一种Wifi探针、数据均衡采集系统及方法与流程

本发明涉及通信
技术领域：
，尤其涉及一种Wifi探针、数据均衡采集系统及方法。
背景技术：
：随着科技的进步和发展，无线网络已经深入我们生活的方方面面，手机、平板等Wifi设备的使用已经在广大群众中得到推广和发展，而随着Wifi设备的推广运用，对Wifi设备的数据采集等需求随之产生。例如，以商业需求为例，客流量是购物中心、大型商场、连锁商场、机场、展览馆等公共场所在管理和决策方面不可缺少的数据。如何对消费者的智能设备进行准确的数据采集，并在数据采集后实现信息的分析，以及进一步提供服务上的支持是非常必要的，为满足这种需求，Wifi探针技术应运而生。目前，Wifi无线网卡一般有三种模式：1)STA模式，作为Wifi设备，可连接到无线路由器；2)AP模式,作为路由器；3)混合模式(Promiscuous模式)，Wifi设备在这种模式下可以接收空中任何无线数据包。在混合模式下，当一个设备给另外一个设备通过无线传输技术发送信息时，周围的其他同类设备都是能够收到这些信息的，Wifi探针技术就是基于这个原理来实现。具体来说，如图1所示，只要一个Wifi设备在Wifi探针的侦听范围内，当这个Wifi设备(无论是终端、路由器或者其他Wifi设备)发送任何一帧(Frame)时，不管是发给谁，Wifi探针都能截获，并分析出此帧MAC层与物理层的一些信息，比如发送与接收设备的MAC地址、帧类型、信号强度等。对于周围的Wifi设备来说，Wifi探针是透明的。Wifi探针不需要与周围的设备有任何交互，其本身不需要发出任何Wifi信号。但是，目前基于Wifi探针的数据采集方法存在以下缺陷：1)由于在Wifi探针的侦测区域内的不同位置，用户分布不均，距离有远有近、密集度有大有小，容易导致不同位置的数据采集结果不够均衡，不利于后续的信息分析；2)Wifi探针所采集的每个数据包中包括：采集时间、设备MAC地址、信号强度、广播地址、CRC、讯框控制中802.11标准版本、讯框型态和控制型态等信息，在采集后会将整个数据包都传输给服务器端，这样不仅使得数据传输开销过大，而且由于其中包含了大量无用信息，不利于进行后续的分析使用。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种Wifi探针、数据均衡采集系统及方法，克服现有技术存在的在用户终端分布不均时数据采集不均衡的缺陷。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种Wifi探针，包括：扫描模块，用于通过轮转扫描方式依次扫描其侦测区域内的各个Wifi频道，获取每个Wifi频道内各设备的广播数据包；数据上传模块，用于向服务器端上传广播数据包。可选的，所述Wifi探针还包括：数据预处理模块，用于在向服务器端上传广播数据包之前，对所述广播数据包进行预处理，去除其中的无效信息、保留有效信息；所述有效信息包括采集时间、设备MAC地址和信号强度。可选的，所述Wifi探针还包括数据存储模块，用于将经预处理的广播数据包预先存储于SD卡中；所述数据上传模块，用于按照预定时间定时将SD卡中的广播数据包上传至服务器端，或者根据服务器端的要求不定时上传广播数据包，或者在探测到异常情况时上传广播数据包；还用于在每次上传之前，若本次待上传数据小于能够稳定上传数据的最大条值，则直接进行上传，或者在空余数据位中插入之前未上传数据后再进行上传。一种数据均衡采集系统，包括：客户端、无线路由器、Wifi探针和服务器端；所述客户端，包括若干个设备，分别与所述无线无路由器无线连接；所述无线路由器，用于向其范围内的客户端提供Wifi服务；所述Wifi探针，如上任一所述，用于通过轮转扫描方式获取其侦测范围内各设备的广播数据包，并将其上传至服务器端；所述服务器端，用于接收并存储Wifi探针上报的数据信息，进行分析处理。一种数据均衡采集方法，包括步骤：Wifi探针通过轮转方式依次扫描其侦测区域内的各个Wifi频道，获取每个Wifi频道内各设备的广播数据包；所述Wifi探针向服务器端上传其获取的广播数据包。