烟草自动化立体仓库中无线网络的构建

    摘要：随着现代物流的快速发展，自动化立体仓库正成为烟草物流的一项关键的基础设施，而无线网络是自动化立体仓库的重要组成部分。本文对无线网络构建的几个方面进行了探讨。

 

    关键字：穿梭车；自动化立体仓库；无线网络

    

    随着烟草行业的快速发展，旧有烟草物流中使用的传统仓库逐渐暴露出其自身的局限性，如效率低下、占用土地资源过多、人力成本较高等，而自动化立体仓库以其智能化、高效率、低成本等诸多优势正逐渐成为现代烟草物流中一项关键的基础设施。

    一、无线自动穿梭车的特点及工作流程

    自动化立体仓库中，无线自动穿梭车的使用必不可少。穿梭车，是一种应用于自动化物流系统中的智能运输设备，能使物料在不同工位之间的输送布局更为简捷、紧凑，具有动态移栽的特点，从而提高物料的传送效率[1]。物料（烟包）进库时，自动穿梭车通过自带的无线网卡接收调度计算机发来的指令，把从堆垛机送来的物料自动运送到货架上指定的位置；出库时，穿梭车再按照调度计算机的指令把指定位置的物料运送给堆垛机，然后等待调度计算机的下一次指令。

    二、无线通讯网络的构建

    从无线自动穿梭车的工作流程中，我们可以看出，无线自动穿梭车与调度计算机之间的通讯是通过无线讯号进行联接的，所以，一个强健而稳定的无线网络的成功构建是无线自动穿梭车高效工作的关键。

    无线网络是由网络技(1、无线网络的特性)术和无线通讯技术相结合而产生的，它利用无线讯号传递信息，从而代替传统网络传递媒介。因其无线讯号的传递特性，从而决定了无线网络自身的特点。（1）可移动性。无线网络的接入终端不受网络物理位置的限制，只要在无线讯号的辐射范围内，接入终端便可以接入网络进行通讯，并且接入终端可以在讯号的辐射范围内自由移动同时保持与无线网络的联接。（2）便于安装。无线网络的构建时，只需要确定数目的无线接入点便可以组成一个通常情况下，构建一个无线通(2、构建无线网络的主要设备)讯网络需要具备以下几样设备：

    （1）无线接入点（AccessPoint）：无线接入点也就是大家所熟知的无线AP，又称无线网络桥接器，是无线终端接入网络的核心设备。工作时，无线AP相当于有线网络的集线器（Hub），其工作原理是将从网线传输过来的有线网络信号进行编译，转换成为无线信号发送出去，从而形成无线网络的覆盖。

    （2）无线网卡：无线网卡与传统有线网络中的网卡功能大致相当,是构建无线网络中必不可少的基础设备,是操作系统和天线之间的接口，无线接入终端依靠无线网卡与无线AP进行通讯。

    （3）无线天线：无线天线的功能一般是将无线信号进行放大（增益），因为当无线终端与无线AP相距较远时，随着距离的增加，信号会不断减弱，从而使传输速率明显下降。无线天线是无线网络的补充性设备，当在近距离、小范围内布置无线网络时一般无需另外配置天线。

    现在市场上主流的无线网络设(3、无线网络设备的几个标准)备，其标准是由美国电气和电子工程师协会（TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers；IEEE）所制定，主要有IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g和IEEE802.11n[2]。

    （1）IEEE802.11b和IEEE802.11a

    1999年，美国电气和电子工程师协会同时发布了802.11b与802.11a两个物理层标准。其中，802.11b采用直接序列扩频（DSSS）技术作为主要传输技术，工作在2.4GHz的工业、科学和医疗（ISM）频段，带宽最高可达11Mbps。802.11a采用OFDM作为主要传输技术，工作在5GHz频段，避开了拥挤的2.4GHz频段，从而几乎没有干扰，最高传输速率达到54Mbps。802.11b与802.11a各有优缺点。802.11b工作的2.4GHz频段虽然拥挤但覆盖范围大，802.11a工作的5GHz频段虽干扰较小，但其讯号传播性较差，覆盖范围较小，而且不与IEEE802.1lb兼容。

