建筑小区无线监控网络的设计与实现

 　　摘 要：该文为了实现对多建筑小区进行全面监控，通过选用移动AdHoc网络和无线分组网络等热点技术进行设计，随之在分析小区应用环境的基础上构造出建筑小区无线监控网络框架，最后为了使该文中的无线监控网络能够适应多建筑小区网络多跳及拓扑的特点，提出了相应的路由技术方案和移动管理技术方案。最终为我们国家多建筑小区无线网络监控网络的实现奠定了坚实的理论基础和实证依据。

　　关键词：建筑小区;移动AdHoc网络;路由技术方案;移动管理技术方案

　　中图分类号：TP39 文献标志码：A

　　《建筑科技》(双月刊)创刊于1989年，是由上海市建筑科学研究院(集团)有限公司主办的建筑刊物。根据国家新闻出版广电总局“新广出审【2016】2973号”文件，同意《粉煤灰》杂志于2017年4月更名为《建筑科技》，原刊号CN31-1715/TQ作废，新编国内统—连续出版物号为CN31-2135/TU。

　　随着社会信息化的快速发展，为了满足人们的生活需要，网络方面也得到了快速发展，现如今比较盛行的无线局域网、无线家域网等均为人们的生活带来很多方便。但与此同时用户对于信息的需求也出现了多样性、即时性、移动性等诸多特点，其需求也给无线网络的发展带来机遇和挑战。在传统的有线网络应用发展中，虽然能够给小区提供稳定的网络环境，但是目前随着小区规模的逐渐扩大，有线网路的弊端也尤为突出，于是就需要建设一个比较完备的综合性小区网络环境来满足人们的需求，为人们提供更为舒适的生活环境。与传统的网络相比，无线网络的使用就显得十分重要，但是并不是所有的无线网络均可以满足小区需要，尤其是对于如今多建筑小区的用户来说，有些无线网络的覆盖质量、带宽等均会对用户的体验感产生影响。因此，为了进一步优化当前的无线网络，使其能够满足当前的建筑群环境，该文结合无线网络的研究热点——无中心自组织网络设计，来建设一类能够广泛应用于多住宅建筑区的无线网络体系。

　　1 小区无线监控网络系统

　　1.1 无线移动自组织网络

　　在该文所采用的无移动自组织网路主要是当前网络研究的热点——移动AdHoc网络。其主要特点就是能够在一个比较广阔的建筑范围内，很好地实现多跳的无线网络类型，该网络具备优良的自组织特性，从而在很大程度上实现网络系统的灵活组建，拥有较强的抗毁能力;在AdHoc网络结构中，分布着很多带有无线收发装置的移动节点，因此就可以很好地实现在任何时间利用无线信道形成一个任意网状的拓扑结构。更为重要的是在该网络中的很多移动节点能够任意移动，因此一旦这些节点发生移动，就能够及时改变拓扑结构，从而实现在没有现有网络基础设施的条件下提供有效的通信支撑环境，最终拓宽移动通信网络的应用环境。

　　1.2 小区无线监控网络系统方案

　　在对小区网络环境进行相关的分析之后，该文提出目前小区的无线监控网络系统需要具备以下功能：首先要能够为多个用户提供安全、稳定的网络，能够很好地抵御外来的攻击等;其次，能够为小区提供即时的信息支持，并且在实现智能化小区服务的过程中奠定良好的基础;最后就是在铺设无线网络的时候要能够做到随时调整、改善，即保证网络有一定的修改空间。因此对于该种无线网络系统的设计，就需要网络节点拓扑维护与自组织结构，并且在网络系统的各个节点之间能够实现多跳信息的传输，从而最终支持多用户、多业务等相关处理。

　　综上可知，该文在对当前应用广泛的无线移动自组织网络进行适宜改善的基础上，提出了该研究中的相关建筑小区无线监控网络的系统方案。该方案最为主要的特点就是能够在无线移动自组织网络中进行一定的分群，同时为了方便整体结构的相关操作，该文通过对其拓扑结构进行修正，在网络拓扑变化的过程中达到分群的变化比较小且操作均比较简单等系列举措。