可选的，在所述Wifi探针向服务器端上传其获取的广播数据包的步骤之前，还包括：对于所接收到的广播数据包，Wifi探针对其进行预处理：去除其中的无效信息，保留有效信息；所述有效信息包括采集时间、设备MAC地址和信号强度。可选的，所述Wifi探针向服务器端上传其获取的广播数据包的方法为：将经预处理的广播数据包存储至SD卡；所述Wifi探针按照预定时间定时将所述SD卡中的广播数据包上传至服务器端，或者根据服务器端的要求不定时上传广播数据包，或者在探测到异常情况时上传广播数据包；在每次上传之前，若本次的待上传数据小于能够稳定上传数据的最大条值时，则直接进行上传，或者在空余数据位中插入之前未上传数据后再进行上传。可选的，在所述Wifi探针通过轮转方式依次扫描其侦测区域内的各个Wifi频道的步骤中，根据每个Wifi频道的信号强度值和/或独立MAC地址数量为每个Wifi频道分配扫描时间。可选的，所述每个Wifi频道的信号强度值，为本Wifi频道内所有设备的信号强度均值，或者本Wifi频道内指定时间段内/全时间段内所接收到的信号强度最大值或最小值。可选的，在所述Wifi探针通过轮转方式依次扫描其侦测区域内的各个Wifi频道的步骤中，根据首次轮转扫描信息来确定后续轮转扫描过程中各Wifi频道的扫描时间，后续轮转扫描过程中每个Wifi频道的扫描时间固定不变；或者，在每次轮转扫描时，根据上次轮转扫描信息来实时调整本轮各个Wifi频道的扫描时间。与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：1)本发明实施例对各个Wifi频道采用轮转扫描的方式，且根据单一因素或者综合多个因素对不同Wifi频道分配不同的扫描时间，可最大程度地确保数据采集的均衡度；2)在向服务器端上传数据之前，先对数据进行预处理，去除其中的无效信息，仅保留有效信息，不仅可大大减少传输数据大小，减小传输开销，而且有利于后续进行快速、精确的数据分析。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为现有的Wifi探针的数据采集原理示意图；图2为本发明实施例一提供的Wifi探针的原理结构图；图3为本发明实施例三提供的数据均衡采集方法流程图；图4为本发明实施例三提供的轮转扫描四个Wifi频道的方法示意图；图5为本发明实施例四提供的数据均衡采集方法流程图；图6为本发明实施例五提供的数据均衡采集方法流程图；图7为本发明实施例五提供的车站场景的结构示意图。具体实施方式为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的核心思想为：为提高数据采集的均衡度，本发明对各个Wifi频道采用轮转扫描的方式，且根据其用户分布特点对不同Wifi频道分配不同的扫描时间，以最大程度地确保数据采集的均衡度。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。实施例一请参考图2，本实施例提供了一种Wifi探针，包括以下组成部分：扫描模块，用于通过轮转扫描方式依次扫描其侦测区域内的各个Wifi频道，获取每个Wifi频道内各设备的广播数据包；数据预处理模块，用于在数据上传之前，对广播数据包进行预处理，去除其中的无效信息、保留有效信息；有效信息包括采集时间、设备MAC地址和信号强度，无效信息包括广播地址、CRC、讯框控制中802.11标准版本、讯框型态和控制型态等信息；数据存储模块，用于将经预处理的广播数据包预先存储于SD卡中；数据上传模块，用于按照预定时间定时将SD卡中数据上传至服务器端，或者根据服务器端的要求不定时上传数据，或者在探测到异常情况时上传数据。在本实施例中，扫描模块采用了轮转扫描方式，其具体规则如轮转扫描顺序、每个Wifi频道的扫描时间等可根据单个或者多个因素灵活设定。