无线网络的基本原理范文

导语：如何才能写好一篇无线网络的基本原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：无线网络；测试系统；设计

随着无线网络在国内外的大力普及，政府对3G网络建设的政策支持，国内无线网络技术发展迅速，而其中无线网络测试技术对整个网络建设起着举足轻重的作用。无线网络测试是网络新技术实践检验和不断修正必须经历的一道管卡，也是检验理论是否符合实践的关键。因此，一个完整高质量的无线网络测试系统对于无线网络的建设起着至关重要的推动作用，通过该系统可以合理的优化网络资源配置，通过改进现有网络，提高运营商的网络竞争力，并不断为新客户提供强有力的支持。

本文将从无线网络测试系统的需求出发，较为详细的分析无线网络测试系统的基本原理、整体功能设计和软件实现三个方面。

1 系统设计与分析

本文所设计的无线网络测试系统是为各运营商等客户量身打造的高效、功能化、智能化的测试平台，通过提供高质量的无线网络测试帮助运营商测试并了解无线网络的运行特点并作出评估，运营商以此为基础不断提升网络质量，为用户提供更优质的服务。

无线网络测试系统在建设中把握以下几个原则：⑴标准化原则，可以满足各种接口协议。⑵开放性原则，能够满足各种网络类型及接入设备的要求。⑶人性化原则，对结构体系不断优化，并设计良好的人机界面。⑷数据互通原则，能够与其他测试系统共享数据并不受其他因素的干扰。⑸安全原则，合理设置权限，并备份测试数据，保证测试系统及数据的安全性。⑹经济原则，在科学的理念指导下用尽量少的钱做出最优质的平台。

通过功能模块化的设计，将无线网络测试系统分解为各类独立的子系统，可以更加灵活并为运营商提供更多的选择。其中专业测试子系统-Pro是其中最为突出的，本详细介绍。

专业测试子系统相对其他子系统，其功能最全面且最先进。通过该子系统的测试，运营商可以准确掌握网络出现问题的原因，网络运行的效果，并满足网络维护等各方面要求。

该系统的设计分为前端设计和后台设计。前端设计是设计测试系统接收和采集数据的模块。前端模块可以测试基本的语音和采集数据业务，通过设计良好的人机界面（类似Microsoft Office布局），通过多种方式直接展现给现场操作人员各种测量到的数据，供操作人员判断。按照之前的设计原则，前端设计有以下几点需要满足：⑴操作界面简单易上手；⑵能够支持目前国内外主流的网络制式（例如GSM，GPRS等，包括各类2D，3D制式），通过功能模块化的设计，能够满足不同用户的个性化需求。⑶并能够正确译码空中接口的采集数据。⑷能支持手机或PC等各类接收终端。⑸能够适应不同的网络制式且具备相应的展示功能。⑹能够支持基站内数据导入和分析，并可以支持多数据表显示。

后台设计则是对前端采集到的测试数据进行后台分析统计的模块。尽管前端也具有一定的分析功能，但其主要功能是采集数据并进行一些简单的分析，因此有必要设计后台来对前端采集的数据进行优化分析处理，为网络建设提供参考。

针对不同的网络制式，后台要进行个性化的计算分析，提供相应的分析报告。后台内置了高效的数据显示、分析和统计模块、帮助客户详细了解网络的运行特点、以及进行网络诊断帮助客户网络维护，提高客户的分析效率。后台还能进行基于GIS模块展现支持各类地理信息，满足各种应用需求。同时，后台通过良好的界面设计，可以完整展现分析和测试得到的各类运行参数。另外，后台还能对基站小区内的信息进行自动化处理，帮助客户直观了解网络的运行情况。

2 系统功能实现

测试平台依据专业测试子系统-Pro后台，进行创造性的再设计，通过各类测试前端采集网络运行数据，并整合进客户自行设计的功能性产品所产生的数据，将所有信息打通形成数据链，对运营商维护网络运行提供基础。

无线网络测试平台的设计特点在于设计中整合各子系统的重点模块，应用相当广泛，在满足使用情况的同时缩减开发开支，并极大的方便系统维护和更新。

相比以往的无线网络测试平台通常局限于某种测试接口，不能满足测试人员分析多个接口的需求，因此给无线网络测试带来了极大的阻碍，并降低了使用效率。该无线网络测试平台可以实现数据所有网络共享和并行监控，从而帮助客户发现和解决问题。

并且该无线网络测试平台还整合以往的实践经验，能够智能判断较基本问题并提出建议，并初步自动化分析故障，帮助提高测试效果。

无线网络综合测试平台为无线网络建设提供了新的视角。⑴可以集中化处理各类网络运行中的问题；⑵进行各种数据的对比分析和有针对性的提供解决方案；⑶通过功能化的设计降低技术人员的使用门槛。

[参考文献]

[1]程方，壬鹏.现代网络测试技术发展综述[J].重庆邮电大学学报.2008.57-60.

[2]唐兴.移动通信技术的历史及发展趋势[J].旺西通信科技.2008（2）：16-20.

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[关键词]无线网络安全防范措施

随着信息化技术的飞速发展,很多网络都开始实现无线网络的覆盖以此来实现信息电子化交换和资源共享。无线网络和无线局域网的出现大大提升了信息交换的速度和质量,为很多的用户提供了便捷和子偶的网络服务,但同时也由于无线网络本身的特点造成了安全上的隐患。具体的说来,就是无线介质信号由于其传播的开放性设计,使得其在传输的过程中很难对传输介质实施有效的保护从而造成传输信号有可能被他人截获,被不法之徒利用其漏洞来攻击网络。因此,如何在组网和网络设计的时候为无线网络信号和无线局域网实施有效的安全保护机制就成为了当前无线网络面临的重大课题。

一、无线网络的安全隐患分析

无线局域网的基本原理就是在企业或者组织内部通过无线通讯技术来连接单个的计算机终端,以此来组成可以相互连接和通讯的资源共享系统。无线局域网区别于有线局域网的特点就是通过空间电磁波来取代传统的有限电缆来实施信息传输和联系。对比传统的有线局域网,无线网络的构建增强了电脑终端的移动能力,同时它安装简单,不受地理位置和空间的限制大大提高了信息传输的效率,但同时,也正是由于无线局域网的特性,使得其很难采取和有线局域网一样的网络安全机制来保护信息传输的安全,换句话无线网络的安全保护措施难度原因大于有线网络。

IT技术人员在规划和建设无线网络中面临两大问题:首先,市面上的标准与安全解决方案太多,到底选什么好,无所适从;第二,如何避免网络遭到入侵或攻击?在有线网络阶段,技术人员可以通过部署防火墙硬件安全设备来构建一个防范外部攻击的防线,但是,“兼顾的防线往往从内部被攻破”。由于无线网络具有接入方便的特点,使得我们原先耗资部署的有线网络防范设备轻易地就被绕过,成为形同虚设的“马奇诺防线”。

针对无线网络的主要安全威胁有如下一些:

1.数据窃听。窃听网络传输可导致机密敏感数据泄漏、未加保护的用户凭据曝光,引发身份盗用。它还允许有经验的入侵者手机有关用户的IT环境信息,然后利用这些信息攻击其他情况下不易遭到攻击的系统或数据。甚至为攻击者提供进行社会工程学攻击的一系列商信息。

2.截取和篡改传输数据。如果攻击者能够连接到内部网络,则他可以使用恶意计算机通过伪造网关等途径来截获甚至修改两个合法方之剑正常传输的网络数据。

二、常见的无线网络安全措施

综合上述针对无线网络的各种安全威胁,我们不难发现,把好“接入关”是我们保障企业无线网络安全性的最直接的举措。目前的无线网络安全措施基本都是在接入关对入侵者设防,常见的安全措施有以下各种。

1.MAC地址过滤

MAC地址过滤在有线网络安全措施中是一种常见的安全防范手段,因此其操作方法也和在有线网络中操作交换机的方式一致。通过无线控制器将指定的无线网卡的物理地址(MAC地址)下发到各个AP中,或者直接存储在无线控制器中,或者在AP交换机端进行设置。

2.隐藏SSID

SSID(ServiceSetIdentifier,服务标识符)是用来区分不同的网络,其作用类似于有线网络中的VLAN,计算机接入某一个SSID的网络后就不能直接与另一个SSID的网络进行通信了,SSID经常被用来作为不同网络服务的标识。一个SSID最多有32个字符构成,无线终端接入无线网路时必须提供有效的SIID,只有匹配的SSID才可接入。一般来说,无线AP会广播SSID,这样,接入终端可以通过扫描获知附近存在哪些可用的无线网络,例如WINDOWSXP自带扫描功能,可以将能联系到的所有无线网络的SSID罗列出来。因此,出于安全考虑,可以设置AP不广播SSID,并将SSID的名字构造成一个不容易猜解的长字符串。这样,由于SSID被隐藏起来了,接入端就不能通过系统自带的功能扫描到这个实际存在的无线网络,即便他知道有一个无线网络存在,但猜不出SSID全名也是无法接入到这个网络中去的。

