移动智能终端Wi-Fi信号数据包的收集装置、方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种移动智能终端Wi-Fi信号数据包的收集装置、方法及系统。其中，移动智能终端Wi-Fi信号数据包的收集装置包括收集主板、集成于所述收集主板上的无线信号监听网卡、无线访问接入点网卡和有线网络接口，所述无线信号监听网卡用于监听所述收集装置周围的移动智能终端Wi-Fi信号数据包，所述无线访问接入点网卡用于为所述收集装置提供与移动智能终端的无线通信接口，所述有线网络接口用于为所述收集装置提供与以太网的接口。本发明的移动智能终端Wi-Fi信号数据包的收集装置、方法及系统，能够为分析移动智能终端的使用规律、从统计学的层面上分析和挖掘出移动智能终端携带用户的行为规律和活动轨迹提供支持。
【专利说明】移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置、方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置、方法及系统。
【背景技术】
[0002]在过去的数年中，移动智能终端(例如智能手机、平板电脑)的使用呈现出爆炸性的增长，人们越来越习惯于使用移动智能终端随时随地连入移动互联网来进行浏览网页、在线阅读和游戏娱乐等活动，通常情况下人们愿意打开移动智能终端的W1-Fi接口连入周边的无线接入点以节省上网流量和花费。具有W1-Fi接口的移动智能终端能够周期性地发送W1-Fi数据包，甚至在不需要连接到无线接入点设备的情况下也会发包，W1-Fi数据包的报文包含有移动智能终端W1-Fi模块的MAC (Media Access Control,媒体访问控制)地址、W1-Fi数据包的信号强度和报文产生时的时间戳等信息，能够精确刻画移动智能终端的工作状态。通过部署具备W1-Fi信号数据包俘获及监听功能的装置设备，能够粗粒度地分析移动智能终端的使用规律，从统计学的层面上进一步分析和挖掘出设备携带用户的行为规律，甚至是活动轨迹。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置、方法及系统，能够对具有W1-Fi通信功能的移动智能终端进行监听。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提出一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，包括收集主板、集成于所述收集主板上的无线信号监听网卡、无线访问接入点网卡和有线网络接口，所述无线信号监听网卡用于监听所述收集装置周围的移动智能终端W1-Fi信号数据包，所述无线访问接入点网卡用于为所述收集装置提供与移动智能终端的无线通信接口，所述有线网络接口用于为所述收集装置提供与以太网的接口。
[0005]进一步地，上述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置还可具有以下特点，所述收集主板上设有存储器，所述存储器用于存储收集到的移动智能终端W1-Fi信号数据包。
[0006]进一步地，上述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置还可具有以下特点，所述收集主板上还设有分析模块和切换模块，所述分析模块用于分析所述收集装置存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包，所述切换模块用于根据所述分析模块的分析结果切换所述无线信号监听网卡的监听信道。
[0007]进一步地，上述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置还可具有以下特点，所述收集主板上设有第一上传模块，用于通过有线网络接口将存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包上传至远程服务器。
[0008]进一步地，上述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置还可具有以下特点，所述收集主板上设有第二上传模块，用于通过有线网络接口向远程服务器上传所述收集装置的工作状态信息。
[0009]为解决上述技术问题，本发明还提出一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法，应用于上述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，其特征在于，包括:
[0010]用户通过所述无线访问接入点网卡设置收集参数；
[0011]所述无线信号监听网卡根据设置的收集参数监听所述收集装置周围的移动智能终端W1-Fi信号数据包；
[0012]存储监听到的移动智能终端W1-Fi信号数据包；
[0013]将存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包通过有线网络接口上传至远程服务器。
[0014]进一步地，上述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法还可具有以下特点，还包括:
[0015]用户通过无线访问接入点网卡设置数据压缩时间阈值；
[0016]所述无线信号监听网卡监听数据时，将数据压缩时间阈值内的相同移动智能终端发出的相同类型的W1-Fi信号数据包进行过滤，在存储和上传数据包时不处理已经过滤掉的数据包。
[0017]进一步地，上述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法还可具有以下特点，还包括:
[0018]用户通过无线访问接入点网卡设置监听信道切换算法。
[0019]进一步地，上述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法还可具有以下特点，所述监听信道切换算法为以下四种算法之一:
[0020]A固定信道算法:将无线信号监听网卡的监听信道切换至用户设置的一条固定信道;
