方案-无锡振华汽车附件有限公司生产车间WIFI无线覆盖方案建议V20160415.1.doc

机密文件未经许可，请勿外传蓝创无锡振华汽车附件有限公司生产车间WIFI无线覆盖方案建议书By 江苏蓝创智能科技股份有限公司 By 无锡蓝创感知技术服务有限公司版本历史版本时间修改内容完成人 V20160415.12016-04-15提纲、正文戴军毅目录版本历史2目录3一、需求调研5（一）客户定位5（二）需求调研5（三）调研素材6二、方案思路8（一）覆盖原则8（二）无线制式选择原则8（三）设备选型原则91、AP92、AC103、供电104、局域网交换机或POE交换机115、天线11（四）AP点位部署问题111、覆盖目标的距离112、频点分配113、AP间距124、天线调校125、覆盖目标性质126、现场电子设备13三、方案设计14（一）条码扫描作业区14（二）生产设备区15（三）车间局域网15（四）供电15（五）AP频点15（六）SSID16（七）IP分配16（八）AP其他无线配置16一、需求调研（一）客户定位无锡振华汽车附件有限公司（一下简称“振华”）是一家集设计、研发、制造为一体的全方位汽车零部件制造企业，本着“以专业保证质量，以诚信赢得客户”的宗旨，以精湛的工艺、优良的质量、完善的服务在同业中树立了良好的信誉，是上海大众、上海通用、上海汽车和神龙汽车等国内大型汽车公司的一级配套供应商。振华公司具有科学合理、职责明确、优化高效的管理体系，通过引入ERP系统和OA办公自动化，全面实现了公司管理体系的信息化。振华公司不断投入大量资金进行技术改造，形成较强的规模化生产能力，具备完善的产品检测能力和试验能力，拥有高精度的产品测量设备、实验设备和材料试验、分析设备，市场占有率在同行业处领先地位。历年来振华公司被评为“上海大众A级供应商”、“神龙汽车优秀供应商”、“上海汽车优秀质量奖”等荣誉称号。今后振华公司将在努力为客户提供优质产品的同时，更全方位的部署企业，大幅度提高产品品质、降低运输偏差，是产品缺陷率、合格率得到完美保障。（二）需求调研基于以上定位和为客户提供高质量产品和高效率服务的宗旨，振华提出在生产车将进行WIFI全覆盖的需求。对此，调研分析如下要点：（1）8个车间，WIFI无线全覆盖。（2）第一步首先是对条码扫描作业的网络接入。目前公司整体光缆已经从总机房部署到各车间分机房，但是条码扫描作业需要在生产车间一定区域空间移动，因此无法用网线连接扫描枪等硬件，需要通过无线网络将扫描枪等接入网络，与总机房服务器进行双向通讯。（3）后期还要考虑对剪板、大冲、小冲、焊接等车间的生产设备的数据采集的网络接入，以及仓库管理和物流的网络接入。（4）为了节省投入周期和维护成本，希望采用能自组网、吞吐量高且稳定的工业级设备。（三）调研素材现场的平面图和照片如下。图一 厂区整体平面图图二 2#车间内部实景1图三 2#车间内部实景2二、方案思路基于以上分析要点，本案设计思路如下。（一）覆盖原则有所侧重，保证重点，兼顾次要，逐步展开，统一接入。即，综合考虑效果和投入，以及建设和后期维护运营的实际，所谓的全覆盖，也是有重点和次要之分的，重点区域必须保证覆盖到位，次要区域覆盖相对可以有所降低；整个项目逐步开展，先覆盖接入条码扫描，后续覆盖接入生产设备数据采集，今后集成到统一的平台进行管理和运营。（二）无线制式选择原则鉴于振华对无线网络可靠性和吞吐量的要求，我们建议802.11n无线制式，优点是：1、传输高普通的802.11 a/b/g制式，最高54M，实际用户速率在20M左右；而11n的制式，可以达百兆传输，和5类线以太网线相当。2、覆盖范围广802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证用户接受稳定的无线信号，并减少其他信号的干扰，覆盖范围能大普通11g制式的6倍以上。