一种无线网络现场分析系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线网络的网络监测技术领域，尤其涉及一种无线网络现场分析系统及方法。
【背景技术】
[0002]当前无线网络技术关注的两个词是微功率和智能组网；具有这样特征的无线网络往往具有短距，多跳，自组织，Mesh网络，低功率，低速率，可自动休眠等特点。所有这一类复杂无线网络和有线网络的部署有明显的区别:有线网络关注网络的连结性和拓扑结构，部署时只需要将一定拓扑结构将各种网络设备连接起来，就完成了大部分的部署工作；在部署后期以及在运营中，只需要在机房里进行统一的管理即可。
[0003]复杂无线网络不但关注连结性和拓扑结构，还关注现场环境。无线网络可自动休眠的特点非常有助于降低网络能耗，但是也打破了通信节点的连结性，除了连通，不连通之外还存在一种状态:休眠，这样定位网络连通问题也更为复杂。无线网络的自组织，Mesh网络的特点使得无线网络的拓扑结构根据环境的不同而处于不同的状态，甚至无法确定某个时刻的网络拓扑结构。无线网络微功率的特点使得通信节点摆脱了电力线的束缚，可以采用电池供电。所以通信节点的安装位置非常随意，同一个网络的通信节点都可能分布在室内或室外，可视或者不可视的位置上。无线网络短距的特点使得通信受现场复杂环境的影响较大，现实中，电磁污染，无线电干扰均有可以能对无线网络产生较大影响。
[0004]在技术上，尚且没有一种通用技术或者系统能诊断或者解决无线网络的各种实际问题:最优设计，性能瓶颈，能耗瓶颈定位，各种传输故障定位:包括响应延迟，速率降低，能耗变高，丢包率增高，形成信息孤岛等等。通用的方法是使用网络分析仪，频谱分析仪，手持机等来检测无线网络现场的各种环境参数，无线数据等等，再辅之以人工的分析和诊断，最终得出最终的解决方案。
[0005]但是普通的无线网络分析系统，如所述的网络分析仪，频谱分析仪，手持机大多数是显示，控制，采集一体的独立设备，成本高，体积大，不适合现场使用。普通的无线网络分析系统常是嵌入式系统，对现场大量的关于环境的原始数据无法进行知识加工，难以进行远程协同诊断，因此要求使用者具有较高的专业知识。上述的这些问题使得现场勘测的工作效率低而成本高，使得无线网络现场分析工作成为一项耗时费力而高成本的工作。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明提供了一种无线网络现场分析系统及方法。如图1所示，所述现场分析系统采用分离式的设计:将感知，通信部分独立出来放在一个嵌入式设备中，该设备能方便地放置到需要检测的位置；系统所需的数据显示，数据运算等功能则由市场上常见的Android智能终端来实现。采用标准Android智能终端一个方面可以利用Android智能终端的丰富的硬件资源，同时成本较低，比较嵌入式的一体机，显示，计算等功能均可以用更高级的开发语言进行，这样同时降低了软硬件的开发成本，降低了开发难度。现场工作所需的分析和诊断功能则由Android智能终端上的应用程序和云服务来共同实现。云服务的引入是必要的，一个方面云服务能承担部分原来由终端实现的功能，进一步降低了对终端的硬件的要求，部分软件功能的开发也从嵌入式开发转变成App和云服务的开发，可以提供更友好的用户体验；另外一个方面，有助于实现远程协助和多人协作地工作，这满足了无线网络现场分析工作高知识需求和多人协作需求，使得现场的问题能够同步地在实验室就得到诊断，极大地提高了问题定位和问题解决的速度。
[0007]本发明提出一种无线网络现场分析的系统，包括无线网络检测装置，Android智能终端，现场分析应用软件和现场分析云服务四个部分。
[0008]所述无线网络检测装置是一个可独立运行的嵌入式设备，如图2所示，包括至少一个无线探测器和一个W1-Fi通信模块。其中，所述无线探测器是实现通信和感知功能的模块，是ZigBee模块，蓝牙4.0模块或者其他具有组网功能的无线通信模块。
[0009]所述Android智能终端是标准的Android设备，是Android手机或者Android平板，该设备中包括W1-Fi模块和至少一个公网通信模块。所述公网通信模块是用来连接到互联网的通信模块，可能是GPRS，3G或者4G模块。
[0010]所述现场分析应用软件是运行在Android智能终端里的Android应用程序，包含了连接管理模块，显示，运算和解析模块。
[0011]所述云服务是部署在云平台上的信息系统，为所述现场分析应用软件提供了扩展功能。如图3所示，所述云服务至少包含了程序升级，用户管理，数据备份，数据分享，辅助数据提供和远程诊断模块。