三、无线网络安全措施的选择

应用的方便性与安全性之间永远是一对矛盾。安全性越高,则一定是以丧失方便性为代价的。但是在实际的无线网络的应用中,我们不能不考虑应用的方便性。因此,我们在对无线网路安全措施的选择中应该均衡考虑方便性和安全性。

在接入无线AP时采用WAP加密模式,又因为不论SSID是否隐藏攻击者都能通过专用软件探测到SSID,因此不隐藏SSID,以提高接入的方便性。这样在接入时只要第一次需要输入接入密码,以后就可以不用输入接入密码了。

使用强制Portal+802.1x这两种认证方式相结合的方法能有效地解决无线网络的安全,具有一定的现实意义。来访用户所关心的是方便和快捷,对安全性的要求不高。强制Portal认证方式在用户端不需要安装额外的客户端软件,用户直接使用Web浏览器认证后即可上网。采用此种方式,对来访用户来说简单、方便、快速,但安全性比较差。

此外,如果在资金可以保证的前提下,在无线网络中使用无线网络入侵检测设备进行主动防御,也是进一步加强无线网络安全性的有效手段。

最后,任何的网络安全技术都是在人的使用下发挥作用的,因此,最后一道防线就是使用者,只有每一个使用者加强无线网络安全意识,才能真正实现无线网络的安全。否则,黑客或攻击者的一次简单的社会工程学攻击就可以在2分钟内使网络管理人员配置的各种安全措施变得形同虚设。

现在,不少企业和组织都已经实现了整个的无线覆盖。但在建设无线网络的同时,因为对无线网络的安全不够重视,对局域网无线网络的安全考虑不及时,也造成了一定的影响和破坏。做好无线网络的安全管理工作,并完成全校无线网络的统一身份验证,是当前组建无线网必须要考虑的事情。只有这样才能做到无线网络与现有有线网络的无缝对接,确保无线网络的高安全性,提高企业的信息化的水平。

参考文献:

[1]谭润芳.无线网络安全性探讨[J].信息科技,2008,37(6):24-26.

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关键词：城市无线；网络安全；威胁；应对技术

中图分类号：TN92 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 09-0000-01

City Wireless Network Security Threats and Response Technology Study

Gu Runlong

(Lanzhou Resources&Environment Voc-Tech College,Lanzhou730021,China)

Abstract:With the development of information construction,the metropolitan wireless network had been more and more popular in businesses,companies and government organizations.However,the security issues are also exist.The article introduced the application status of metropolitan wireless network,and then analyzed the threaten of the network permeability behavior,finely put foreword some relevant technical measure.

Keywords:City wireless;Network security;Threaten;Response technical

一、城市无线网络应用现状

随着移动通信技术的快速发展，特别是3G网络的及业务的不断更新与推出，无线宽带市场受到越来越广泛的关注。作为可以实现3G标准无缝连接的利器，WIFI试图对3G网络覆盖不全的问题进行弥补，中国移动、中国电信、中国联通等通讯公司对WLAN的采购与部署如火如荼。除了运营商部署的无线网络节点，现在各高新技术产业开发区、商业大街、科研单位、大学校园、政府机构、以及普通家庭，无线网络已近逐渐遍及了城市的每一个角落。

二、城市无线网络安全威胁

无线网络信号通过无线电波在空中进行数据传输。这样的特点也决定了其数据在传播过程中几乎能被城市中所有在发射机覆盖区域的市民用户接触到。另外，由于无线移动设备在计算能力、储存功能已经供电时间等方面的局限性，使许多在有限环境下可以进行的安全方案与安全技术不能再无线环境中直接应用，如防火墙在无线网络传播数据时不具有任何作用，计算量大的加密、解密算法也不适用与移动设备。

与有线网络相比，无线网络面临更多的安全威胁。无线网络的开放性使其更容易遭受从被动窃听到主动干扰的恶意攻击；设备的移动性给其安全管理带来很大考验；无线网络动态的拓扑结构使其安全方案的实施具有更大难度；无线信号的不稳定性带来无线通信网络的鲁棒性问题等等。因此，针对这些安全威胁，采取一定的安全技术手段具有非常重要的意义。

三、城市无线网络安全技术

（一）有线等效协议（WEP）加密技术。在IEEE802.11a、IEEE802b和IEEE802g协议中，都包含一个可选安全组件，即无线等效协议（WEP）。这一协议可以对任何试图访问无线网络的人进行身份识别，同时对网下网络传输的所有内容进行加密，防止外部威胁侵入与数据窃取。在使用WEP功能进行无线网络安全保护时，需要特别注意密钥管理和避免使用缺省选项，确保每一个可能受到攻击的节点都进行足够的加密。

（二）无线保护访问（WPA）技术。WPA技术使用的是暂时密钥完整协议（TKIP），既继承了WEP基本原理，又解决了WEP技术存在的一些问题，使包括802.11a、802.11b以及802.11g等无线设备的安全性得到很大保障。TKIP协议的设计一方面避免了WEP的缺陷，一方面采用了传统接入点中RC4算法的硬件加速性能，在现有WEP加密引擎中追加“密钥生成和定期更新功能”、“具有序列功能的初始向量”、“消息完整性检查”以及“信息包单加密功能”四种算法。其中，“信息完整性检查”算法是为了防止攻击者从程序中间截取数据、篡改重发而专门设置的，其他三种都是为加强数据的加密性，提高加密安全的强度。

WPA使用802.1x标准弥补了WEP的一个缺陷，采用802.1x和加密协议EAPOL（Extensible Authentication Proocolover LAN）实现了通过特定的用户认证服务器进行用户到网络的认证，其具体工程过程如图1。

图1.无线保护访问（WPA）技术

（三）IEEE802.11i协议。IEEE802.11i协议于2004年6月正式公布，以加强无线网络的安全性和实现不同无线安全技术之间的兼容。为了保证各安全技术的兼容性，IEEE802.11i协议全面吸收其他现有网络安全协议，对其属性进行分析与添加。该协议结构如图2。

图2.IEEE802.11i协议结构

IEEE802.11i协议对以前的安全协议主要从三方面进行了改进。一是集中化认证管理和动态分配加密密钥机制，该机制解决了WEP技术使用RC4算法给网络里所有AP和客户发表静态密钥繁琐的问题。二是双向认证机制，有效消除了如假冒AP和远程认证服务器的中间人攻击。三是能够定义集中策略控制，在会话超时的状态下新进行认证，并生成新的密钥。

（四）MAC地址过滤技术。MAC地址是每块网卡在出厂是就被设定的物理地址。MAC地址过滤技术就是使无线路由器禁止黑名单中的MAC地址访问，而只允许部分MAC地址的网络设备进行通讯。启用MAC地址过滤，通过无线路由器获取数据包，对数据包进行分析与排查。若数据包来自于被禁止MAC地址，则会被无线路由器自动丢弃，不做处理，因此能够将所有匿名的恶意数据都进行拦截。

四、结论

由于无线网络在城市的发展和需求不断增长，单纯禁止使用无线网络的方法只适用于个别密级要求相当高的部门。而对于其他单位而言，除了需要在技术上对无线网络的节点设置及部署进行安全加固，还应采取必要的干预手段，包括网络的管理与市场的整顿，需要城市各部门与单位一起遵守规范，保障城市无线网络的安全运行。

参考文献：

[1]王春霞.无线网络安全问题研究[J].齐齐哈尔大学学报,2005,21:2

[2]钱进.无线局域网技术与应用[M].北京:电子工业出版社,2004

[3]赖庆.无线网络安全对策和技术[J].科技资讯,2006,19

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关键词：Wi-Fi；数据；安全

1 Wi-Fi概述

Wi-Fi全称是Wireless Fidelity，是一种无线网络技术。IEEE802是一个开发大量局域网标准的委员会，1990年成立了新的工作组IEEE802.11，负责开发无线局域网（WLAN）的协议和传输规范，1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力于解决符合802.11标准产品的生产和设备兼容问题，Wi-Fi联盟创建了一套验证802.11b标准，即Wi-Fi。自2005年底开始，很多手机厂商开始将Wi-Fi引入自己的产品中，为了推广IEEE802.11应用，解决各家产品兼容性的问题，成立了无线以太网兼容性联盟WECA，即Wi-Fi认证标准，这个组织负责测试和颁发。

无线网络提供了灵活、便利的上网方式，实现了任何人在任何时候、任何地点的上网需求，无线网络具有以下特点：（1）易于安装。无线网络的组建、配置不需要大量的工程布线及线路维护。（2）易于扩展。由于不需要布线，只要在Wi-Fi的范围内，可以随意增加上网设备。（3）易于移动。Wi-Fi的范围也不受地理环境的限制，无线网络路由器通过特定的无线电波传送信号，在这个发射频率的有效范围内，任何能够捕捉该频率的信号设备，都可以进入该网络。（4）安全防护能力较弱。无线网络不同于有线网络，有线网络入网设备需要用网线接入，安全防范易于控制，而无线网络信号通过无线电波辐射四周，面临着较大的安全风险，攻击者可以在网络内的任何位置实施攻击，无法及时发现攻击源，无线网络的移动性带来了新的安全问题。

