无线Wi—Fi系统在智慧场馆建设中的设计与应用

摘 要：随着移动互联网、物联网和智能终端技术及应用的爆发式增长，无线Wi-Fi系统作为移动互联时代和智慧城市建设的一项重要网络基础设施也得到了飞速发展和普及。本文从科普场馆无线Wi-Fi系统的设计、部署、维护、管理和应用的角度，系统全面地阐述了高密度人流公共场所如何构建安全、可靠、高速、稳定，用户体验度高，有应用价值的无线Wi-Fi网络系统，对类似应用场景，如博物馆、体育馆、会展中心和市民服务大厅的无线网络部署具有相当的参考和借鉴意义。

关键词：无线 Wi-Fi 移动 互联

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）05-0-02

一、项目背景

2017年中国新型智慧城市建设与发展综合影响力评估结果公布，宁夏银川市被评为中国最佳管理实践智慧城市。在互联网、大数据和云计算蓬勃发展的背景下，以“一图一网一云”为技术架构的智慧政务、智慧交通、智慧医疗、智慧社区等10大系统正在银川市及周邊迅速推广，这些系统的实施及应用使银川市成为全国智慧城市建设的新标杆。宁夏科技馆紧跟信息时代发展步伐，争做公众科普主力军，利用中央财政支持科技馆免费开放专项资金，开展了“智慧场馆·数字科普”项目建设，充分利用信息化手段，把便民利民惠民与提升社会公众科学素养和综合素质紧密融合在一起。本文论述的无线Wi-Fi系统正是“智慧科技馆”项目建设的一个子系统，一项基础性的网络工程。

二、系统功能及目标

在项目实施前期，应进行充分的调研分析，组织相关领域专家对项目的技术方案及系统主要功能和目标进行充分论证，并形成指导项目实施的《需求分析报告》和技术方案。在高密度人流的科普场馆，拟部署的无线Wi-Fi系统应具备以下主要核心功能。

1.根据场馆面积、展厅楼层分布和节假日观众最高峰值，科学合理部署AP（Wireless Access Point 无线访问接入点） 数量及频道，网络系统吞吐量应能满足公众场所最高人流峰值时多数用户同时在线流畅访问互联网，用户用户体验好，满意度高。

2.整个无线Wi-Fi系统可对网内各种网络设备（路由器、防火墙、核心交换机、楼层汇聚交换机、AC（AP Control）无线接入点控制器、入侵检测系统、全部AP）具有统一集中的可视化管理功能。

3.整个无线Wi-Fi系统应具有完善的网络安全管理功能，可对观众上网行为进行管理和审计、防恶意攻击、防止非法接入点接入网络，切实保障场馆工作人员和社会公众的信息安全，避免因访问不受信的网站带来的上当受骗。

4.提供多种上网身份认证方式，基于网络系统的大数据分析功能，有针对性实时向观众推送场馆科普教育活动信息；为观众通过智能手机使用展品语音讲解、深度看展品、参观导览等应用提供网络访问接口。

三、系统架构

智慧场馆无线Wi-Fi系统的网络架构应遵循安全、可靠、高速、稳定、易于管理，可提供增值应用的系统建设基本目标进行设计，采用AC+FitAP（无线控制器+廋AP）的网络架构对场馆各展厅进行目标区域的全覆盖。场馆无线Wi-Fi系统的网络架构一般由控制层、接入层、无线覆盖层、终端接入层四层结构组成，系统网络架构如图1所示：

四、网络安全

根据公安部《互联网安全保护技术措施规定》第82号令相关要求，互联网服务提供者需记录并留存用户访问的互联网地址或域名，应当具有至少保存六十天记录备份的功能。随着互联网安全形势的日益严峻和手机用户对个人敏感信息保护意识的不断增强，新建网络系统在网络安全设备和管理方面的投入不断加大。大型公共场所无线Wi-Fi系统由于其面向社会公众开放接入的特点，其安全标准比有线网络更加严格。大型科普场馆无线Wi-Fi系统，一般应具有以下四大基本网络安全管理功能。

1.应用识别和网站过滤功能

无线Wi-Fi网络系统应具有应用识别和网站过滤功能。基于全国最大的应用识别库，将违法、违规、暴力、黄色等不良网页以及钓鱼网站、恶意广告自动过滤和屏蔽，净化网络环境。

2.观众上网行为的识别和审计功能

无线Wi-Fi系统可记录并留存用户注册信息至少60 天以上；并针对游客的上网行为进行记录和审计，有效甄别网页访问、网络发帖、邮件发送、在线聊天、文件传输、游戏、炒股、在线影音和文件下载等行为。

3.无线入侵检测及防御功能

无线Wi-Fi系统应具有无线入侵检测及防御功能，检测无线网络环境中存在的攻击和危险行为，并进行有效防护；私接无线接入点、共享热点对无线网络的威胁主要是对无线网络正常信号的干扰以及诱使观众错误接入从而盗取用户重要信息。

4.防恶意攻击功能

针对无线网络的恶意攻击主要有DDOS 攻击、PING 攻击、ARP 欺骗攻击等。无线网络系统通过在无线层面的攻击检测技术，可以将攻击终端加入到动态黑名单冻结其访问行为，并产生告警通知。