[0012]本发明提出一种外设连接方法，用来解决独立运行的无线网络检测装置和Android智能终端之间的通信问题。如图4所示，所述外设连接方法包括以下步骤:首先，和常见Android智能终端的W1-Fi模块使用方法不同，现场分析应用软件用它生成一个W1-Fi热点。其次，在W1-Fi热点信号覆盖区域内，启动无线网络检测装置；无线网络检测装置将自动启动W1-Fi通信模块，连接到所述W1-Fi热点。无线网络检测装置和Android智能终端组成了一个无线局域网，相互之间可以进行通信了。
[0013]本发明提出的外设连接方法，具有以下优点:
[0014]在所述连接方法中，使用W1-Fi无线连接，利用W1-Fi组成的网络可以直接使用TCP/IP协议进行通信，使用更为方便。
[0015]用软件改变Android智能终端中的W1-Fi模块为W1-Fi热点的方法，无需对Android智能终端硬件做额外定制，简化了连接方法。
[0016]在所述方法中，多个无线网络检测装置可以同时连接到Android智能终端，这是传统的一体机无法做到的，可以同时勘测现场的多个兴趣点，可以勘测同一个兴趣点的多个信道，提高了工作效率。
[0017]本发明提出一种无线网络现场分析方法，能快速地，协同地对无线网络现场进行诊断和分析。如图4所示，所述的无线网络现场分析方法包括工作准备和现场工作两个阶段。
[0018]在所述工作准备阶段，有如下三个步骤:
[0019]步骤1.外设连接:使用本发明所述的外设连接方法连接所有现场的无线网络检测装置。
[0020]步骤2.云服务连接:使用Android智能终端中的公网通信模块连接到公网，在登录到云服务。所述的连接方式，是2G，3G，4G或其他非W1-Fi的方式连接。
[0021]步骤3.下载和应用数据:首先，从云服务下载现场工作所需的辅助数据。所述辅助数据包括了用户相关的，无线网络检测装置相关的以及现场分析应用程序相关的参数与数据，还包括了无线网络勘测方法所需要的数据。
[0022]在所述现场工作阶段，可以进行如下类型的工作中的任意一项:
[0023]工作1.网络解析。所述网络解析工作的方法是:无线网络检测装置勘测无线网络现场环境，传输采集到的数据到现场分析应用软件。所述采集到的数据包括场强，或其他现场环境相关参数；所述采集到的数据包括无线数据包，或其他无线网络相关数据。同时，现场分析应用软件对采集到数据进行运算，解析和显示等操作。
[0024]工作2.现场操作。所述现场操作工作的方法是:根据现场勘测的需要，现场分析应用软件发起一个对无线网络或者其节点的一个操作命令；传输所述命令到无线网络检测装置；无线网络检测装置发出无线信号并检测返回操作的答复。所述的现场工作包括但不限于:对单个无线节点点名，升级单个无线节点，查询网络路由。
[0025]工作3.数据处理。所述数据处理工作的方法是:现场分析应用软件处理现场数据，包括存储成离线数据包，备份到云服务上，或者通过云服务共享到其他用户。所述的现场数据包括了工作I中所述的现场环境数据，也包括了经过解析后的解析数据。
[0026]工作4.远程协助。所述远程协助工作的方法是:现场数据通过云服务共享到其他工作人员，其他工作人员通过查看共享数据，远程控制现场分析应用软件，以及通过云服务和现场工作人员进行交互的方法，以便快速定位和解决现场问题。
[0027]本发明所述的一种无线网络现场分析方法，有如下优点:
[0028]在所述云服务连接方法中，利用Android智能终端的公网模块连接云服务，不增加额外的硬件成本。
[0029]在所述的数据处理方法中，数据可以保存在云服务上，降低了对Android智能终端的硬件存储要求。
[0030]在所述的远程协助方法中，远程控制和远程共享的方法使得现场的问题能够同步地在远程就得到诊断，特别有助于这类涉及多知识领域，对人员技术要求高的工作；提高了定位问题，解决问题的速度，降低了现场工作成本。
【附图说明】
[0031]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0032]图1为本发明的系统与传统一体机系统结构对比示意图；
[0033]图2为本发明的系统硬件结构示意图；
[0034]图3为本发明的现场应用云服务功能模块示意图；
[0035]图4为本发明一种无线网络现场分析方法示意图。
【具体实施方式】
[0036]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0037]实施例
[0038]如图1所示，本发明最重要的部分是:整个系统采用分离式的设计，来获得灵活性和便携性。所