实施例二本实施例提供了一种数据均衡采集系统，包括：客户端，具体为由用户携带的各个设备，与无线无路由器无线连接；无线路由器，用于向其范围内的客户端提供Wifi服务；Wifi探针，其原理结构如图2所示，用于通过轮转扫描方式获取其侦测范围内各设备的广播数据包，并将其上传至服务器端；服务器端，用于接收并存储Wifi探针上报的数据信息，进行分析处理。实施例三请参阅图3，本实施例提供了一种数据均衡采集方法，包括以下步骤：步骤S101、Wifi探针通过轮转方式依次扫描其侦测区域内的各个Wifi频道，获取每个Wifi频道内设备的广播数据包。接收到的广播数据包包括：采集时间、设备MAC地址、信号强度、广播地址、CRC、讯框控制中802.11标准版本、讯框型态和控制型态等信息。步骤S102、Wifi探针将所采集到的广播数据包传输至服务器端，在服务器端进行后续的分析处理。由于Wifi探针的侦测区域包含有多个Wifi频道，而每个Wifi频道的设备分布情况均不同，因而本实施例采用轮转方式来依次扫描各个Wifi频道，通过提高每个频道的数据采集效果以达到提高整体采集效果的目的。在初始时刻，Wifi探针需进入混合模式，以确保其截获所有广播数据包。在步骤S101中，对于各个Wifi频道，Wifi探针可按照固定的顺序来轮转扫描，如按照频道1、频道2、频道3至频道4的顺序来依次扫描；也可以根据当前需求来灵活调整扫描顺序。在轮转扫描过程中，对各个Wifi频道的扫描时间可设置为相同长度，如图4所示的四个Wifi频道，每个Wifi频道的扫描时间设定为0.1秒。优选的，为提高扫描的均衡度，对各个Wifi频道的扫描时间，可根据多种因素设置为不同长度。例如：1)根据信号强度值来确定每个Wifi频道的扫描时间；每个Wifi频道的信号强度值，根据本Wifi频道内所接收的所有广播数据包中的信号强度信息统计得出，可以取本Wifi频道内所有设备的信号强度均值，也可以取本Wifi频道内指定时间段内或者全时间段内所接收到的所有信号强度中的最大值或者最小值；具体地，对于信号强度值较小的Wifi频道，可推断出该Wifi频道内的各设备与Wifi探针的平均距离较远，因而该Wifi频道的扫描时间可设置为较长时间，以尽量扫描到较多数量的远距离设备；对于信号强度较强的Wifi频道，可推断出该Wifi频道内的各设备与Wifi探针的平均距离较近，因而该Wifi频道的扫描时间可设置为较短时间，这样可使得Wifi探针对远距离设备和近距离设备的扫描结果达到均衡。2)根据独立MAC地址数量来确定每个Wifi频道的扫描时间；每个Wifi频道的独立MAC地址数量，即用户数量，根据本Wifi频道所接收的所有广播数据包中的MAC地址信息统计得出，该数值有效反映出了用户位置分布情况；具体地，对于独立MAC地址数量较多的Wifi频道，可推断出该Wifi频道内的用户数量较多，分布相对比较密集，因而该Wifi频道的扫描时间可设置为较短时间；对于独立MAC地址数量较少的Wifi频道，可推断出该Wifi频道内的用户数量较少，分布相对比较分散，因而该Wifi频道的扫描时间可设置为较长时间，以尽量扫描到更多的用户设备，这样可使得Wifi探针对分布密集区域和分布分散区域的设备扫描结果达到均衡。优选的，使得每个Wifi频道的TKPK尽可能趋近于前一个Wifi频道的TK-1PK-1，即其中，TK是在第K个Wifi频道上的扫描时间，PK是在第K个Wifi频道上扫描到的独立MAC地址数量，n是Wifi频道的总数。当然，如果为了获取尽量多的数据，对于独立MAC地址数量较多的Wifi频道，可以为该Wifi频道分配较长的扫描时间；还可根据需要，为指定Wifi频道分配较长或者较短的扫描时间。在实际应用中，为每个Wifi频道分配扫描时间时，可以单独考虑上述信号强度值、独立MAC地址数量等单一因素，还可以综合考虑多种因素，具体根据不同的应用需求。需要说明的是，在要求较低时或者一般应用场景中，可根据首次轮转扫描结果来确定后续轮转扫描过程中各Wifi频道的扫描时间，后续轮转扫描中每个Wifi频道的扫描时间固定不变；在要求较高时或者特殊应用场景中，为了能够尽量探测更多数量的设备，每次轮转扫描时，根据上次轮转扫描结果来实时调整本轮各个Wifi频道的扫描时间。