[0021]B平均分配信道算法:使无线信号监听网卡在用户设置的多条信道中轮流切换；
[0022]C基于信道活跃度的公平分配算法:先执行5分钟的平均分配信道算法，根据5分钟收集的数据包数量进行信道活跃度测量，然后对接下来的55分钟以15秒为一个时间片对信道按数据包比例进行划分，有数据包的信道至少分到一个时间片，测量时间内越活跃的信道分到的时间片越多；
[0023]D基于信道活跃度的最优分配算法:先执行5分钟的平均分配信道算法，根据5分钟收集的数据包数量进行信道活跃度测量，然后对接下来的55分钟以15秒为一个时间片对信道按数据包比例进行划分，活跃信道优先分配，当分配的信道数据包总和超过测量时间内收到数据包总量的95%时，将剩余的时间片分配给最活跃的信道。
[0024]为解决上述技术问题，本发明还提出一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集系统，包括上述任一项所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置、具有W1-Fi通信模块的移动智能终端以及远程服务器，所述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置通过W1-Fi信号与所述移动智能终端相连，所述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置通过以太网与所述远程服务器相连。
[0025]本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置、方法及系统，能够对具有W1-Fi通信功能的移动智能终端进行监听，从而为分析移动智能终端的使用规律、从统计学的层面上分析和挖掘出移动智能终端携带用户的行为规律和活动轨迹提供支持。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例中移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置的结构框图；
[0027]图2为本发明本发明实施例中移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法的流程图；
[0028]图3为本发明实施例中移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集系统的示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0030]图1为本发明实施例中移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置的结构框图。如图1所示，本实施例中，移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置包括收集主板110、无线信号监听网卡120、无线访问接入点网卡130和有线网络接口 140，无线信号监听网卡120、无线访问接入点网卡130和有线网络接口 140集成于收集主板110上。无线信号监听网卡120用于监听收集装置周围的移动智能终端W1-Fi信号数据包。无线访问接入点网卡130用于为收集装置提供与移动智能终端的无线通信接口。有线网络接口 140用于为收集装置提供与以太网的接口。
[0031]在本发明实施例中，收集主板110上还可以设有存储器。存储器用于存储收集到的移动智能终端W1-Fi信号数据包。
[0032]在本发明实施例中，收集主板110上还可以设有分析模块和切换模块。分析模块用于分析收集装置存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包。切换模块用于根据分析模块的分析结果切换无线信号监听网卡的监听信道。这样，定期通过分析存储的移动终端W1-Fi信号数据包，根据分析结果切换无线信号监听网卡监听信道，可以提高无线信号监听网卡的监听效率。
[0033]在本发明实施例中，收集主板110上还可以设有第一上传模块。第一上传模块用于通过有线网络接口将存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包上传至远程服务器。具体地，第一上传模块可以定期通过有线网络接口将存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包加密后上传至远程服务器。
[0034]在本发明实施例中，所述收集主板110上还可以设有第二上传模块。第二上传模块用于通过有线网络接口向远程服务器上传收集装置的工作状态信息。其中，工作状态信息可以包括CPU使用率、内存使用率、存储空间使用率、监听功能工作状态、收集存储功能工作状态及信道切换分析功能工作状态等。
[0035]在一个具体应用实例中，可以采用基于ARM的主板作为收集主板，收集主板通过USB Hub连接两块无线网卡，一块充当无线接入点网卡，工作信道设置为6，另一块为RT73芯片的网卡，充当无线信号监听网卡；收集主板自带有线网络接口。
[0036]本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置可以应用于于办公室、商店等室内环境中。
[0037]本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置具有如下优点。
[0038]1、无线数据包监听服务与无线接入点服务独立运行，相互不影响。
[0039]2、无线数据包监听服务无需在移动智能终端上预装任何软件。
[0040]3、在对移动智能终端进行数据收集时，不需要移动智能终端连接到特定的网络，也不需要移动智能终端运行特定的应用，只需要移动智能终端打开W1-Fi通信模块快就可以实现数据包收集功能。
