CN102387524B

CN102387524B - Wlan室内分布监控系统

Info

Publication number: CN102387524B
Application number: CN201110312577.2A
Authority: CN
Inventors: 冯炜
Original assignee: ZHUHAI TECCOM TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: ZHUHAI TECCOM TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: CN102387524A

Abstract

本发明涉及一种WLAN室内分布监控系统，包括一监控主机、N个监控从机、N个耦合器及一网管中心，监控主机包括N个第一网线接口、N个第二网线接口、一主MCU模块及N个继电器、一通讯模块，第一网线接口和第二网线接口之间连有第一电源线，每第一电源线上串接有一继电器；每监控从机包括第三网线接口、第四网线接口、副MCU模块及与副MCU模块连接的以太网芯片、AP射频功率监测模块，第三网线接口和第四网线接口之间连有第二数据线，以太网芯片串接在第二数据线上，AP射频功率监测模块连接一耦合器的耦合输出端；N个第二网线接口与N个第三网线接口对应连接。本发明能主动复位AP和定位故障，节省维护时间和维护成本。

Description

WLAN室内分布监控系统

【技术领域】

本发明涉及WLAN网络监控设备，并涉及到射频技术、嵌入式技术，具体涉及一种WLAN室内分布监控系统。

【背景技术】

如图1和图2所示，WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网络)覆盖主要依托各种类型的AP(Access Point，无线接入点)进行网络构建，配合AC(WLAN接入控制器)的接入认证功能，WLAN网络系统可为小区方便、快捷的提供数据、语音、监控等综合业务，小区用户使用具有认证帐号的接入设备(即WLAN用户终端，如笔记本电脑)在户内、户外随时随地在线；鉴于目前WLAN网络出现的掉网、网络速度慢、漫游不畅等问题日益突出，对于作为WLAN覆盖核心单元的AP的监控日趋迫切。首先，AP不具备完备的监控功能，只能通过AC(WLAN接入控制器)主动对AP进行简单的参量设置与查询，如功率设置、IP地址分配、数据流量查阅、在线查询等。而AP无法对自身的输出功率做出检测，更不会上报AC。在实际工程现场，常常出现AP输出功率发生异常但网管中心毫无反应，只有被动等待用户投诉或下次巡检时才能发现故障。其次，AP经过一段时间使用后，常常出现“吊死”现象，即软件死机；人工到现场重新上电后又能工作一阵子，之后又吊死，又现场上电，如此反复多次。这种现象几乎在所有款式的AP上都出现过，由于以太网供电交换机或以太网供电HUB的使用，而交换机或HUB不具备自动复位功能，因此“吊死”现象至今无法根治。

我们知道，通常使用的网线包括传输数据的芯线和备用的芯线，在WLAN网络系统中，网线通常使用五类双绞线，这种网线的接头为RJ 45接头，其中，串联在交换机(或HUB)与AP之间的网线的各芯线的定义见表1，网线的1、2、3、6编号的芯线(数据线)用作传输数据，备用的4、5、7、8编号的的芯线(电源线)用来传输直流电以给AP、交换机(或HUB)供电，即在一根网线上向联网装置提供电源和数据，这种技术称为以太网供电(POE)；交换机(或HUB)和AP的与网线接头连接的接口均为RJ45接口，具体定义亦见表1。

表1

引脚/芯线编号	定义	引脚/芯线编号	定义
				1	TX+	2	TX-
3	RX+	4	电源正极
				5	电源正极	6	RX-
7	电源负极	8	电源负极

AP由POE进行供电，4、5为电源正极，7、8为电源负极，POE供电参数如下：1、电压在44～57V之间，典型值为48V；2、允许最大电流为550mA，最大启动电流为500mA；3、典型工作电流为10～350mA，超载检测电流为350～500mA；4、在空载条件下，最大需要电流为5mA；5、为PD设备提供3.84～12.95W五个等级的电功率请求，最大不超过13W。

注：POE分两种接法，一种为上所述利用空闲引脚传输直流电，另外一种在传输数据所用的芯线上同时传输直流电，交换机(或HUB)所用为前种。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种WLAN室内分布监控系统，能监控到AP的工作情况，以主动复位AP和定位故障，节省维护时间和维护成本。