综上，本实施例提出了一种对各个Wifi频道进行轮转扫描的方式，不仅可对远距离和近距离设备的扫描达到均衡，也可以对密集型分布区域和分散型分布区域的设备的扫描达到均衡，还可以扫描获得更多的数据。实施例四请参阅图5，本实施例提供了又一种数据均衡采集方法，包括以下步骤：步骤S201、Wifi探针通过轮转方式依次扫描其侦测区域内的各个Wifi频道，获取每个Wifi频道内设备的广播数据包。接收到的广播数据包包括：采集时间、设备MAC地址、信号强度、广播地址、CRC、讯框控制中802.11标准版本、讯框型态和控制型态等信息。步骤S202、对于所接收到的广播数据包，Wifi探针对其进行预处理，去除其中的无效信息，保留有效信息。本实施例中，有效信息包括采集时间、设备MAC地址和信号强度；无效信息包括广播地址、CRC、讯框控制中802.11标准版本、讯框型态和控制型态等信息。步骤S203、Wifi探针将经预处理后的广播数据包传输至服务器端，在服务器端进行后续的分析处理。在本实施例中，在将广播数据包传输至服务器端之前，Wifi探针会对广播数据包进行预处理以去除其中的无效信息，这样不仅可大大减少传输数据大小，减小传输开销，而且有利于后续的数据分析。实施例五请参阅图6，本实施例提供了另一种数据均衡采集方法，包括以下步骤：步骤S301、Wifi探针通过轮转方式依次扫描其侦测区域内的各个Wifi频道，获取每个Wifi频道内设备的广播数据包。接收到的广播数据包包括：采集时间、设备MAC地址、信号强度、广播地址、CRC、讯框控制中802.11标准版本、讯框型态和控制型态等信息。步骤S302、对于所接收到的广播数据包，Wifi探针对其进行预处理，去除其中的无效信息，保留有效信息。本实施例中，有效信息包括采集时间、设备MAC地址和信号强度；无效信息包括广播地址、CRC、讯框控制中802.11标准版本、讯框型态和控制型态等信息。步骤S303、Wifi探针将经预处理的广播数据包先存储至SD卡，以避免设备在突然断电后数据丢失，减少数据上传时所需频宽。步骤S304、每隔一段时间，Wifi探针将SD卡中存储的数据上传至服务器端，在服务器端进行后续的数据分析处理。在本步骤中，如果上传成功，则将SD卡中存储的数据删除，否则每隔预定时间尝试重新上传数据，直至上传成功为止。除了定时主动上传数据的方式，Wifi探针还可以根据服务器的要求不定时地上传数据，或者在异常情况下主动上传数据，例如：检测到的独立MAC地址数量超过预设门限值、本地存储发生故障或者SD卡存储已满等。为提高传输速率，在数据上传过程中，在每次上传之前，若本次的待上传数据小于能够稳定上传数据的最大条值时，则在空余数据位中插入之前未上传数据。假定每次能稳定发送数据的最大条目数为25条，那么在数据上传过程中会存在以下两种状况：1)状况A，当次发送数据量满25条，如下表当前数据1当前数据2……………………….当前数据24当前数据252)状况B，当次发送数据量未满25条，如下表为提供传输效率，对于状况B，可以在“空余的可发送数据位“中插入之前未发送数据，如下表当前数据1当前数据2……………当前数据23未发送数据1未发送数据2下面将提供一个在车站环境中的应用实例。请参阅图7，本实例中，在某火车站中设置3个Wifi探针，分別放在火车站每层。每个WIFI探针上电后，先读取快闪记忆体中的设定档案；如果设定档案不存在，将Wifi探针设为无线路由器模式，等待客户端程序来连接并把设定写入档案，然后重启Wifi探针。当Wifi探针进入混合模式后，会不断以轮转扫描方式每隔0.1秒在七个Wifi频道进行扫描以采集智能设备的广播数据包。Wifi探针在接收到智能设备的广播数据包后，去除其中的一些不需要信息，只保留采集时间、设备MAC地址和信号强度。然后，Wifi探针以每一段时间内把数据存储至SD卡，之后在指定时间将SD卡中的数据上传至服务器，若上传成功则将SD卡中数据删除，否则每隔5分钟重新上传，直至上传成功为止。以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页1 2 3