[0041]4、可以对监听策略进行优化，由此实现收集装置的高效监听。由于所处环境及移动智能终端用户使用习惯的差异，在不同时间段内不同信道的数据包数量会有较大的差另IJ。现有的信道监听技术无法实现同时向多个信道进行数据包收集工作，单信道的监听往往会造成数据收集不完整的情况，对后续数据分析、数据挖掘工作产生较大的影响；而传统的信道切换技术完成一次信道切换耗时大约3至8秒，无法在毫秒级的时间段内完成，若对14个无线信道进行轮询分析，必然会遗失某些信道的数据，而且传统的信道切换对于系统开销过大，过于频繁的切换信道对于数据包收集有不小的影响。本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置可以实现毫秒级的信道切换技术，可以根据用户的设置，对14个无线信道进行分析，并对监听策略进行优化，使得收集装置的监听效率保持在一个高的水准。
[0042]5、本收集装置可以将收集数据进行过滤压缩，为后续海量大数据的分析及挖掘工作提供优化。移动智能终端收发的数据包数量较大，I台移动智能终端在I秒之内可以收发数个甚至超过十个数据包，若将所有的数据包信息都进行存储及上传，不仅大量消耗存储资源及网络资源，而且会严重影响后期的数据分析和数据挖掘工作效率本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置实现了数据压缩功能，可以根据用户的设置，对于设定的数据压缩时间阈值内相同移动智能终端相同类型的数据包仅保留一个数据采样点，过滤掉的数据包不予以保存或者上传，既保证了数据的准确性，又为后期海量大数据的分析及挖掘工作提供优化。
[0043]6、本收集装置提供监听参数设置、监听状态查询服务，用户只需要通过浏览器登录后台，就可以直观的查看本收集装置的监听服务的状态，并可以通过该界面设置监听服务的参数。
[0044]7、本收集装置可以定期将运行状态以及收集到的数据包进行加密处理并上传至远程服务器，方便用户做后期的分析处理。
[0045]由上可见，本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，能够对具有W1-Fi通信功能的移动智能终端进行监听，从而为分析移动智能终端的使用规律、从统计学的层面上分析和挖掘出移动智能终端携带用户的行为规律和活动轨迹提供支持。
[0046]本发明还提出了一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法，应用于上述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置。
[0047]图2为本发明本发明实施例中移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法的流程图。如图3所示，本实施例中，移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法可以包括如下步骤:
[0048]步骤S201，用户通过无线访问接入点网卡设置收集参数；
[0049]步骤S202，无线信号监听网卡根据设置的收集参数监听收集装置周围的移动智能终端W1-Fi信号数据包；
[0050]步骤S203，存储监听到的移动智能终端W1-Fi信号数据包；
[0051]步骤S204，将存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包通过有线网络接口上传至远程服务器。
[0052]以上移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法的流程也即前述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置的工作过程。
[0053]在本发明实施例中，移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法的流程还可以进一步包括如下步骤:用户通过无线访问接入点网卡设置数据压缩时间阈值；无线信号监听网卡监听数据时，将数据压缩时间阈值内的相同移动智能终端发出的相同类型的W1-Fi信号数据包进行过滤，在存储和上传数据包时不处理已经过滤掉的数据包。
[0054]在本发明实施例中，移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法的流程还可以进一步包括如下步骤:用户通过无线访问接入点网卡设置监听信道切换算法。该监听信道切换算法可以为以下四种算法之一:
[0055]A固定信道算法:将无线信号监听网卡的监听信道切换至用户设置的一条固定信道;
[0056]B平均分配信道算法:使无线信号监听网卡在用户设置的多条信道中轮流切换；
[0057]C基于信道活跃度的公平分配算法:先执行5分钟的平均分配信道算法，根据5分钟收集的数据包数量进行信道活跃度测量，然后对接下来的55分钟以15秒为一个时间片对信道按数据包比例进行划分，有数据包的信道至少分到一个时间片，测量时间内越活跃的信道分到的时间片越多；
[0058]D基于信道活跃度的最优分配算法:先执行5分钟的平均分配信道算法，根据5分钟收集的数据包数量进行信道活跃度测量，然后对接下来的55分钟以15秒为一个时间片对信道按数据包比例进行划分，活跃信道优先分配，当分配的信道数据包总和超过测量时间内收到数据包总量的95%时，将剩余的时间片分配给最活跃的信道。
[0059]本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法在运行时能读取用户的配置文件(用于设置收集参数的文件)，根据用户的设置进行信道监听优化算法的选择。我们在测试中采用了基于信道活跃度的最佳分配算法，查询工作日志可以发现，在对信道进行分析之后，发现数据包收集装置上带的无线接入点所在的第6信道最为活跃，数据包量达到了总数据包数的95%，则将所有的监听时间片全部分配给第6信道。
[0060]通过本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法，能够对具有W1-Fi通信功能的移动智能终端进行监听，从而为分析移动智能终端的使用规律、从统计学的层面上分析和挖掘出移动智能终端携带用户的行为规律和活动轨迹提供支持。