2 无线网络安全机制

无线网络存在安全隐患和安全漏洞，为保证数据不被非法读取，需要采取一定的安全机制。一般采用加密认证机制，其中常见加密方式有WEP，WPA和WPA2等。

2.1 WEP加密

在早期IIEE 802.11标准中，主要使用的加密技术就是WEP（Wired Equivalent Privacy有线等效协议）。WEP属于IE EE 802.1标准的一部分，是一种对称加密加密钥，采用RC4加密算法，用户的加密密钥必须与无线接入点AP的密钥相同才能获取网络资源，防止非授权用户的监听。AP和它连接的所有移动终端都使用相同的加密密钥，一旦其中一个用户的密钥泄漏，其他用户的密钥也无法保密。WEP协议还存在完整性保护的安全问题，该协议使用循环冗余校验CRC完整性保护，密码学意义上的完整性校验用于检测对数据的恶意篡改，但是在修改数据内容的同时并修改CRC值，就能通过完整性检测，因而无法提供密码学意义上的数据完整性保护。为了改善WEP安全性缺陷，Wi-Fi联盟提出一种新的方法WPA，用以提高无线网络的安全性。

2.2 WPA加密

WPA全名为Wi-Fi Protected Access，有WPA和WPA2两个标准，WPA继承了WEP基本原理。加强了生成加密密钥的算法，所有客户端的所有分组信息所交换的数据，将由各不相同的密钥加密而成。无论收集到多少的数据包，想破解原始的通用密钥几乎是不可能的。WPA中的MIC则是为了防止黑客的篡改而定制的，具有较高的安全特性，当MIC发生错误时，数据很可能已经被篡改，系统很可能正在受到攻击。此时，WPA会采取一系列的对策，如及时更换一组密钥，来阻止黑客的攻击。

IEEE完成并公布IEEE 802.11i无线局域网安全标准后，Wi-Fi联盟公布了WPA第2版（WPA2）。它支持更高级的使用计数器模式和密码块链消息身份验证代码协议的高级加密标准AES。为了更好地支持用户对WPA的实施，WPA系列针对中小办公室/家庭用户和企业推出了2种不同的形式：WPA/WPA2个人版和WPA或WPA2企业版。

我国在无线局域网国家标准中提出了安全等级更高的WAPI，通过数字证书和传输数据的加密，实现设备的身份鉴别、访问控制和用户信息的加密保护。当无线客户端登录时，在访问网络之前必须进行身份验证，持有合法证书的移动终端才能接入无线接入点AP。

3 无线网络攻击方式

无处不在的无线网络的渗透和攻击，危及到企业和个人的敏感数据信息。无线网络安全加密认证机制，对无线网络提供较好的安全通道，合法用户是可以通过网络的。然而，攻击者入侵无线网络，只要使攻击者破解无线网络的安全漏洞，就能绕过无线网络原有的防御，进入无线网络。下面是几种常用攻击方式。

3.1 口令攻击

无线网络系统都是通过口令来验证用户身份。入侵网络，口令可以说是无线网络安全屏障的第一层防护。用户在设置中，若使用了弱口令，由于其安全性能较差，攻击者可以通过暴力破解，入侵无线网络。2015年6月，360天巡实验室对北京市区8个人口和办公密集区域的Wi-Fi网络进行了实地检测，90.2%的企业无线网络密码为不安全的纯数字密码，只有9.8%的企业Wi-Fi使用了“数字+字母”或“数字+字母+特殊符号”的组合，密码强度过低，会使企业网络处于非常不安全的状态。

3.2 伪造基站

GSM（全球移动通信系统）网络，即2G第二代移动通信技术。GSM存在着2个安全缺陷：其一，身份认证不是双向认证。移动终端用户发出信号，被基站认证其身份，但基站无须向终端用户证明其身份；其二，不能够提供重放防护。被截获的三元组（RAND，XRES，Kc）可以不断重放，为攻击者提供无限期的有效密钥Kc。攻击者可以在用户A与运营商的基站之间装一个伪造基站，伪造基站向覆盖无线区域中的终端发送数据，覆盖区域内的终端向伪造基站回应一个信息，验证自己的身份，从而连接到伪造基站。当手机用户A向手机用户B发出短信（电话）时，由伪基站将用户A的短信（电话）的数据转发给用户B，用户A，B对此运行过程毫无察觉。因此，伪基站监听了用户A发送的短信及电话内容。

3.3 网络钓鱼

钓鱼网站是一种通过发送声称知名机构的网站，用欺骗性邮件、短信，引诱收信人给出敏感信息如：银行账号、口令等信息的攻击方式。如：10086伪基站钓鱼网站，攻击者利用伪基站向用户群发短信，短信内容如：10086积分兑换，进入移动网站，下载积分APP。若点击，即下载木马病毒，木马病毒是一个短信拦截器，当攻击者取得用户的银行存款时，银行通过短信向用户手机发送动态验证码，会转发给攻击者，攻击者取走用户银行账户的资金，用户毫不知情。

3.4 渗透内网

内网是一个有线网络，每个电脑有其固定的IP地址，易于管理。但是，无线网络特别是私自乱建的Wi-Fi网络，给内网安全造成了极大的隐患。这种搭建的无线网络，实际上是在授权的设备上重新打开一个窗口，使得那些未经授权的攻击者可以不受限制通过这个窗口，入侵内网系统。如：在《2015企业无线网络安全报告》报告中，2015年3月由于某公司内部存在开放的Wi-Fi网络，导致超级计算机天河一号被入侵，大量敏感信息遭泄漏。

4 无线网络安全策略

无线网络入侵，会泄露企业机密文件和个人用户的隐私信息。在移动互联时代，制定无线网络安全防范策略，应有效地保护好国家、企业和个人的数据安全，无线安全策略有以下几个方面：（1）企业要不断提升网络产品安全性能，尽可能地为用户提供安全的上网环境。（2）制定和完善法律、法规。无线网络发展迅速，国家应及时更新、完善相应的法律、法规，对于从事无线网络上违法犯罪活动，予以打击。（3）制定网络安全管理制度。防止员工无意操作，打开内部网络一个端口，造成入侵内网的安全威胁。（4）提高个人用户防护能力。使用无线网络要加强安全防护。不要使用WEP加密认证方式，采用WPA2加密认证方式；设置密码，用“数字+字母+特殊符号”的组合方式；不要在公共场所不要轻易共享密码；不使用时可以关闭无线网络；降低无线路由器的传输功率；关闭网络SSID广播；手机不要使用公共无线网络网银转账；不要轻信积分兑换信息，学会识别无线钓鱼网站。

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关键词：物联网；高职；建设思路；课程体系

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）35-8464-02

2009年8月7日，国务院总理来到中科院无锡高新传感网工程技术研发中心考察并发表重要讲话后，“物联网”这一概念在中国迅速走红。各地相继成立了各种与物联网有关的组织，目前在中国，物联网已经被提升到国家战略。

物联网是通过RFID、无线传感器、GPS等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行通讯和信息交换，以实现智能化识别、监控、定位、管理的一种网络。简单地说，物联网是指把世界上所有的物体都联接到互联网上，形成“物联网”。

1　物联网技术

目前，物联网公认为有三个层次，最底层是感知层，这里的感知主要就是指系统信息的采集，包括把物品通过射频识别（RFID）、一维、二维条码、传感器、红外感应器、GPS等信息传感装置自动采集到与物品相关的信息；第二层是网络层，它是物联网的网络传输平台，建立在现有的移动通讯网、互联网和其他专网的基础上，将从底层获取的数据传输出去；最上面则是应用层，将所获得的数据进行分析、处理，完成物联网的“收集―传输―处理”三个步骤。

2　专业方向与课程体系

从技术上来分析，物联网所涉及的核心技术有传感器技术、RFID技术、无线网络技术、云计算技术等，　这些技术覆盖面广，从专业建设的角度来说不可能全部涉及，要有专业的定位。从物联网的主要应用来看物联网专业至少可以有以下几个方向：

2.1物联网工程方向

1）培养目标：面向物联网产业，服务区域与地方经济发展，培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力，具有可持续发展能力与创新精神，掌握物联网基本知识和基本原理，具备物联网组建、管理、维护、应用，物联网设备营销与技术支持等能力的高素质技能型人才。

2）专业核心能力：物联网组网方案拟定及物联网组建能力；物联网工程施工组织及实施能力；网络设备配置与调试能力；物联网管理与维护及保障网络系统安全运行的能力；网络系统运行维护（监控、故障排除、网络系统优化和升级）能力；物联网应用能力；物联网应用系统管理与维护能力；物联网设备营销与技术支持能力。