    （2）IEEE802.1lg

    IEEE802.1lg是美国电气和电子工程师协会为了解决802.11b与802.11a的互通而出台的一个标准，该标准采用OFDM和DSSS技术两种传输技术，传输速率最高可达54Mbps，且能与802.11b标准后向兼容。802.11g既较好地解决了802.11b的传输速率问题，同时又确保了较大的覆盖范围。又因为能与802.11b兼容，使得原有的无线网络可以平滑地向高速无线网络系统过渡，延长了IEEE802．11b产品的使用寿命，节约了用户的资金。

    （3）IEEE802.11n

    得益于将多入多出（MIMO）与正交频分复用（OFDM）技术相结合而应用的MIMOOFDM技术，上世纪末，美国电气和电子工程师协会批准了802.11n高速无线局域网标准。该标准支持20MHz和40MHz信道带宽，最大支持4收4发的天线配置，支持低密度奇偶校验（LDPC）码，最高传输速率可达600Mbps，并且802.11n支持2.4GHz和5GHz双频段，使其频谱适应性更强。

    4、构建无线网络需要注意的几个方面

    烟草自动化立体仓库的空间较大，无线自动穿梭车的数量较多，且活动范围较广，为了能使自动穿梭车能随时随地正常工作，首先要解决的是确定AP的数量和位置，依据的原则是各个AP的讯号覆盖区域要实现无缝连接。为了无线讯号的全覆盖，我们需要架设多个无线AP，这时可用专业的检测设备对信号进行检测，确保在自动穿梭车的移动范围不出现盲区、不出现死角，让无线自动穿梭车能随时与调度计算机保持通讯。无线AP安装的位置应选在建筑物的中心，位置应当较高，且尽量不要穿越障碍物以减少信号的损耗。同时为保证无线网络的稳定性，可以在一个地方安装两个AP，起到相互备份的作用。另外，在立体化仓库中，数量众多的钢铁货架会对无线讯号造成很大的干扰，因此在架设无线AP时，我们还应该架设相应的无线天线。

    此外，结合自动化穿梭车的工作实际和建设成本的考虑，对无线网络设备的选型也是十分重要的。从文章前面的设备标准中可以看出，虽然现在最高标准的802.11n产品的传输速率能够达到600Mbps，但考虑到自动化穿梭车与调度计算机之间的通讯实际不需要如此高的速率，而且架设

    802.11n设备时，还需要高成本的光纤交换机。而基于802.11g标准的设备，其最高速率可达54Mbps，稳定性也很高，且与802.11b兼容，组建和升级网络时都很方便。所以综合来看，我们选用IEEE802.11g标准的无线网络设备。

    图1自动穿梭车无线网络拓朴图

    依据自动穿梭车的工作原理，构(5、立体仓库无线网络拓朴结构)建无线网络的拓朴结构如图1所示[3]。我们用100BASE-TX的双绞线连接调计算机和集线器（HUB），再用双绞线将无线AP连接到集线器上，现场监控电脑或笔记本用双绞线连接到集线器上。在必要的情况下我们还需要在集线器上连接AP控制器，用以集中控制所有的无线AP，通过在控制器上集中配置各种应用策略，再分配给无线AP。

    架设完主干无线网络后，我们还需要对无线AP和自动穿梭车上无线网卡进行相应的设置，设置完毕后，穿梭车和调度计算机就可以进行通讯了。同时，为了无线网络的安全性考虑，我们还要设置必要的安全措施。无线网络中，主要采用的安全措施一般有设置服务集标识（SSID）、媒体访问控制（MAC）地址过滤和Wi-Fi保护接入（WPA）数据加密。这样，一个较为完备的自动化立体仓库的无线网络体系就组建完成了。

    

    参考文献：

    [1]李俊韬,郭红丽,高红.穿梭车在自动化立体仓库中的应用 [J].技术交流,2011,(24):39-40.

    [2]罗振东.无线局域网技术与标准发展趋势[J].电信网技术.2012,(5):22-26.

    [3]陈祖述,徐清华.烟草自动化立体仓库的无线自动穿梭车设计[J].昆明理工大学学报,2005,(30):261-263.