一種無線網絡現場分析系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線網絡的網絡監測技術領域，尤其涉及一種無線網絡現場分析系統及方法。
【背景技術】
[0002]當前無線網絡技術關注的兩個詞是微功率和智能組網；具有這樣特征的無線網絡往往具有短距，多跳，自組織，Mesh網絡，低功率，低速率，可自動休眠等特點。所有這一類復雜無線網絡和有線網絡的部署有明顯的區別:有線網絡關注網絡的連結性和拓撲結構，部署時只需要將一定拓撲結構將各種網絡設備連接起來，就完成了大部分的部署工作；在部署后期以及在運營中，只需要在機房里進行統一的管理即可。
[0003]復雜無線網絡不但關注連結性和拓撲結構，還關注現場環境。無線網絡可自動休眠的特點非常有助于降低網絡能耗，但是也打破了通信節點的連結性，除了連通，不連通之外還存在一種狀態:休眠，這樣定位網絡連通問題也更為復雜。無線網絡的自組織，Mesh網絡的特點使得無線網絡的拓撲結構根據環境的不同而處于不同的狀態，甚至無法確定某個時刻的網絡拓撲結構。無線網絡微功率的特點使得通信節點擺脫了電力線的束縛，可以采用電池供電。所以通信節點的安裝位置非常隨意，同一個網絡的通信節點都可能分布在室內或室外，可視或者不可視的位置上。無線網絡短距的特點使得通信受現場復雜環境的影響較大，現實中，電磁污染，無線電干擾均有可以能對無線網絡產生較大影響。
[0004]在技術上，尚且沒有一種通用技術或者系統能診斷或者解決無線網絡的各種實際問題:最優設計，性能瓶頸，能耗瓶頸定位，各種傳輸故障定位:包括響應延遲，速率降低，能耗變高，丟包率增高，形成信息孤島等等。通用的方法是使用網絡分析儀，頻譜分析儀，手持機等來檢測無線網絡現場的各種環境參數，無線數據等等，再輔之以人工的分析和診斷，最終得出最終的解決方案。
[0005]但是普通的無線網絡分析系統，如所述的網絡分析儀，頻譜分析儀，手持機大多數是顯示，控制，采集一體的獨立設備，成本高，體積大，不適合現場使用。普通的無線網絡分析系統常是嵌入式系統，對現場大量的關于環境的原始數據無法進行知識加工，難以進行遠程協同診斷，因此要求使用者具有較高的專業知識。上述的這些問題使得現場勘測的工作效率低而成本高，使得無線網絡現場分析工作成為一項耗時費力而高成本的工作。
【發明內容】
[0006]針對上述問題，本發明提供了一種無線網絡現場分析系統及方法。如圖1所示，所述現場分析系統采用分離式的設計:將感知，通信部分獨立出來放在一個嵌入式設備中，該設備能方便地放置到需要檢測的位置；系統所需的數據顯示，數據運算等功能則由市場上常見的Android智能終端來實現。采用標準Android智能終端一個方面可以利用Android智能終端的豐富的硬件資源，同時成本較低，比較嵌入式的一體機，顯示，計算等功能均可以用更高級的開發語言進行，這樣同時降低了軟硬件的開發成本，降低了開發難度。現場工作所需的分析和診斷功能則由Android智能終端上的應用程序和云服務來共同實現。云服務的引入是必要的，一個方面云服務能承擔部分原來由終端實現的功能，進一步降低了對終端的硬件的要求，部分軟件功能的開發也從嵌入式開發轉變成App和云服務的開發，可以提供更友好的用戶體驗；另外一個方面，有助于實現遠程協助和多人協作地工作，這滿足了無線網絡現場分析工作高知識需求和多人協作需求，使得現場的問題能夠同步地在實驗室就得到診斷，極大地提高了問題定位和問題解決的速度。
[0007]本發明提出一種無線網絡現場分析的系統，包括無線網絡檢測裝置，Android智能終端，現場分析應用軟件和現場分析云服務四個部分。
[0008]所述無線網絡檢測裝置是一個可獨立運行的嵌入式設備，如圖2所示，包括至少一個無線探測器和一個W1-Fi通信模塊。其中，所述無線探測器是實現通信和感知功能的模塊，是ZigBee模塊，藍牙4.0模塊或者其他具有組網功能的無線通信模塊。
[0009]所述Android智能終端是標準的Android設備，是Android手機或者Android平板，該設備中包括W1-Fi模塊和至少一個公網通信模塊。所述公網通信模塊是用來連接到互聯網的通信模塊，可能是GPRS，3G或者4G模塊。
[0010]所述現場分析應用軟件是運行在Android智能終端里的Android應用程序，包含了連接管理模塊，顯示，運算和解析模塊。
[0011]所述云服務是部署在云平臺上的信息系統，為所述現場分析應用軟件提供了擴展功能。如圖3所示，所述云服務至少包含了程序升級，用戶管理，數據備份，數據分享，輔助數據提供和遠程診斷模塊。