3）主干课程：物联网技术导论、网页设计与制作、电子技术、数据库设计、嵌入式技术、编程与应用、综合布线、C#程序设计等

4）核心课程：传感器与无线传感器网络技术、RFID技术、短距离无线数据通信、网络设备配置调试与管理、物联网规划与组建等。

2.2　智能建筑方向

1）培养目标：面向智能建筑楼宇智能化产业，服务地方经济发展，培养具有智能建筑楼宇智能化必备的专业理论知识，良好的团队协作和创新精神，较强实践操作技能，掌握楼宇智能化产品营销运作、楼宇智能化设备的生产与维修、楼宇智能工程的设计与施工等方面技术，具备楼宇智能工程行业生产、服务、技术、管理等职业能力的高素质技能型人才。

2）专业核心能力：智能建筑及小区物业设备管理能力；智能建筑行业电气方面的安装、施工、管理和监理能力；建筑智能产品的生产、销售及售后服务能力；建筑智能系统的调试、维护维修、设备更新能力；建筑智能化系统相关产品研制开发的能力等。

3）主干课程：电子电路技术、楼宇自动化技术、AutoCAD工程制图、现代空调制冷与测控技术、建筑楼宇节能过程控制技术、PLC编程技术、综合安防监控技术等。

4）核心课程：物联网技术导论、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、智能楼宇组态软件设计与应用、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、网络通信技术等

2.3车联网方向

1）培养目标：面向汽车行业，培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力，具有可持续发展能力与创新精神，掌握车联网基本知识和基本原理，具备车联网组建、管理、维护、应用，车联网设备营销与技术支持等能力的高素质技能型人才。

2）专业核心能力：车联网系统管理能力；卫星定位系统应用能力；信号收集与利用能力，车联网系统配置能力；车联网系统监管处理能力；网络设备配置与调试能力。

3）主干课程：网络通信技术、车载技术、交通导航与信息服务、蓝牙技术、智能轨道交通管理、无线网络技术、微波技术等。

4）核心课程：M2M技术应用、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、GPS定位技术/北斗定位技术、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、短距离无线通信技术、3G移动通信技术等。

2.4智能农业方向

1）培养目标：面向农业生产单位培养具有扎实的智能农业管理专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力，具有创新能力和奉献精神，掌握智能农业管理基本知识和基本原理，具备农业生产经营管理、农业信息获取及处理、农业专家系统、农业系统模拟、农业决策支持系统、农业物联网网络技术等能力的高素质技能型人才。

2）专业核心能力：信息存储和处理能力、通讯系统应用能力、WSN网络应用能力、地理信息系统GIS应用能力、全球定位系统GPS应用能力，遥感技术应用能力等。

3）主干课程：精准农业管理、地理地质信息应用技术、生态环境监测与治理、设施农业智能化管理、精细化农业管理、种子储藏加工与种子管理、WSN现代农业应用、灌溉技术等。

4）核心课程：物联网技术导论、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、无线网络技术、网络设备配置调试与管理、短距离无线通信技术、3G移动通信技术等。

3　总结

物联网专业的方向与课程体系的建设要依靠区域的物联网产业，这样才能为专业发展提供行业背景支撑，区域经济发展建设，同样也需要大量物联网人才支持。一个专业的建设与发展，需要很多硬件或软件的条件，只有因地制宜，与时俱进，制定出合理的专业方向和课程体系才能培养出更多的物联网高素质技能型人才。

参考文献：

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(1)培养学生综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的工作能力.

(2)对学生的知识面，掌握知识的深度，运用理论结合实际去处理问题的能力，实验能力，外语水平，计算机运用水平，书面及口头表达能力进行考核.

2.要求

(1)要求一定要有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，并要求技术含量较高.

(2)设计或论文应该在教学计划所规定的时限内完成.

(3)书面材料:框架及字数应符合规定

3.成绩评定

(1)一般采用优秀，良好，及格和不及格四级计分的方法.

(2)评阅人和答辩委员会成员对学生的毕业设计或毕业论文的成绩给予评定.

4.评分标准

优秀:按期圆满完成任务书中规定的项目;能熟练地综合运用所学理论和专业知识; 有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，并有较高技术含量.

立论正确，计算，分析，实验正确，严谨，结论合理，独立工作能力较强，科学作风严谨;毕业设计(论文)有一些独到之处，水平较高.

文字材料条理清楚，通顺，论述充分，符合技术用语要求，符号统一，编号齐全，书写工整.图纸完备，整洁，正确.

答辩时，思路清晰，论点正确，回答问题基本概念清楚，对主要问题回答正确，深入.

(2)良好:按期圆满完成任务书中规定的项目;能较好地运用所学理论和专业知识; 有一定的结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，并有一定的技术含量.立论正确，计算，分析，实验正确，结论合理;有一定的独立工作能为，科学作风好;设计〈论文〉有一定的水平.

文字材料条理清楚，通顺，论述正确，符合技术用语要求，书写工整.设计图纸完备，整洁，正确.

答辩时，思路清晰，论点基本正确，能正确地回答主要问题.

(3)及格:在指导教师的具体帮助下，能按期完成任务，独立工作能力较差且有一些小的疏忽和遗漏;能结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，但技术含量不高.在运用理论和专业知识中，没有大的原则性错误;论点，论据基本成立，计算，分析，实验基本正确.毕业设计(论文)基本符合要求.

文字材料通顺，但叙述不够恰当和清晰;词句，符号方面的问题较少i图纸质量不高，工作不够认真，个别错误明显.

答辩时，主要问题能答出，或经启发后能答出，回答问题较肤浅.

(5)不及格:任务书规定的项目未按期完成;或基本概念和基本技能未掌握.没有本人结合实际的具体设计内容或独立见解的论证，只是一些文件，资料内容的摘抄.毕业设计(论文)未达到最低要求.

文字材料不通顺，书写潦草，质量很差.图纸不全，或有原则性错误.

答辩时，对毕业设计(论文)的主要内容阐述不清，基本概念糊涂，对主要问题回答有错误，或回答不出.

对毕业设计(论文)质量要求

----论文内容符合任务书要求

1.对管理类论文要求:

·对毕业论文的要求是一定要有结合实际的本人独立论证的内容.

·要求论点明确，立论正确，论证准确，结论确切

·论证内容要求有调查研究，有统计数据，对统计数据要有分析，归纳，总结，

·根据总结得出结论.

·最后有例证说明

管理类论文毕业论文行文的逻辑要领

增强毕业论文行文的逻辑力量，达到概念明确，论证充分，条理分明，思路畅通，是写好毕业论文的关键.提高毕业论文行文的逻辑性，需把握以下几点:

(1)要思路畅通

写毕业论文时，思维必须具有清晰性，连贯性，周密性，条理性和规律性，才能构建起严谨，和谐的逻辑结构.

(2)要层次清晰，有条有理写毕业论文，先说什么，后说什么，一层一层如何衔接，这一点和论文行文的逻辑性很有关系.

(3)要论证充分，以理服人，写毕业论文，最常用的方法是归纳论证，即用对事实的科学分析和叙述来证明观点，或用基本的史实，科学的调查，精确的数字来证明观点.

(4)毕业论文行文要注意思维和论述首尾一贯，明白确切.

(5)文字书写规范，语言准确，简洁.

2.对工程设计性论文要求:

·有设计地域的自然状况说明和介绍

·有原有通信网概况介绍及运行参数的说明

·有设计需求，业务预测

·有具体的设计方案

·有相应性能及参数设计和计算

·有完整的设计图纸

例如: A市本地SDH传输网设计方案

一，A市概况简介

二， A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)

1， A市本地网网络结构，交换局数量及位置，传输设备类型及容量

2， 存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)----需求及业务预测

三， A市电信局SDH传输网络结构设计方案

1， 网络拓扑结构设计

2，设备简介

3， 局间中继电路的计算与分配

4， 局间中继距离的计算

四， SDH网络保护方式

1， SDH网络保护的基本原理

2， A市电信局SDH网网络保护方式的选择及具体设计

五， SDH网同步

1， 同步网概念与结构

2， 定时信号的传送方式

3， A市电信局SDH网络同步方式具体设计

六， 方案论证，评估

3.计算机类型题目论文要求:

管理信息系统

·需求分析(含设计目标)

·总体方案设计(总体功能框图，软件平台的选择，运行模式等)

·数据库设计(需求分析，概念库设计，逻辑库设计，物理库设计，E-R图，数据流图，数据字典，数据库表结构及关系)，

·模块软件设计(各模块的设计流程)，

·系统运行与调试.

·附主要程序清单(与学生设计相关的部分，目的是检测是否是学生自己作的).

