无线局域网在校园中的应用

翁宗琮

一、问题的提出

移动互联网的出现正在改变人们在信息时代的生活，用户对于移动应用，特别是其中的互动、生活辅助应用的需求越来越大[1]。越来越多的教师持有智能手机和平板电脑等智能终端，校园内的有线网络端口在数量上无法满足日益增长的互联网接入需求。因此，寻找一种高效的网络解决方案，正是实现服务教学、保障教学目标的重要途径。

二、无线局域网的优势

1.简易性

有线网络的前期安装工序比较烦琐，需要一定的技术基础。无线网络的安装过程简单，只要给无线路由器接上电源，然后进行简单设置就可以实现互联网的连接，无需重新布线即可实现网络覆盖。无线局域网可以弥补有线网络在使用上的不足，以达到高效使用校园网的目的，为师生提供全面、便捷的网络平台。

2.扩展性

通过各种可以接入无线局域网的设备，教师可以在校园内的任何地方进行视频点播，包括已经存储在服务器中的教学视频资料以及各种获奖的优秀课例，从而改变传统的教学方式。此外，教师随时可以进行教学反思与总结，也可以随时登录学校的电子图书馆查阅相关的文献资料，有利于教师的专业化发展。

3.实用性

在校园内建立安全监控网络可以有效避免校园暴力、盗窃等事件的发生，从而为师生提供和谐稳定的工作、生活和学习的环境。利用无线传输的优势可以避免有线接入带来的各种限制，同时具备隐蔽性好，见效快的优点，而且监控点的位置可以根据需要随时做出调整，设备可以重复使用。

4.前瞻性

物联网指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络[2]。物联网概念下依托各种无线传感器构建的理化生实验室是需要无线局域网支撑的，通过这种实验室，学生可以将理论和实践相结合，加深对无线传感器网络的特点、数据采集、传输以及处理等相关技术的理解。

三、校园无线局域网应用实例

1.全向覆盖

我校的校园网建于2000年，由于各种原因，每个年级办公室仅配备了3～4个信息点，后期通过办公桌改造，教师的桌面配备了一个信息点。在每个年级办公的教师约有20名，有的教师需要同时使用笔记本电脑和台式机，另外随着智能手机和平板电脑等移动终端的普及，越来越多的教师需要使用各种无线终端接入互联网，因此原有的信息点存在数量不足的问题，而且智能手机等移动终端一般也无法使用传统的网线接入校园网。笔者采用的方法是每个楼层配备一个无线路由器和一条15 DB的全向增益天线进行覆盖，除台式机以外均使用无线局域网接入校园网。

但是在实际应用过程中，组建无线局域网最需要考虑的问题就是无线路由器的穿墙能力。因为同一楼层的教师不可能都在同一个办公室办公，如何让不同办公室的教师都能够充分使用无线局域网是组建无线局域网的一个重要问题。

无线的实际传输受很多因素的影响，比如：墙体结构、材料和环境干扰等。天线是无线产品发射和接收无线信号的一个重要部件，是无线产品通信的基本保障。无论是信号发送还是信号接收，射频信号都是由天线以电磁波辐射的形式传递。但是，在部署无线路由器的时候，仅仅考虑天线的增益是不够的，在关心天线增益、驻波比、输入阻抗，组建校园无线局域网的过程中，更重要的是了解无线路由器搭载的芯片方案、品牌的研发水平、采用的材料品质等因素。因此，一些对穿墙有特别需求的功能场室，采用了带双SMA天线接口的路由器搭配两个平板定向天线来进行无线信号的覆盖。只有充分考虑各种综合因素，才能让不同办公室的教师都能够高效率地使用无线局域网。

2.定向覆盖

我校的体育科组办公室距离教学主楼比较远，超过了300米，而且中间有树木遮挡。一般来说，网线传输理论值最大为100米，但实际上由于网络布线环境因素等影响超过60米以上传输效果已明显变差。如果通过拉光纤的方式，300米的距离又显得有些小题大做。我们采用的解决方案是用无线路由器搭配一条八木天线将无线局域网信号定向传送到体育科组办公室。通过这种方式，让体育科组的教师也能够通过无线的方式使用校园网的相关资源和获取相关的信息。

3.无线视频监控

目前无论是校园安防还是考场监控，视频监控对学校来说越来越重要，但是对于一些无法布线的场所，安装摄像头的难度很大。这个时候可以安装支持无线局域网的无线摄像头来解决这一难题，对于无阻隔环境来说，无线监控摄像头既节省了布线的麻烦和相关的费用，也能随意改变监控的位置，具有普通摄像头无法比拟的优势，而且可以通过任意连入校园网的机器利用IE进行监控，使用十分简单。

4.中学物理探究实验

笔者在物理教学过程中使用Arduino WiFi小车辅助物理探究实验教学。以2012人教版八年级物理新教材第八章《运动和力》当中的牛顿第一定律的探究实验为例，可以用小车代替普通小车从轨道上滑落到粗糙程度不同的介质表面，利用小车搭载的摄像头可以记录下滑过程中的第一人称视角，让学生通过电脑实时感受在粗糙程度不同的表面上车子逐渐慢下来的过程，小车还可以将车子运动的相关数据通过无线局域网实时传送到电脑上，让学生进行分析和探讨。无线局域网不仅可以极大地提高学生对物理的学习兴趣，同时也可以让教师的教学创新能力得到扩展与发挥的空间。

5.中学生物课外活动

电子书包是一种可以随身携带，承载着丰富的数字化教育资源，具有网络支持与服务功能，支持学校、家庭、社会教育系统中各要素之间的协同互动，并满足学习者个性化学习的移动学习媒体[3]。以中学七年级生物第一章第二节《调查周边环境中的生物》为例，教师使用电子书包通过无线局域网所展示的网络学习资源来创设学习情境，让学生从生活实际出发，激发学习兴趣。学生分工合作，组建兴趣小组，在校园里进行植物辨别、植物测量、校园植物标本制作等活动。在活动进行过程中，学生借助电子书包采集校园中植物的相关数据，并通过无线局域网连接相关的网络资源进行植物识别，而且还可以通过无线局域网与教师、同学进行交流，分享学习经验。

四、结束语

对于校园环境来说，无线局域网络具备有线网络所不具备的移动性和漫游功能，使得在无线信号覆盖的范围之内，教师和学生不管在任何地方都可以实时访问信息。无线校园网络能够支持移动办公与移动网络管理，教师和学生可以随时随地在校园网内部安全地接入网络，并使用校园网的相关资源。而且由于无线局域网的安装过程既快速又简单，将越来越受到各个学校的重视。但是在使用无线局域网的同时，安全问题也是不容忽视的。搭建功能强大的无线校园网的同时，要做好相关的安全防范措施，要能够保证无线局域网内用户信息和传输消息的安全性和保密性，维护校园无线局域网的安全。

[1]翁宗琮.对移动协同教育APP功能需求的分析与探讨[J].软件导刊,2013(05):192-193.

[2]孙其博,刘杰,黎葬.物联网:概念,架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2010,33(3):1-9.

[3]翁宗琮.电子书包在中学物理探究实验教学中的应用研究[J].中国教育技术装备,2013(6):118-119.

[4]刘繁华,于会娟,谭芳.电子书包及其教育应用研究[J].电化教育研究,2013(1):73-76,85.