[0012]本發明提出一種外設連接方法，用來解決獨立運行的無線網絡檢測裝置和Android智能終端之間的通信問題。如圖4所示，所述外設連接方法包括以下步驟:首先，和常見Android智能終端的W1-Fi模塊使用方法不同，現場分析應用軟件用它生成一個W1-Fi熱點。其次，在W1-Fi熱點信號覆蓋區域內，啟動無線網絡檢測裝置；無線網絡檢測裝置將自動啟動W1-Fi通信模塊，連接到所述W1-Fi熱點。無線網絡檢測裝置和Android智能終端組成了一個無線局域網，相互之間可以進行通信了。
[0013]本發明提出的外設連接方法，具有以下優點:
[0014]在所述連接方法中，使用W1-Fi無線連接，利用W1-Fi組成的網絡可以直接使用TCP/IP協議進行通信，使用更為方便。
[0015]用軟件改變Android智能終端中的W1-Fi模塊為W1-Fi熱點的方法，無需對Android智能終端硬件做額外定制，簡化了連接方法。
[0016]在所述方法中，多個無線網絡檢測裝置可以同時連接到Android智能終端，這是傳統的一體機無法做到的，可以同時勘測現場的多個興趣點，可以勘測同一個興趣點的多個信道，提高了工作效率。
[0017]本發明提出一種無線網絡現場分析方法，能快速地，協同地對無線網絡現場進行診斷和分析。如圖4所示，所述的無線網絡現場分析方法包括工作準備和現場工作兩個階段。
[0018]在所述工作準備階段，有如下三個步驟:
[0019]步驟1.外設連接:使用本發明所述的外設連接方法連接所有現場的無線網絡檢測裝置。
[0020]步驟2.云服務連接:使用Android智能終端中的公網通信模塊連接到公網，在登錄到云服務。所述的連接方式，是2G，3G，4G或其他非W1-Fi的方式連接。
[0021]步驟3.下載和應用數據:首先，從云服務下載現場工作所需的輔助數據。所述輔助數據包括了用戶相關的，無線網絡檢測裝置相關的以及現場分析應用程序相關的參數與數據，還包括了無線網絡勘測方法所需要的數據。
[0022]在所述現場工作階段，可以進行如下類型的工作中的任意一項:
[0023]工作1.網絡解析。所述網絡解析工作的方法是:無線網絡檢測裝置勘測無線網絡現場環境，傳輸采集到的數據到現場分析應用軟件。所述采集到的數據包括場強，或其他現場環境相關參數；所述采集到的數據包括無線數據包，或其他無線網絡相關數據。同時，現場分析應用軟件對采集到數據進行運算，解析和顯示等操作。
[0024]工作2.現場操作。所述現場操作工作的方法是:根據現場勘測的需要，現場分析應用軟件發起一個對無線網絡或者其節點的一個操作命令；傳輸所述命令到無線網絡檢測裝置；無線網絡檢測裝置發出無線信號并檢測返回操作的答復。所述的現場工作包括但不限于:對單個無線節點點名，升級單個無線節點，查詢網絡路由。
[0025]工作3.數據處理。所述數據處理工作的方法是:現場分析應用軟件處理現場數據，包括存儲成離線數據包，備份到云服務上，或者通過云服務共享到其他用戶。所述的現場數據包括了工作I中所述的現場環境數據，也包括了經過解析后的解析數據。
[0026]工作4.遠程協助。所述遠程協助工作的方法是:現場數據通過云服務共享到其他工作人員，其他工作人員通過查看共享數據，遠程控制現場分析應用軟件，以及通過云服務和現場工作人員進行交互的方法，以便快速定位和解決現場問題。
[0027]本發明所述的一種無線網絡現場分析方法，有如下優點:
[0028]在所述云服務連接方法中，利用Android智能終端的公網模塊連接云服務，不增加額外的硬件成本。
[0029]在所述的數據處理方法中，數據可以保存在云服務上，降低了對Android智能終端的硬件存儲要求。
[0030]在所述的遠程協助方法中，遠程控制和遠程共享的方法使得現場的問題能夠同步地在遠程就得到診斷，特別有助于這類涉及多知識領域，對人員技術要求高的工作；提高了定位問題，解決問題的速度，降低了現場工作成本。
【附圖說明】
[0031]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0032]圖1為本發明的系統與傳統一體機系統結構對比示意圖；
[0033]圖2為本發明的系統硬件結構示意圖；
[0034]圖3為本發明的現場應用云服務功能模塊示意圖；
[0035]圖4為本發明一種無線網絡現場分析方法示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0037]實施例
[0038]如圖1所示，本發明最重要的部分是:整個系統采用分離式的設計，來獲得靈活性和便攜性。所