校园网，企业网等局域网设计

·功能需求

·对通信量的分析

·网络系统拓扑设计

·设备选型，配置

·软件配置

·子网及VLAN的划分

·IP地址规划

·接入Internet

·网络安全

例如:××人事劳资管理信息系统的开发与设计

1，开发人事劳资管理信息系统的设想

(1)人事劳资管理信息系统简介

(2)人事劳资管理信息系统的用户需求

2，人事劳资管理信息系统的分析设计

(1)系统功能模块设计

(2)数据库设计

—数据库概念结构设计

—数据库逻辑结构设计

(3)系统开发环境简介

3，人事劳资管理信息系统的具体实现

(1)数据库结构的实现

(2)应用程序对象的创建

(3)应用程序的主窗口

(4)菜单结构

(5)数据窗口对象的创建

(6)登录程序设计

(7)输入程序设计

(8)查询程序设计

(9)报表程序设计

4，总结

设计报告格式与书写要求

·设计报告应按统一格式装订成册，其顺序为:封面，任务书，指导教师评语，内容摘要(200～400字)，目录，报告正文，图纸，测试数据及计算机程序清单.

·报告构思，书写要求是:逻辑性强，条理清楚;语言通顺简练，文字打印清楚;插图清晰准确;文字字数要求1万字以上例如:(1) A市本地SDH传输网设计方案

一，A市概况简介

二， A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)

1， A市本地网网络结构，交换局数量及位置，传输设备类型及容量

2， 存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)----需求及业务预测

三， A市电信局SDH传输网络结构设计方案

1， 网络拓扑结构设计

2，设备简介

3， 局间中继电路的计算与分配

4， 局间中继距离的计算

四， SDH网络保护方式

1， SDH网络保护的基本原理

2， A市电信局SDH网网络保护方式的选择及具体设计

五， SDH网同步

1， 同步网概念与结构

2， 定时信号的传送方式

3， A市电信局SDH网络同步方式具体设计

六， 方案论证，评估

(2 ) A 地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案

一，A 地区GSM数字蜂窝移动通信现状

1，A地区概况;人口，地形，发展情况

2，系统现状;现有基站，话务状况

3，现行网络运行中存在的问题及分析

①接通率数据采集与分析

②掉话率数据采集与分析

③拥塞率数据采集与分析

4，话务预测分析计算

二，A 地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案

1，优化网络拓扑图设计

2，硬件配置及参数的优化

3，基站勘测设计及安装

4，交换局容量及基站数量

5，传输线路的设计

三，网络性能及分析对比

1，优化前网络运行情况

2，数据采集与分析

3，拨打测试

四，网络优化方案评价

(3 ) A 市无线市话系统无线侧网络规划设计

一，无线市话网络概述

1，A 市通信网络发展情况

2，IPAS网络特点

二，A 市本地电活网络现状

1，现有传输网络结构

2，传统无线网络规划

三，无线网络规划设计方案

1，A 市自然概况介绍

2，总体话务预测计算

3，IPAS网络结构设计及说明

4，覆盖区域划分，基站数量预测计算

(l〉每个覆盖区话务预测计算

(2)基站容量频道设计

5，基站选址，计算覆盖区域内信号覆盖情况

6，寻呼区的划分

(1〉各个网关寻呼区的划分

(2〉各个基站控制器寻呼区的划分

7，网关及CSC的规划

(1)网关到CSC侧 2M 链路设计

(2)CSC到CS线路设计

四，基站同步规划

(4 )A 市 GSM无线网络优化

一，GSM网络概述

二，A市GSM网络情况介绍

2.1 网络结构

2.2 网元配置

2.3 现网突出问题表现

三，GSM网络优化工作分类及流程

3. 1 GSM网络优化工作分类

3.2 交换网络优化流程

3.3 无线网络优化流程

3.3.1 无线网络优化流程

3.3.2 无线网络优化流程的实际应用

四，网络优化的相关技术指标

4.1接通率

4.2掉话率

4.3话务量

4.4长途来话接通率

4.5拥塞率

4.6 其它

五，无线网络优化设计及调整

5.1 网络运行质量数据收集

5.2 网络质量优化及参数调整

篇7

由于大中型水电站许多电气设备状态的切换都必须由人去执行操作，使得电气设备的正常运行与切换不仅与设备的运行状态有关，也与操作人员的业务水平、心理情绪和现场设备熟悉程度有关。一旦发生电气误操作事故，既是人员责任事故，也是恶性事故，它将严重威胁人身和设备的安全。因此，如何采用可靠的防误系统是水电站设计必须高度重视的问题之一。现阶段，我国关于水电站的防误措施有如下类型：停电、验电、挂（合）接地线（接地开关）、悬挂标示牌等技术措施；工作票许可制度、工作间断转移变更制度、工作票终结制度等组织措施；“两票三制”等管理措施。如果合理配置和严格实施以上措施，并通过充分利用计算机技术，则可以实现电气与机械闭锁相结合的完善的防误系统。目前，大中型水电站主要使用三大类型的防误闭锁装置：机械闭锁装置、电气闭锁装置和独立微机防误装置。机械闭锁装置包括普通机械锁、开关柜机械锁、电磁锁等；电气闭锁装置主要针对电动操作机构采用电气闭锁，即用辅助接点在设备的控制回路进行程序闭锁；微机防误闭锁装置是基于微机一次模拟图的信息采集系统和防误逻辑程序，配有电脑钥匙和编码锁（包括电编码和机械编码）组成的系统来实现设备防误闭锁的装置。此外，微功耗无线网络防误系统、蓝牙防误系统在水电站中也得到广泛应用。这些防误装置发挥着不同的作用，并随着技术的发展，在不断更新和进步，笔者结合自身经验主要对微机防误系统、微功耗无线网络防误系统、蓝牙防误系统进行具体分析。

2大中型水电站电气防误系统设计

2.1微机防误系统

2.1.1微机五防技术原理

随着计算机技术的发展，微机五防技术开始应用于水电站设备防误中，在水电站的高压开关设备上应用比较广泛，主要用来防止发生电气误操作的装置设备。一般由主机、模拟屏、机械编码锁、电气编码锁、电脑钥匙等元器件所组成。现在的微机防误闭锁装置的设备大概可以分为四个大类：开关、闸刀、地刀、拦截网，这些设备都是通过了机械编码和电气编码来实现的闭锁，这些设备的闭锁程序需要专业的编程人员来进行编写。现代微机五防系统是在计算机以及网络技术上孕育而生的，它通过软件以五防为原则来管理在现场采集的大量适时数据，并联动发出相应的电气设备动作指令，从而实现数字化的防误闭锁，也可以实现从前很难实现甚至是无法实现的防误能力，这种技术的产生应该说是电气设备防误闭锁技术中的一次革命性的改革。

2.1.2微机设计方案

①对于水电站内所有的开关都置于实遥信，并且微机五防同水电站的监控系统共享一个数据库，并且可以取消设计电气回路的闭锁，所有的防误功能都让计算机来完成，这样就有效的防止了走空程。②对于站内的所有开关都置于虚遥信，并且微机五防同水电站的监控系统共享一个数据库，并且可以取消设计电气回路的闭锁，防止错误功能全部由微机五防系统同间隔电气闭锁回路来共同完成操作，这就要求微机五防系统必须要有防走空程的措施。

2.2微功耗无线网络防误系统

2.2.1系统组成

通过以上分析，微机防误系统还存在的不足，应用微功耗无线网络技术很好地弥补了这一点。基于微功耗无线网络的防误操作系统由站控层、间隔层、过程层3部分构成，包括防误闭锁主机、网络控制器、锁具及附件、通信接口等部分。整个系统以性能可靠的无线网络作为通信方式，网络控制器为防误闭锁主机、无线电脑钥匙、遥控闭锁装置在水电站内搭建了一个实时在线网络系统。

2.2.2基本原理

在微机防误闭锁系统的基础上，引入一种新技术，即微功耗无线传输模式，形成一种新的防误系统，其将无线电脑钥匙与五防主机实时连接起来，防误闭锁主机与无线电脑钥匙以及现场锁具之间可以实时通信，实现了操作任务执行状态的在线传输及跟踪监控，特别是实现了在线方式下的实时闭锁逻辑判断功能，即系统跟踪设备状态及遥测等信息的变化，实时进行闭锁逻辑判断，根据判断结果，实时控制无线电脑钥匙的操作过程，有效提高运行人员的工作准确性及效率。离线、在线2种运行模式互为冗余，系统更加安全可靠。整个系统具有定时自检和手动巡检功能，随时发现潜在的故障隐患而发出报警，便于工作人员快速处理，消除隐患。