[0061]本发明还提出了一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集系统。图3为本发明实施例中移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集系统的示意图。如图3所示，本实施例中，移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集系统包括移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置100、具有W1-Fi通信模块的移动智能终端200以及远程服务器300。移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置100通过W1-Fi信号与移动智能终端200相连，移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置100通过以太网与远程服务器300相连。
[0062]本发明的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集系统，能够对具有W1-Fi通信功能的移动智能终端进行监听，从而为分析移动智能终端的使用规律、从统计学的层面上分析和挖掘出移动智能终端携带用户的行为规律和活动轨迹提供支持。
[0063]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，其特征在于，包括收集主板、集成于所述收集主板上的无线信号监听网卡、无线访问接入点网卡和有线网络接口，所述无线信号监听网卡用于监听所述收集装置周围的移动智能终端W1-Fi信号数据包，所述无线访问接入点网卡用于为所述收集装置提供与移动智能终端的无线通信接口，所述有线网络接口用于为所述收集装置提供与以太网的接口。
2.根据权利要求1所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，其特征在于，所述收集主板上设有存储器，所述存储器用于存储收集到的移动智能终端W1-Fi信号数据包。
3.根据权利要求1所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，其特征在于，所述收集主板上还设有分析模块和切换模块，所述分析模块用于分析所述收集装置存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包，所述切换模块用于根据所述分析模块的分析结果切换所述无线信号监听网卡的监听信道。
4.根据权利要求1所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，其特征在于，所述收集主板上设有第一上传模块，用于通过有线网络接口将存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包上传至远程服务器。
5.根据权利要求1所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，其特征在于，所述收集主板上设有第二上传模块，用于通过有线网络接口向远程服务器上传所述收集装置的工作状态信息。
6.一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法，应用于权利要求1所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置，其特征在于，包括: 用户通过所述无线访问接入点网卡设置收集参数； 所述无线信号监听网卡根据设置的收集参数监听所述收集装置周围的移动智能终端W1-Fi信号数据包； 存储监听到的移动智能终端W1-Fi信号数据包； 将存储的移动智能终端W1-Fi信号数据包通过有线网络接口上传至远程服务器。
7.根据权利要求6所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法，其特征在于，还包括: 用户通过无线访问接入点网卡设置数据压缩时间阈值； 所述无线信号监听网卡监听数据时，将数据压缩时间阈值内的相同移动智能终端发出的相同类型的W1-Fi信号数据包进行过滤，在存储和上传数据包时不处理已经过滤掉的数据包。
8.根据权利要求6所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法，其特征在于，还包括: 用户通过无线访问接入点网卡设置监听信道切换算法。
9.根据权利要求8所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集方法，其特征在于，所述监听信道切换算法为以下四种算法之一: A固定信道算法:将无线信号监听网卡的监听信道切换至用户设置的一条固定信道； B平均分配信道算法:使无线信号监听网卡在用户设置的多条信道中轮流切换； C基于信道活跃度的公平分配算法:先执行5分钟的平均分配信道算法，根据5分钟收集的数据包数量进行信道活跃度测量，然后对接下来的55分钟以15秒为一个时间片对信道按数据包比例进行划分，有数据包的信道至少分到一个时间片，测量时间内越活跃的信道分到的时间片越多； D基于信道活跃度的最优分配算法:先执行5分钟的平均分配信道算法，根据5分钟收集的数据包数量进行信道活跃度测量，然后对接下来的55分钟以15秒为一个时间片对信道按数据包比例进行划分，活跃信道优先分配，当分配的信道数据包总和超过测量时间内收到数据包总量的95%时，将剩余的时间片分配给最活跃的信道。
10.一种移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集系统，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置、具有W1-Fi通信模块的移动智能终端以及远程服务器，所述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置通过W1-Fi信号与所述移动智能终端相连，所述移动智能终端W1-Fi信号数据包的收集装置通过以太网与所述远程服务器相连。
【文档编号】H04W24/00GK104349339SQ201310319422
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】秦伟俊, 张佳棣, 李波, 孙利民 申请人:中国科学院信息工程研究所