下w i f i ( w i t l e s s f i d e l i t ) r ) ，即无线保真，它在无线局域网的范畴指的是“无线相容性认证”，是一种商 业认证i l 引。但现在看来，w i f i 已被人们公认为w l a n 的代名词，但其实两者之间存 在着本质的区别：w i f i 是一种无线局域网产品的认证标准，而w l a n 标准则是无线 局域网的技术标准，两者保持着同步更新的状态。w i f i 并不是只针对某一w l a n 技 术标准，而是随着无线技术标准的多样化，针对的是整个w l a n 领域。 1 9 9 7 年，i e e e 发布了第一个国际认可的无线局域网标准正e e8 0 2 1 1 ，该标准 定义了物理层和介质访问控制( m a c ) 协议规范【l6 1 。物理层定义了数据传输的信号特 征和调制，工作在2 4 0 0 0 2 4 8 3 5 g h z 频段。由于传输速率最高只达到2 m b p s ，所以主 要被用于数据的存取。此后，在m e e8 0 2 。1 l 协议的基础上，m e e 推出了i e e e 8 0 2 1 1 b “e f f i n 等一系列改进版的无线局域网标准。下面简单介绍一下几种主流的 协议标准。 1 ) i e e e8 0 2 1 1 b 1 9 9 9 年9 月被正式批准的正e e8 0 2 1 1 b 标准，是对i e e e8 0 2 1 1 的一个补充，它可 以支持最高位1 1 m b p s 的数据传输速率，工作在2 4 g h z 的i s m 频段上，采用点对点模 式和基本模式两种运作模式，最多可提供三个互不重叠的子信道。8 0 2 1 1 b 引入了动态 速率调节技术，可以根据实际环境在1 1m b p s 、5 5m b p s 、2m b p s 、1m b p s 的不同速 率间自动切换，以弥补环境的不利影响。8 0 2 1 1 b 使用补码键控编码( c c k ) 直序跳频 ( d s s s ) 的调制技术，由于d s s s 在很宽的无线频段上扩展传输信号，因此抗无线噪 声和干扰的能力更强。 2 ) 正e e8 0 2 1 1 a i e e e8 0 2 1 1 a 标准在1 9 9 9 年9 月正式通过，工作在5 g h z 频段上，它完全抛弃了 8 0 2 1 1 中的扩频传输技术，而采用一种叫正交频分复用( o f d m ) 的多载波调制技术。 8 0 2 1 1 a 的数据传输速度最高可达到5 4 m b p s ，最多可提供1 2 个互不重复的子频道，每 个接入点最多支持“个并发用户。8 0 2 1 1 a 与8 0 2 1 1 b 工作在完全不同的频带，采用 的调制技术也完全不同，因此两者互不兼容，但可以共存于同一区域而互不干扰。 3 ) i e e e8 0 2 1 1 9 2 0 0 3 年6 月正式批准，该标准可视作对8 0 2 1 l b 的提速( 从1 1m b p s 提高到5 4 m p s ， 仍工作在2 4 g 频段) ，。8 0 2 1 l g 提供3 个互不重叠的子信道，采用o f d m 调制技术， 并保留了8 0 2 1 1 b 所采用的c c k 技术【1 7 】，于是保证了对8 0 2 “b 设备的向下兼容性， 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 2 页 从而延长了8 0 2 1 1 b 产品的使用寿命，减低了用户成本。 表2 1 三种主要i e e e8 0 2 1 1 标准的特性比较 4 ) i e e e8 0 2 1l b a g 比较 i e e e8 0 2 1l b a g 是目前最主要的三种w l a n 标准，表2 1 中比较了它们各自的特 点。8 0 2 1 1 b 成本低，功耗小，使用广泛，但1 1 m b p s 的传输速率已经无法满足目前多 媒体通信的需要。8 0 2 1 1 a 传输速率高，抗干扰能力强，但由于5 g h z 频段需要申请使 用，且其与8 0 2 1 1 b 无法兼容，因此支持该标准的设备不多，而且售价高昂。速度同样 达到5 4 m b p s 的8 0 2 1 1 9 ，由于可以很好地兼容8 0 2 1 1 b 标准，而且功耗更低，传输距 离更远，目前市场上主流产品都是8 0 2 1 1 9 标准【1 引。 5 ) i e e e8 0 2 1 1 n 为了实现高带宽、高质量的w l a n 服务，使w l a n 达到以太网的性能水平，i e e e 8 0 2 1 1 n 应运而生，于2 0 0 9 年9 月正式通过。首先，8 0 2 1 1 n 采用多入多出( m i m o ) 与o f d m 相结合的技术，使数据传输速率由目前的5 4 m b p s 提高到1 0 8 m b p s ，最高甚 至达到5 0 0 m b p s 。其次，与以往的标准不同，8 0 2 1 1 n 为双频工作模式( 2 4