2.2.3具体设计方案

微机防误闭锁系统是一种非常有效的防误系统，其具体设计方案如下：当操作时，无线电脑钥匙通过无线网络接收主机下达的操作指令，按照预演正确的顺序显示当前操作项，运行人员依照无线电脑钥匙提示的设备号依次解锁：对于遥控闭锁继电器，无线电脑钥匙通过无线网络发送解锁申请给五防主机，五防主机通过系统总线直接解锁相应的遥控闭锁继电器，遥控闭锁就地解锁，运行人员可直接进行操作；对于编码锁，将无线电脑钥匙插入相应的编码锁内，若实时闭锁逻辑正确，则开放其闭锁机构，运行人员可就地操作设备的倒闸操作；若锁码错误，系统禁止操作，并在主机界面弹出报警窗口，给出禁止操作的原因，同时通知无线电脑钥匙相关信息。若有控制室和现场交替操作时，运行人员无须返回控制室，在现场用无线电脑钥匙通过无线局域网回传给五防主机，五防主机自动将已经操作过的设备状态进行刷新，然后按原模拟顺序解锁下一步操作。运行人员在主控室操作完成后，五防主机再通过无线网络传输下一步的操作给现场的无线电脑钥匙，由等在现场的运行人员继续进行手动设备的操作。如此反复，避免了运行人员的来回跑动，同时控制室对现场手动操作设备的状态的实时性得到及时掌握。

2.3基于蓝牙技术的无线网络化防误系统

为了完成防误系统与监控系统的资源共享，实现网络化远程解锁监控操作，完善防误系统解锁监督机制，需设计独立的防误系统蓝牙无线网络，并与水电站原有监控系统实现连接，达到资源共享目的。一方面可以防误系统从保护测控获得系统，另一方面，保护测控也可由蓝牙防误系统获得信息量。

2.3.1匹克网的应用

①间隔层设备匹克网应用。为了实现蓝牙无线网络建立，为防误系统提供独立的可靠的信息通道，先在间隔层利用蓝牙技术进行无线通信。各蓝牙设备必须先组成匹克网，再由匹克网组成散射网。本系统设计为主变测控保护、母联测控保护、馈线测控保护、公用测控装置4个匹克网，以此类推，并补保护测控单元、动力变保护测控单元以及通用测控单元和交直流单元分别各自组成匹克网，然后这几个匹克网再组成散射网，与蓝牙主机控制器接口（HC）I进行通信。②蓝牙执行器的匹克网应用。对于现场执行单元，它是防误系统原始开关量（开关、刀闸位置）的采集端口，是现场实际设备解锁与闭锁操作的执行单元，同样需要有可靠的信息通道，因此，对本系统设计为开关、母线刀闸、线路刀闸、母线刀闸与开关间接地刀闸、线路刀闸与开关间接地刀闸5个匹克网（若设备较多，则还可扩充匹克网），这5个匹克网再组成一个大的散射网。

2.3.2硬件设计

蓝牙模块硬件结构：蓝牙技术中，主要有蓝牙芯片组和蓝牙模块两种形式，但最终都能实现蓝牙的无线通信和链路管理功能；蓝牙模块将射频、基带、链路管理器和HCI层集成到了一块芯片上，通过RS232、USB等总线接口实现HCI（主机控制器接口）指令交换。无论是蓝牙基带控制器还是蓝牙模块，都集成了HCI层，作为控制蓝牙芯片各种功能的唯一手段，高层应用也需要使用HCI层与蓝牙芯片进行通信。另外，水电站一个间隔内的各个防误锁具进行实时的控制（解锁或闭锁），是要用弱电控制强电，设计可采用（MOC3051M）可控硅来实现弱电对强电的控制，可靠性好、寿命长而且方便实用。

3结束语

篇8

关键词：跨学科；交叉学科；交叉学习；教学方法

中图分类号：TP311

文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2017）10-0129-02

在IT技术不断发展和快速更新下，对许多应用领域的学科交叉复杂应用问题依据某一学科已经很难解决，基于学科交叉合作共同解决综合复杂应用题必然是一种发展趋势。目前各学科领域对跨学科交叉研究的重视程度越来越高，科学研究的分类逐渐从一般原始精细分类发展到目前的交叉综合。越来越多跨学科研究领域和教学领域问题暴露出来，在目前高等教育专业划分如此细化情况下，特别是研究生教育，跨学科领域研究创新发展和原始陈旧的专业细分之间的矛盾越来越严重，随之产生了许多新的跨学科专业，目的是解决目前高等教育中碰到的各种问题。因此需要急需探讨和解决跨学科专业的问题研究和课程教学问题。

美国学者Shoemaker提出了跨学科教学的定义：教学将跨越学科界限，把课程的各个方面组合在一起，建立有意义的联系，从而使学生在广阔的领域中学习。社会发展需要跨学科教育，高等教育日益国际化是学习和研究的全球性特征的一种反映，应通过新的教育和教学方法，使学生学会在多元文化环境和国际环境中独立思考和协同工作。跨学科专业教育具备不同的形式和内容，从专业上讲是适应不同应用领域需要而设置跨学科专业；从设置课程教学上讲是开设包含跨专业内容新课程；提炼在不同领域需要的知识内容，让学生系统掌握跨专业知识结构内容；从学生学习上讲是课程内容跨学科化，掌握交叉融合的跨专业知识，提高解决问题的能力。跨学科教学的重要方式就是学生交叉学习，例如在指导本科生毕业设计时，可将不同专业的学生组成设计小组，通过将计算机专业和控制，通信专业的学生组成毕业设计小组，制定相关跨专业题目，让学生共同完成毕业设计，从而达到培养学生学科交叉综合应用能力的目标。

1.跨学科专业课程的重要性

超过一个学科范围的研究活动称为交叉学科或跨学科。在问题过程中不但保持各学科的差异性，而且要将多个学科综合起来解决问题，并且综合一起的各学科含有创造持续性和局部一致性成果。交叉学科不是各学科简单的一起工作，而是由多个差异学科背景和开放思维个体，应用专一知识来协作解决完成共同的问题。在本科和研究生教学中，就存在着许多交叉学科专业课程，具有重要的专业位置。比如《电子商务》，融合了管理学、经济学和计算机系统等几个学科的思想和方法。《计算机网络》涉及的是通信，自动控制和计算机等几个专业学科的理论和方法。

2.跨学科专业课程教学存在的问题

跨学科专业课教学体现着交叉学科的重要性，而在高等教育跨学科专业课教学中存在许多亟待解决的问题。

1）传统专业划分导致跨学科专业课教学的走向非主流。注重学科交叉，培养跨学科的高级人是高校人才培养的重要任务，可是在学科划分越来越细、分割越来越严重的情况下，严重影响了交叉学科、跨专业的合作研究和教学，导致的严重结果就是跨学科专业课的教学边缘化。要改进学科划分的科学性，符合社会对人才的需求。

2）虽然许多跨学科课程成为主干核心课，但缺乏专业成熟的任课教师。在学科专业教育中占有举足轻重位置的跨学科专业主干课程，由于专业划分的不科学性和专业课程的教学边缘化，同时缺乏相应的专业教师师资培养机制，使得这些专业主干课程形同虚设。跨学科课程与实验不仅要保证理论和实践内容的专业性以及在本专业中的地位，还要有他的外延，重视与其他学科的连接。

3）对跨学科专业主干课程教学内容的不及时更新，最终就不能显示出跨学科教学内容的前沿性。跨学科专业课从教材选编到教学内容不能及时更新，难以体现新的前沿性研究内容。这和目前跨学科研究相关。目前跨学科研究缺乏自己的特色，只是利用其他学科的方法和概念，跨学科研究最终不能成为真实有效的科学方法解决实际问题。缺乏跨学科研究的连续性和前瞻性，跨学科专业主干课的教学内容必定是滞后的。

4）没有创新有效的教学方法，就不能提高学生学习兴趣，很难培养具备跨学科思维创新意识。跨学科课程教学的一个核心要素就是多种教学和思维方法并用。跨学科思维的创新意识是培养学生最重要的目标，但由于教师意识以及缺乏专业的专门针对跨学科专业课程教师的原因，许多教师只能偏重书本知识的传授，不能或没有办法引导学生创新思维能力的培养；大多教师都是按照教材的章节顺序讲授，不能强调跨学科知识的互相连接性，忽略了跨学科课程内容的内在联系。

3.跨学科专业课的课程改革与实践探索思路

跨学科专业课的教学为高校发展交叉学科提供综合性课程内容和教学支持、拓展学生跨专业知识面、培养学生的创新思维意识等，都起着重要的作用。针对高校跨学科专业课的课程教学中存在的诸多问题，笔者以所授课程《无线网络技术》为例，提出以下思路以供探讨。

3.1注重课程介绍和引入，突出课程产生的源头。

概括解决哪些专业领域问题的基本原理。跨学科专业课特点是跨学科的基础性和综合性。如《无线网络技术》是一门跨通信，控制和计算机领域的课程。它是以网络通信模型为理论基础，概括物理层、链路层、网络层、传输层和应用层传输原理，涉及控制领域、通信领域和计算机领域的理论和方法发展、演变规律的科学。总结了无线通信领域里的各种通信原理和方法，以及在不同应用领域应用不同的通信技术和标准。为计算机网络在无线通信方面奠定理论基础和实践方法。在导入阶段，分析清楚基本概念和原理，从无线通信各领域的应用目的人手。引导学生注重它与其他领域的内在联系，了解无线网络技术的重点是在于通信协议。而通信协议主要是使用计算机技术在硬件基础上加以实现。协议本身的研究关系着硬件基础和通信原理基础，强调计算机技术如何在通信和控制原理基础上如何实现数据传输的。