3、稳定性高除了上述智能天线技术外，还采用了MIMO技术，无线信号多路收发，解决散射、反射的多径干扰问题，稳定性和抗干扰能力大大提高，甚至可以传输局域网内的语音和视频等实时业务数据。4、兼容性好802.11n制式设计之初即保证了向后的兼容性，如果现场有802.11 a/b/g制式的覆盖，可以统一接入802.11n网络。5、复杂环境下的适用性由于采用了MIMO及智能天线技术，信号穿透性更好，更容易消除盲点，简化前期查勘设计工作，减少部署数量，降低组网成本。6、接入数量更大普通802.11 a/b/g制式同时最大接入20个左右的终端就会有吞吐卡顿问题，而802.11n由于智能天线和MIMO的技术，每个天线分集下都可以同时接入大量的用户，因此更适合于用户终端数量较多的密集接入场合，以及用户终端经常移动的场合。（三）设备选型原则确定了无线制式的选择以后，就可以缩小无线设备品牌选型范围，同时还有以下几个注意点。1、AP除了支持802.11n外，还建议采用瘦AP的产品。原因是，传统的AP不光光是无线的接入点，还承担了路由等功能，比如DHCP、VPN、访问列表、MAC过滤、上网行为、账户管理等等功能，这种专业上叫胖AP，所以AP需要消耗大量的CPU性能在路由管理功能上，降低了纯AP接入的性能；而在要求大吞吐高可靠的应用场合，比如，比工业级要求更高的电信级WIFI应用中，往往采用单纯无线接入的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，这样的好处是，无线侧组网部署更快捷、维护量少，AC侧管理更强大，可以批量分发配置和统一网管。另外，建议采用支持动态功率调整和动态频率分配的AP，这样在复杂无线环境中，允许AP之间互相通过算法来协商和自行设定合适的功率和频点，减轻无线规划和维护的工作量。还有，AP将处于大量的无线信号中，不可避免接收各种信号的冲击，可能会“吊死”，因此选择能自侦测自恢复的AP很有必要。2、AC即统一的接入控制器。采用瘦AP后，无线访问的各项管理功能，都由AC来控制。因此要求AC具备统一网管的功能，具备能对AP进行批量配置的功能（比如配置共性的功能），支持对AP自组网、动态功率、冬天频率分配的算法；且为了网络安全，AC必须能与企业自建的RADIUS、PORTAL门户等都能集成，形成企业网络管理平台，提供友好的统一访问界面以及友好的配置界面。这样的好处就是，大大降低网管在建设和维护阶段的工作量，结合瘦AP，能易于快速的组网和扩展。此外，考虑到故障维护的分层分段隔离以及整体管理的灵活性，建议在总机房部署总的AC，然后各个车间可以部署分支AC。建议趁这次无线建设机会，集成AC、企业自建的RADIUS、PORTAL门户等（如有），形成企业网络管理平台，实现有线无线一体化管理，提供基于WEB的配置、维护、性能监控、网络安全、用户账户等的统一管理。3、供电建设WIFI无线覆盖，本来就是要减少有线线路或者有线线路无法部署，而设备供电却必须布线。对此，随着WIFI无线产品的技术发展，大部分应用场合都用了POE网线供电技术，可以减少布线。但是这个技术也有2个条件就是，AP需要支持POE，同时作为大量AP的部署环境来讲的话，还需要部署一台POE交换机，可以实现较远距离的取电；如果不是POE交换机则需要给每个AP配套一个POE模块，就近取电，这样对AP侧的安装部署带来麻烦。因此，建议，如果车间AP部署数量较多的情况下，车间内在部署POE交换机，目前POE交换机最少端口有8端口的。4、局域网交换机或POE交换机振华各车间空间较大，车间办公室一般都在东西一侧，如果单纯网线布线将超出网线最长传输距离；此外，振华总机房到各车间已经光缆到车间，但车间内还没有布线，建议车间局域网交换机或POE交换机到AP视距离可选择室内光缆布线。这也要求局域网交换机或POE交换机支持光口。