上述技术问题通过以下技术方案实现：

一种WLAN室内分布监控系统，其特征在于，包括一监控主机、N个与监控主机网线连接的监控从机、N个与监控从机一一对应连接的耦合器及一与监控主机无线通讯的网管中心，监控主机包括N个第一网线接口、N个与第一网线接口一一对应连接的第二网线接口、一主MCU模块及与主MCU模块连接的N个继电器、一第一FSK调制解调电路、一用于与网管中心通讯连接的通讯模块，每第一网线接口和与其相应的第二网线接口之间连有第一数据线和第一电源线，每第一电源线上串接有一所述继电器，主MCU模块控制连有一用于将第一FSK调制解调电路择一地耦合到第一电源线上的选择电路模块；每监控从机包括一第三网线接口、一与第三网线接口连接的第四网线接口、一副MCU模块及与副MCU模块连接的一用于采集数据流值的以太网芯片、一第二FSK调制解调电路、一AP射频功率监测模块，每个第三网线接口和与其相应的第四网线接口之间连有第二数据线和第二电源线，以太网芯片串接在第二数据线上，第二FSK调制解调电路耦合到第二电源线上，AP射频功率监测模块连接一耦合器的耦合输出端；N个第二网线接口与N个监控从机的第三网线接口一一对应使用网线连接，N为正整数。

所述主MCU模块还连有一用于在本地报警的报告警电路。

所述监控从机还包括一与第二电源线连接以给监控从机供电的电源转换模块。

第一网线接口、第二网线接口、第三网线接口和第四网线接口均为RJ45接口。

所述以太网芯片采用IP101A芯片。

所述通讯模块采用MC37i芯片。

所述选择电路模块由受主MCU模块控制的MAX4853电子开关组成。

由上述方案可知，本发明在交换机(或HUB)和AP之间设置相互通讯的监控主机和监控从机，AP和天线之间设置与监控从机连接的耦合器，利用监控从机监控AP的输出功率值和数据流值，监控主机根据预设条件对AP进行POE复位，而且通过网管中心与监控主机的通讯，可以远程监控各AP的工作情况，并可主动控制监控主机对AP进行POE复位；因此，本发明可以很好地监控到AP的工作情况，以主动复位AP和故障定位，无需人工现场复位AP，即使POE复位AP暂时无法解决问题，也可以告知维护人员到现场处理，节省维护时间和维护成本，尤其能确保移动运营商可以先于客户发现故障地点以及故障类型，及时维护以保证客户的使用，最大程度避免被客户投诉。

【附图说明】

图1为背景技术的中国移动WLAN网络系统架构图；

图2为背景技术的中国移动WLAN网络系统在室内具体实施分布的架构图；

图3为本发明的运用原理图；

图4为本发明的监控主机的结构原理图；

图5为本发明的监控从机的结构原理图；

图6为FSK调制解调通讯的结构原理图；

图7为FSK调制原理框图；

图8为FSK解调原理框图。

【具体实施方式】

如图3、图4和图5所示，针对以太网供电交换机的标准输出接口为24个RJ45接口，本具体实施方式提供的一种WLAN室内分布监控系统，其包括一监控主机、N(N＝24)个与监控主机网线连接的监控从机、N(N＝24)个与监控从机一一对应连接的耦合器及一与监控主机无线通讯的网管中心，监控主机包括N(N＝24)个第一网线接口、N(N＝24)个与第一网线接口一一对应连接的第二网线接口、一主MCU模块及与主MCU模块连接的N(N＝24)个继电器、一第一FSK调制解调电路、一用于与网管中心通讯连接的通讯模块和一告警电路，每第一网线接口和与其相应的第二网线接口之间连有第一数据线和第一电源线，每第一电源线上串接有一继电器，主MCU模块控制连有一用于将第一FSK调制解调电路择一地耦合到第一电源线上的选择电路模块；每监控从机包括一第三网线接口、一与第三网线接口连接的第四网线接口、一副MCU模块及与副MCU模块连接的一以太网芯片、一第二FSK调制解调电路、一AP射频功率监测模块，每个第三网线接口和与其相应的第四网线接口之间连有第二数据线和第二电源线，以太网芯片串接在第二数据线上，第二FSK调制解调电路耦合到第二电源线上，AP射频功率监测模块连接一耦合器的耦合输出端；每监控从机还包括一与第二电源线连接以给整个监控从机供电的电源转换模块；24个第二网线接口与24个监控从机的第三网线接口一一对应使用网线连接。选择电路模块包括6个受主MCU模块控制的MAX4853电子开关(四路单极单掷)；以太网芯片采用IP101A芯片；通讯模块采用MC37i芯片，以实现监控主机与网管中心通过SMS/GPRS/PS进行联系；第一网线接口、第二网线接口、第三网线接口和第四网线接口均为RJ45接口。

如图6所示，监控主机与监控从机之间通讯原理，监控主机与监控从机分别通过第一FSK调制解调电路、第二FSK调制解调电路是实现在48伏电源线上进行通讯，两者发出的信号经过FSK调制后耦合在48V电源线上进行传输，两者从电源线接收到对方的信息进行FSK解调，以达到相互通讯的目的；如图7和图8所示，调制解调采用2FSK(二进制频移键控)技术。