3.2强调以问题为导向的专题式教学

以实践教学体系为主，自学和理论讲解相结合，设立无线网络技术范围内的实验课题提纲，既包括基础实验也包含一些创新实验课题，为不同专业学生构建协作型实践教学平台，搭建创新实践基地为学生提供创新能力的培育平台，用实践过程引出理论课程讲解。设立创新实验项目，鼓励学生根据自己的兴趣自主立项，带着自主实验课题进入实践室，开展创新实验活动是学生创新实践基地最具吸引力的地方。学生可以根据自己感兴趣的研究课题，结合不同学科特点申请实验课题，可以无偿利用实验室条件开展实践研究。由于选题是学生自选，往往有很强的探索热情和动机，在教师的指导下，可以比较容易地实现知识迁移，释放创新能力，从而真正成为知识的探索者，产生创造性的科研成果。问题式实验课程多以探索性的综合实验为主。采用的参与式的教学方法，只对实验结果提出要求，不教方法和步骤，没有限制，引导学生用所学的专业理论和思维方法，自己设计方案，实验步骤，分析结果，完成实验目标，从而形成新的知识体系。强调实验过程中的学习体验和个性创造性表现。

3.3突出跨学科专业课程的专业性和前瞻性

跨学科专业课程特点就是超过一个以上的传统学科分支领域之间的联合或者一个学科内部两个以上分支之间的联合。跨学科课程是独立的专业课程，有其独立的存在价值，所以，在内容上要避免将一门学科的东西强加给其他学科。例如无线网络技术主要以现有的无线wifi，Zigbee等成熟技术为基础引出基础实验项目，联系通信，控制领域的基本理知识，引导学生理解无线网络技术的基本理论和原理，并引导学生建立无线mesh，无线adhoc网络技术等专题实验课题项目，进一步了解无线网络的前沿技术。因此，跨学科课程要注重课程本身的独立性、专业性和前瞻性。

3.4注重培养学生跨学科的创新思维意识

跨学科实验研究课题的产生，本身就是创新的过程。跨学科课程的设置，对于学生跨学科创新思维意识的培养，具有非常重要的地位。问题教学是启发思维的有效手段。启发式的问题教学是跨学科课程的一个重要的有效教学方法。用实验来引出问题，让学生了解其理论原理，更容易让学生接受新的思想和理论。更容易引导在不同学科之间学生的创新思维。跨学科课程的产生，本身就是不断探索的过程，因此，在教学过程中，要以学法带教法，突出思维训练，培养学生的创新思维能力。不仅给学生知识形成的结果，更重要的是让学生理解跨学科知识的形成过程，掌握学习新知识的方法，触类旁通，学会创新思考。

篇9

关键词：无线网；OTC；扩频通信技术；局域网；带宽

一、无线扩频通信技术简介

扩展频谱通信(spread SpectrumCommunication)技术(以下简称扩频通信)，早在第二次世界大战期间就已提出，其发展也基本上是在军事领域随着电子对抗发展起来的。

随着无线通信的广泛应用，无线频道变得非常拥挤，频道资源非常紧张，干扰繁多且严重。由于扩频通信技术的很多优点可以克服这些问题，并且可以提供更高的保密技术，因此，从20世纪80年代末，美国联邦通信委员会(FCC)规划了ISM波段并批准扩频通信使用该频段来，扩频通信技术得到了快速的发展和广泛的应用。

二、无线扩频通信技术基本原理

扩频通信的理论基础是仙农定理：

C=W Log 2(1+S/N)

式中：C―信道容量，W―传输带宽，S/N――信号功率／噪声功率。由此可得：在信息速率一定时，可以用不同的信号带宽和相应的信噪比来实现传输。即信号带宽越宽则传信噪比越低，甚至在信号被噪声淹没的情况下也可以实现可靠通信。因此，将信号的频谱扩展，则可以实现低信噪比传输，并且可以保证信号传输有较好的抗扰干性和较高的保密性。

目前常用的扩频通信实现方法主要有：直接序列扩频(Direct Sequence Spreadspectrum)、跳频(Frequency Hoppmg)、跳时(Time Hoppmg)、宽带线性调频(Chip Modulation)等方式。以上方法中最常用的是直接序列扩频和跳频。

三、无线扩频技术的特点

(一)抗干扰性强

首先，扩频通信系统扩展的频谱越宽。抗干扰性能越强。如果信号频带展宽10倍，干扰信号需要在更宽的频带上进行干扰，因此分散了干扰功率，在总功率不变的条件下，其干扰强度只有原来的1/10。其次，在接收端是采用扩频码序列进行相关检测，所以即使是同类型信号进行干扰，如果不能检测出有用信号的码序列，由于不同码序列之间不同的相关性，干扰的影响会很少。

(二)不干扰性好

扩频信号的发射功率谱很低。发射功率限小于或等于1W，不影响已有的任何无线通信设备的正常运行，使大气空间的电磁环境较干净。

(三)抗多径干扰能力强，增加了系统的可靠性

由于扩频系统中采用的PN码具有很好的自相关性，互相关性很弱。不同路径传输出的信号能够容易地被分离开，并能够在时间和相位上重新对齐，增加了系统的可靠性。

(四)抗衰落性能好

一般来讲，无线电信号传播时，衰落是有频率选择性的，而扩频信号将信号功率扩展到很宽频带中，其中一部分信号频率出现的衰落，不会对信号整体接收产生太大影响。

(五)有很强的隐蔽性和保密安全性

随着无线局域网的不断发展，对于用户来说网络的安全性越发成为一个关注的焦点。网络的安全性到底如何，怎样才能最大限度地隔绝外来黑客、病毒、工业间谍的侵入以及网络内部某些别有用心的用户越权登录等等，这些都是网络管理员最为头疼的问题。

(六)传输速率高，误码率低

目前扩频技术的发展。使扩频通信传输速率可达10Mbps，并且传输可靠，误码率可以低于10-8。

(七)多址通信能力强

由于扩频通信要用扩频编码进行扩频调制发送，而信号接收需要用相同的扩频编码之间的相关解扩才能得到，这就为频率复用和多址通信提供了基础。

四、无线扩频技术与其他网络的方式的比较

在探讨无线扩频技术的同时，首先对无线网和有线网进行比较。无论是现在还是将来，无论是局域网还是城域网。无线网络都不会完全替代有线网络，这两者之间永远是互助的关系，就像我们既需要听广播，又需要看有线电视；既要在海底铺设电缆，又要在太空放置卫星。

第一，有线局域网的局限性。有线局域网有着传输速度快、产品种类全和产品价位低等显著的优点，但同时它也有着如受地理环境和工作条件限制等很多显著的缺点。一是特殊地理环境的制约。如山地、港口和开阔地等特殊的地理位置和环境将对有线网络的布线工程有着极强的制约力，此时，如果坚持采用有线网络，将存在施工周期长和后期维护困难等问题。但是如采用OTC Wirdess公司的无线网络产品，用户就可轻松地在距离为25公里、传输速度为2Mbps或最大距离为12公里、传输速度为11Mbps的条件下与服务器或其他计算机进行通信，而无须为地理位置和环境担心。二是工作地点不确定。在一些比较特殊的情况下，工作人员可能不会固定在某一点工作，而是在某一范围内进行工作，如库房管理、施工现场和实地勘测等，这时若采用有线网络，将对工作带来诸多不便。还有一种情况，就是如建筑、公路铺设、煤矿和油田等工作单位，不会有一个长期不变的工作地点，那么使用有线网络就意味着每个工程都要进行一次布线工程。如使用OTCWireless公司的无线网络产品进行连网，任何地方都会随信号发射中心移动，只要在信号覆盖范围之内网络都会随之出现，而不会出现重新布线的问题。

第二，公共数据网络的局限性。在城区内公共数据网络有着网络覆盖面积广、受地理环境的影响小等优点，但同时它也有着如传输速度、租用费用昂贵、施工周期长等显著的缺点。随着计算机网络通信技术的不断发展，用户已经由以前所要求的简单的语音及少量数据传输，变成了要求语音、数据及多媒体图形图像的同时传输，并且在不久的将来，保安监控和自动化控制也将被要求进行传输，这使得公共数据网络中原来的高速线路端口相当拥挤，低速线路速度不够的情况更为紧张。目前公共数据网络虽然有512K DDN专线，但是租用费用相当昂贵，虽然ISDN的初装费较少，但速度又只有128K，并且租赁费用需要不断地交下去，且公司所购的产品又不能纳入公司的固定资产管理，这对公司来讲，将是一个不小的损失。使用OTC Wireless公司的无线网络产品，可将使传输速度从512K提高到最高2