5、天线 考虑到振华车间金属较多，空间较大，移动作业，建议选择高增益定向天线，同时支持水平和垂直两种极化方向。此外，支持旁瓣和上波瓣抑制，天线背向泄露功率较小。（四）AP点位部署问题AP部署点位主要考虑如下几点。1、覆盖目标的距离包括水平和垂直距离。为了发挥最佳无线接入性能，建议面向覆盖目标，水平距离不要超过15米，垂直角度偏差小于30度。2、频点分配传统的802.11b等制式，共11个频点，但必须间隔5个频点才互不干扰，所以通常也只能用3个频点；802.11n频点较丰富，但如果AP较多，也需要对频点进行规划，尽量避免相对方向、有效覆盖水平和垂直范围内没有相同或相近的频点的AP；3、AP间距为了尽量避免干扰，AP间水平至少距离2米分开安装；如果不能，且安装于同一根立杆，则垂直至少距离1.5米，水平角度尽可能错开至少60度安装。4、天线调校上述干扰问题，还可以通过将相互干扰的AP的天线，进行极化方向的正交来消除，即一个采用水平极化安装，一个采用垂直极化安装，这样电磁波在空间和时间的两个维度会“正好交错开”；此外，还可以通过调整天线的水平方向、俯仰角、增益、功率来降低干扰。另外，采用定向天线也远比全向天线好。定向天线在抗干扰、覆盖距离、接入终端数量上都高于全向天线；但是，在必要的情况下，定向和全向相互补充覆盖较好，重点区域定向覆盖，次要区域全向覆盖，类似于视频监控的枪机和球机的相互补充覆盖。5、覆盖目标性质金属物的覆盖一向是WIFI覆盖的头疼问题，因为金属表面能遮挡屏蔽无线信号的穿透，且如果金属表面较光滑的话，会形成镜面，对无线信号进行反射，表面粗糙的话会进行散射，形成对多径干扰，甚至对AP自身产生干扰，严重时会使得AP射频模块“吊死”。因此，针对金属覆盖物，有效的解决办法是360度多方位布点覆盖而不是单角度覆盖。6、现场电子设备AP的安装位置，以及覆盖方向上尽量不要有电机、微波炉等会产生无线干扰源的电子设备，最少离开2米左右。三、方案设计基于方案设计思路的原则和要点。本案对车间覆盖方案设计如下。除了生产线不同外，车间整体结构、长宽高基本相同，本案本版，暂以1#车间为主设计覆盖方案，其余车间可参考进行，区别在于针对不同的对象进行AP不同的布点和数量。下图为1#车间的AP无线覆盖方案建议示意图。上图说明如下。（一）条码扫描作业区跨度较大，且有移动位置作业，所以为了保证无线覆盖的全面性，分别部署6个定向天线的AP。其中1、3、5号同向覆盖，2、4、6号同向但与1、3、5号对向覆盖，分别安装于车间从北至南的横梁或立柱上，需要避开行车吊安装，每个AP都单独点位，不与其他AP共点位，距离分开5-10米。这样就能对条码扫描作业区实现全覆盖。（二）生产设备区因为生产设备属于大型生产加工设备，旁边有电控柜，而电控柜一般都有布线接入PLC等控制系统，因此今后设备数据采集有两种方式：1、可以不用WIFI直接接入，而是通过电控柜中PLC走以太网或专用通讯转以太网接入到局域网进行通讯。2、PLC控制系统增加WIFI无线通讯模块，该区域上部安装全向AP，PLC通过无线模块与AP通讯接入局域网；该全向AP可以同时接入多条生产线的多个PLC，同时也可作为有线以太网接入的备份链路。（三）车间局域网车间办公室部署可网管局域网交换机，交换机距离1号全向天线AP以及1号、6号定向天线AP较远，通过光缆布设接入车间办公室局域网交换机，再接入企业整体局域网。（四）供电因为车间现场强弱电分隔，AP安装位置又比较分散，建议通过AP+POE模块就近取电，条件允许的话通过POE交换机集中供电。（五）AP频点各AP都分配不同的频点，同时，最靠近且相向覆盖的AP之间尽量分配最大间隔的频点。本案分配示例：假设有11个频点，则1号、2号、3号、4号、5号、6号定向天线AP频点分别1、6、11、2、7、12；而1号全向天线因为距离较远，可以分配11个频点中的任