五、身份认证

社会公众在公共场所使用免费无线Wi-Fi系统一般有微信、短信、二维码、APP等多种登录方式，使用较多的主要是微信和二维码两种方式。每种登录方式各有优劣，下面作一简要介绍：

目前，很多无线Wi-Fi设备厂商都非常注重Wi-Fi认证入口处的广告宣传和信息推送功能的开发和利用。利用这一功能，场馆工作人员可以向观众推送场馆介绍、科普小知识、实时和即将开展的场馆教育活动信息、甚至可以根据观众所处的楼层展厅位置向观众推送最受欢迎的展品信息，有助于提高场馆的智能化管理水平和满足观众自助参观的体验和满意度。

六、基于无线Wi-Fi系统的应用

无线Wi-Fi网络系统除了可以为社会公众提供免费的上网服务这一基本功能外，网络建设单位更加看重无线Wi-Fi系统可以提供哪些增值应用，如何提高对社会公众的服务水平，如何提高优化单位内部的工作效率和管理流程。以科普场馆的应用场景为例，对观众可提供免费电子门票、扫码展品语音讲解、扫码深度看展品、观众导览、场馆宣传，以及教育活动信息推送等基于无线Wi-Fi网络系统的应用服务；对馆内工作人员可提供展品故障报修系统、无线监控系统、移动OA办公系统的通信功能以及观众参观行为大数据分析等。限于篇幅，本文不能一一赘述，在此，仅就部分核心应用进行简要阐述。

1.扫码深度看展品

长期以来，一直存在观众在参观科技馆、博物馆、自然馆等科普场馆时存在走马观光，匆匆而过的现象。如何引导观众深度了解科技展品背后的科技知识，是广大科普工作者一直思考和探索的问题。一方面，我们通过增加更多更好的人工讲解来提高服务水平；另一方面，我们积极尝试通过信息化的手段，引导观众自助学习探究展品相关科普知识。观众通过智能手机扫描展品图文板的二维码，可以通过图片、文字、动画、视频、语音讲解、知识链接、知识问答、留言等多种方式对展品進行外延式的拓展学习。这项展品拓展服务功能，非常适合家长带着孩子一边参观互动，一边自助学习探究，既提高了家长的科学素养，又培养了孩子的科学兴趣。

2.观众参观行为大数据分析

传统场馆的电子门禁及安检系统，只具备基本的参观人数统计功能，无法为场馆管理人员提供更多有价值的数据信息。基于无线Wi-Fi系统的免费电子门票系统以及AC管理器的强大后台管理功能可以为我们实时提供观众人数、入馆时间、在馆时长、离馆时间、上网时段、上网偏好、兴趣爱好、关注的展品等重要数据信息。基于这些宝贵数据，我们可以进行大数据分析，筛选出有价值的信息，把我们正在开展和即将开展的展厅教育活动进行有针对性的推送，极大提高了公众科普的精准性和有效性。

七、工程实践

无线Wi-Fi网络系统作为高密度人流公共场所的一项基础性网络工程，在实施的各个阶段一定要遵循项目建设的基本程序。在工程实施前期，要对施工地点进行反复踏勘充分论证，根据设计信号覆盖范围、楼层层高、安装方式，科学合理部署AP，并绘制AP部署施工图；在项目具体实施阶段，要引入信息化监理，全程监督工程的质量、进度、安全、测试和交工验收等关键环节；在项目验收阶段，要引入第三方通信专业检测机构，开展无线覆盖信号强度、用户认证、网站访问成功率、首页响应时延、信噪比（SNR）、同频干扰、信号外泄、PING 包等专业测试。在我们看来，很多已建成的公共场所无线Wi-Fi系统在高密度人流应用场景下，上网速度慢，卡顿，用户体验差，无缝漫游能力弱的主要原因与网络出口总带宽、网络核心设备选型、AP数量、带宽、智能化程度、负载均衡能力以及工程交工验收没有进行充分的专业化测试有很大关系。

八、结语

通过宁夏科技馆无线Wi-Fi网络系统的工程实践，我们发现，无线网络由于具有信号易受干扰、安全保密性差、网速不稳定等先天不足，与有线网络相比，其技术复杂度更高，管理运维难度更大。但是，伴随着移动互联网所蕴含的巨大商机和海量数据，会促使网络标准制定机构、网络设备厂商和系统集成商研发技术更为先进的新一代的无线网络设备。我们有理由相信，在移动互联时代，无限精彩，万物互联，数据为王的新互联网时代已经来临。

参考文献

[1]金光.无线网络技术教程（第3版）——原理、应用与实验.清华大学出版社，2017

[2]黎连业，王安，李龙.无线网络与应用技术.清华大学出版社，2013

[3]黄标，彭木根.无线网络规划与优化导论.北京邮电大学出版社，2011

[4]刘冲.无线网络故障诊断与排除大全（实例精华版）.机械工业出版社，2017

作者简介：王晓东，宁夏科技馆，信息系统项目管理师，信息系统监理师；研究方向：科技馆信息化。