Mbps甚至是5Mbbps或11Mbps的速度，并且不但不用交纳昂贵的租赁费用，还能够将所购产品纳入公司的固定资产。

五、无线扩频技术在将军集团的应用背景

将军集团的网络系统建成于1998年，随着集团信息化的发展，网络建设也有了迅速提高，仅济南卷烟厂就有信息点700多个，分布于各个部门、各个角落。通过这个网络系统，真正实现了数据传递和数据共享，大大方便了生产和管理工作，提高了工作效率。但是，集团信息化的发展不仅济是济南卷烟厂，还需要将销售部门、物业公司、医院、学校、烟叶仓库等单位和部门都并入烟厂的企业网中。为此，信息中心曾考虑到用各种方案来实现整个集团的联网。由于以上单位和部门离中心机房较远，通过重新布线的方式是无法实现的。当时考虑到用拨号的方式或租用电信光缆的方式，但由于其速度问题和费用等问题。皆不适合于集团的网络发展。经过信息中心多次考察和论证，最终选择了无线扩频技术，并采用了OTC公司的无线产品构建了无线子网。

六、无线扩频技术在集团的具体应用

通过无线扩频技术，我们已经在将军集团内建立了5个无线子网，并将这些子网并入到了集团的局域网当中。通过对以上部门或单位信息流量的统计和分析，采用了不同频率的无线通讯设备。其中，销售公司、物业公司采用了OTC公司的11M无线产品，其实施方式是采用了一点对多点的方是，即在信息中心机房的房顶上架设了1个24DB的全向天线，通过EZYLink2511-11无线传输设备直接连接到中心的交换机上，另外一端分别架设了1个24DB的定向天线，通过EZYLink2511-11无线传输设备连接到其内部的交换机上，两端分别通过无线网服务器管理软件和客户端管理软件进行设置，实现通讯。学校、医院、烟叶仓库采用了OTC公司的5M无线产品，也是采用了一点对多点的方式，除了带宽不一样外，其构建方式基本相同。无线网路的拓扑结构如图1所示。

无线扩频技术的使用解决了将军集团各分散单位联网难的问题，通过无线网使集团的各分支机构连接起来，真正实现了数据的快速通讯和资源共享，充分利用了信息资源。

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关键词：无线网状网络AdHoc路由协议

一、无线网状网的路由协议

传统的路由协议是专为有线网络设计的，并不适用于无线网状网环境。因为传统的路由协议不能够很好处理无线网状网环境中常见的拓扑结构和链接质的快速变化。无线网状网络都有一些显著的特性，例如：高动态性，智能性，端对端最佳路径选择，多跳性，通常带宽有限和计算能力不足。无线网状网络的高动态性的原因有两个：第一，路由器本身可能移动，并造成网络拓扑结构的快速变动。第二，即使路由器本身不移动，由于干扰、地理和环境等因素，无线电链路的质量仍可能发生快速变化。

从以上这些特性可以知道，完备的无线网状网路由协议必须需要具备以下特点：①分布式操作；②快速收敛(适应更快的移动)；③可扩展性：④适用于大量的小型设备；⑤只占用有限的带宽和计算能力主动式操作(减少初始延迟)：⑥在选择路由时考虑无线电链路的质量和容量；⑦避免环路：⑧安全性。

由于无线网状网是由AdHoc网络发展而来的无线网络。AdHoc网络和无线网状网络之间具有一定的相似性，因此现有的主流无线网状网路由协议也是从AdHoc网络的路由协议发展而来的，主要包括三种类型的路由协--议：一种为先验式路由协议：一种为反应式路由协议；另外一种就是二者的混合，称为混合式路由协议。

二、先验式路由协议

(一)简介

先验式路由协议是一种基于表格的路由协议。在这种协议中，每个节点维护一张或多张表格，这些表格包含到达网络中其它所有节点的路由信息。当检测到网络拓扑结构发生变化时，节点在网络中发送路由更新信息。收到更新信息的节点更新自己的表格，以维护一致的、及时的、准确的路由信息。不同的先验式路由协议的区别在于拓扑更新信息在网络中传输的方式和需要存储的表的类型。先验式路由协议不断的检测网络拓扑和链路质量的变化，根据变化更新路由表，所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。源节点一旦需要发送报文，可以立即得到到达目的节点的路由。

(二)典型先验式路由协议DSDV协议

DSDV的基本原理是：每一个节点维持一个到其它节点的路由表，表的内容为路由的“下一跳”节点。DSDV创新之处是为每一条路由设置一个序列号，序列号大的路由为优选路由，序列号相同时，跳数少的路由为优选路由。正常情况下，节点广播的序列号是单调递增的偶数，当节点B发现到节点D的路由(路由序列号为s)中断后，节点B就广播一个路由信息，告知该路由的序列号变为s+l，并把跳数设置为无穷大，这样，任何一个通过B发送信息的节点A的路由表中就包括一个无穷大的距离，这一过程直到A收到一个到达D的有效路由(路由序列号为s+1-1)为止。

在此方案中，网络内所有的移动终端都建立一个路由表，包括所有的目的节点到达各个目标节点的跳跃次数(或标识距离矢量的路径矩阵)。每个路由记录都有一个由目标节点设定的序列号。序列号使移动终端可以区分当前有效路由路径和已过时的路由路径。路由表周期性地做全网更新以维护全网的通信有效性。通常，为了减少由于路由表更新而产生的大量路由信息传递，减少网络路由开销，可以采用两种路由更新方式。第一种是全清除方式，即通过多个网络协议数据单元将路由更新信息在全网中传输。如果网络内终端出现移动，则产生的新路由分组信息不定期的传达至网络内所有终端。第二种是部分更新方式，或称为增量更新方式，即在最后一次全清除传输后，只传递那些涉及变化了的路由信息进行传输，这些信息通常被放置在一个标准的NPDU里，从而减少路由信息的传递量。在增量更新方式中移动终端可以增加另外一个附加的表来存储路由更新信息。

新路由信息的广播信息包含目标节点的地址，到每个目标节点的跳数、接收信息的序列号，以及独有的广播序列号。新路由信息适用最新的序列号。如果两次更新具有相同的序列号，则具有较小的距离矢量阵的路由具有优先权。因为它代表路径最短(或跳数最少)。在通常情况下，从源节点到目的节点可能存在多条路径，在最佳路由路径的确定过程中，移动终端跟踪不同路由路径的时间，最佳路由路径就是时间最短的路径。在找到最佳路径之前，该时间呈收敛性涨落。一旦路径确定，这些信息就存放到每一个终端的路由表中，直到节点收到新的路由信息。

三、反应式硌由协议

反应式路由选择协议是一种当需要一条从源节点到目的节点的路径进行数据发送时才查找路由的路由选择方式。节点并不保存整个网络的及时准确的路由信息。当源节点要向目的节点发送报文时，源节点在网络中发起路由查找过程，找到相应的路由后，才开始发送报文。为了提高效率，节点可以将找到的路由保存在缓存中供后续发送使用。反应式路由协议按需路由的特点可以较好地适应节点移动较为频繁的无线网络环境，节点发生移动后，只需要更新需要发送数据的相关路径的路由信息即可。

四、混合式路由协议

混合式路由是将前面两种路由方式结合起来，在局部范围内使用先验式路由协议，维护准确的路由信息，并可以缩小路由控制消息传播的范围。当目标节点较远时，则使用反应式路由协议查找发现路由。ZRP协议就是混合式路由协议的代表。ZRP协议是一种专为多变的通信环境(如可重构无线网络，RwN)设计的平铺式路由协议。在每个节点定义一个区域，此区域包含一些节点，这些节点的距离(也就是跳数)在一个限定的范围之内。这个距离被成为区域半径rzone。每一个节点只需要知道它的路由区域内的拓扑结构，而且其路由信息随着区域内的拓扑更新而更新。这样，尽管网络很大，但更新仅仅在局部区域进行。由于距离大于1，这样区域就有大量重叠。

若s要与D通信，则s发送query消息，并一级一级广播下去，直到到达D，D响应这个请求，表明路山为：S-H-B-D。

B知道路由路径的机制成为路由累积。累积过程如下：query消息每经过一个节点，则在query消息中加上该节点的信息。为了限定信息大小并能反应出路由发现过程，在query消息中加入跳数限制，并且每经过一个节点，跳数减l，若跳数域为0，则丢弃该消息。区域内部采用先验式路由协议。

可以看出ZRP仅需要一些相对小数量的query信息，这些信息只是发给周边节点的信息。由于区域半径相对于整个网络来说总是比较小，得知区域内部拓扑的开销只是整个网络很少的一部分。而且，每一个节点储蓄的信息也大为减小。另外，ZRP协议比全网的反应式路由发现机制要快得