如图3所示，本发明在WLAN网络系统中运用具体为：

使用24根网线将交换机的24个输出接口和监控主机的24个第一网线接口一一对应连接，使用24根网线将24个监控从机的第四网线接口与24个AP的输入端一一连接，每个AP的输出端与连接一耦合器(该耦合器同时连接与该AP连接的监控从机)的输入端，天线接该耦合器的直通输出端；在WLAN网络系统的正常工作过程中，

监控从机的工作为：1、通过AP射频功率监测模块从耦合器的耦合输出端采集到的功率转换成电压，计算电压以得出AP输出功率值；2、以太网芯片的PHY(物理层)可以实现CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/CollisionDetect，载波监听多路访问/冲突检测法)功能，副MCU模块采集该PHY物理端口信息(数据流量)用以判定数据的工作状态，即空闲或繁忙；若在一定时间内均为空闲状态即无数据流量则可判定AP工作异常；

监控主机的工作为：1、通过控制选择电路模块，择一地轮询各监控从机(当与一台监控从机通信时，监控主机断开其余通道)，从监控从机接收AP输出功率值和数据流量值，并将数据上报网管中心，根据与预设条件比较，若判定AP工作异常，则上报网管中心；2、根据网管中心的指令对继电器进行断合操作以对相应的AP进行POE复位或根据上述判断结果自动对继电器进行断合操作以对相应的AP进行POE复位；3、根据上述判断结果控制报警电路在本地报警告知；

网管中心：其构成包括一与监控主机通讯并设有相应控制软件的智能装置(例如，电脑)，根据监控主机上报的数据，通过良好的人机界面显示每个AP的工作状态以及故障原因，同时可下发指令对具体AP进行POE复位。

由上述描述可见，WLAN室内分布监控系统利用已有的网络，无需重新布置网线，本发明的各设备串接在WLAN网络系统中并且不会干扰网络，且不会形成新的故障点，即能完整的监控AP的工作状态，进而对网络进行维护。

本发明不局限于上述实施例，例如，N为正整数，而不限于24；因此，基于上述实施例的、未做出创造性劳动的简单替换，应当属于本发明揭露的范围。

Claims

1.一种WLAN室内分布监控系统，其特征在于，包括一监控主机、N个与监控主机网线连接的监控从机、N个与监控从机一一对应连接的耦合器及一与监控主机无线通讯的网管中心，监控主机包括N个第一网线接口、N个与第一网线接口一一对应连接的第二网线接口、一主MCU模块及与主MCU模块连接的N个继电器、一第一FSK调制解调电路、一用于与网管中心通讯连接的通讯模块，每第一网线接口和与其相应的第二网线接口之间连有第一数据线和第一电源线，每第一电源线上串接有一所述继电器,主MCU模块控制连有一选择电路模块，选择电路模块用于将第一FSK调制解调电路择一地耦合到第一电源线上；每监控从机包括一第三网线接口、一与第三网线接口连接的第四网线接口、一副MCU模块及与副MCU模块连接的一用于采集数据流值的以太网芯片、一第二FSK调制解调电路、一AP射频功率监测模块，每个第三网线接口和与其相应的第四网线接口之间连有第二数据线和第二电源线，以太网芯片串接在第二数据线上，第二FSK调制解调电路耦合到第二电源线上，AP射频功率监测模块连接一所述耦合器的耦合输出端；N个第二网线接口与N个监控从机的第三网线接口一一对应使用网线连接,N为正整数；监控主机和监控从机位于交换机和AP之间，监控主机的第一网线接口与交换机的输出接口一一对应连接，监控从机的第四网线接口与AP一一对应连接；耦合器连接在对应的AP和天线之间。

2.根据权利要求1所述的WLAN室内分布监控系统，其特征在于，所述主MCU模块还连有一用于在本地报警的报告警电路。

3.根据权利要求1所述的WLAN室内分布监控系统，其特征在于，所述监控从机还包括一与第二电源线连接以给监控从机供电的电源转换模块。

4.根据权利要求1所述的WLAN室内分布监控系统，其特征在于，第一网线接口、第二网线接口、第三网线接口和第四网线接口均为RJ45接口。

5.根据权利要求1所述的WLAN室内分布监控系统，其特征在于，所述以太网芯片采用IP101A芯片。

6.根据权利要求1所述的WLAN室内分布监控系统，其特征在于，所述通讯模块采用MC37i芯片。

7.根据权利要求1所述的WLAN室内分布监控系统，其特征在于，所述选择电路模块由受主MCU模块控制的MAX4853电子开关组成。