　　2 小区无线监控网络路由技术方案

　　2.1 路由技术

　　在路由技术中，由于每个网络建设的目标功能有着较大的差异，在网络中的路由算法因特性不同而用于特定的网络环境中，因此路由算法所应用环境的目标就会对路由协议的设计造成影响。与此同时不同的网络以及路由资源等系列要求同样也会影响到整个路由协议的设计。但是在路由算法中，不管其影响因素如何变化，其路由设计具备的目标包括以下几方面：优化;操作简单、低耗能;网络的稳定、安全性能;能够实现快速收敛;具有较强的靈活性。

　　2.2 小区无线监控网络路由技术方案设计

　　该文在对现有的路由技术方案进行详尽的研究分析之后，根据多建筑小区的现实网络环境需求以及即将要实现的网络环境的系列功能特点，该文中所选择的路由算法只有群首负责路由探索过程的控制，并且在群首之间的网关只负责转发路由探索包。

　　在上述的信息包结构中，当源节点是一个普通节点的时候，当出现临时路由表未对到达目的节点路由进行记录的时候，此时源节点就会向自己的群首发送相关的请求，随后再由群首执行路由探索该过程;但是当源节点变为群首的时候，则直接发起相对应的路由探索过程。

　　与此同时，为了进一步保证小区无线监控网络系统的有效运行，该文对该路由进行了 RREQ包结构的转发和路由缩短设计，即在实际应用路由的过程中，在群首之间泛洪RREQ过程中，群首就会发现自身邻群群首出现在RREQ已经经过的群首当中，且不是上一个转发RREQ的群首，于是为了进一步保证其系统的正常行驶功能，就会实现对该路由进行及时地缩短处理。

　　3 小区无线监控网络的移动管理

　　3.1 移动协议

　　所谓的移动协议，又可以称为移动IP，其主要是指由IETF提出的实现移动终端在网络中全方位的移动或者漫游的相关协议。简单来说，移动IP技术能够实现在不需要修改自身IP地址的情况下，跨子网随意移动和进行漫游;更为重要的是，在实现跨子网移动和漫游的过程中，对于原来子网中的所有权限均可以继续拥有。

　　3.2 小区无线监控网络的移动管理技术及应用

　　通过对现实环境小区的网络环境和功能进行详细的分析之后，该文认为在目前的建筑小区中的网络监控网络节点会发生一定的移动变化，其主要的变化原因有如下几个方面：首先，在网络使用过程中会出现网络终端的损毁，此时就需要对网络进行移动处理;其次就是当小区由于后期的建筑环境等发生变化时其节点也随之发生变化;最后就是由于受到外界因素的影响制约，会改变网络监控的位置。

　　对此，该文提出了2类移动管理技术：漫游的管理、越区切换的管理。因为网络互联的主要目的就是使移动网络能够在更大的范围内移动应用;但是一旦移动终端在全网范围内移动时，就会导致其超出原先所在子网的区域范围，所以原来的路由协议就无法实现对该移动终端的即时追踪，于是就必须使用移动管理技术来实现这一功能。在该文中应用的移动网络就是可以很好地解决网内移动终端漫游的技术方法。

　　4 结语

　　该文主要研究在当前小区建筑环境中的无线监控网络建设工作，通过对网络技术以及小区的网络功能进行分析后，提出相应的路由技术以及移动管理技术，希望其研究成果能够为促进我国无线监控网络的发展提供参考。

　　参考文献

　　[1]赵坤华.多建筑小区无线监控网络的设计与实现[D].上海：复旦大学，2009.

　　[2]冯扬.智能小区无线网络系统安全研究[J].电子测量技术，2014，37(2)：132-136.

《建筑小区无线监控网络的设计与实现》

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文章名称： 建筑小区无线监控网络的设计与实现

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