CN102497667A - WiFi 应用聚焦区域的定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种WiFi应用聚焦区域的定位方法，包括：被布置到测试地点的WiFi信号采集终端监听并捕捉周围区域的部分或全部的WiFi无线数据报文；WiFi信号采集终端对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，并从中甄别出探测请求帧；WiFi信号采集终端从探测请求帧获取网卡MAC地址和信号场强的WiFi用户信息，以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录并存储；WiFi信号采集终端将存储的WiFi用户数据记录上传到后台分析系统；后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。本发明涉及一种WiFi信号采集终端以及WiFi应用聚焦区域的定位系统。本发明能够对各地点的WiFi用户规模进行分析，并精确定位WiFi应用聚焦区域。

Description

WiFi 应用聚焦区域的定位方法及系统

技术领域

本发明涉及WiFi通信领域，尤其涉及一种WiFi应用聚焦区域的定位方法及系统。

背景技术

WiFi是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号，内置WiFi通信装置(例如WiFi无线网卡等)的个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端都可以通过WiFi的接入点设备(Access Point，简称AP)进行联网通信。随着内置WiFi通信装置的终端越来越普及，WiFi用户也逐渐增多。

由于AP发射功率低(不能超过500mw)且工作频点较高(2.4GHz以上)，WiFi信号穿透能力差，因此AP的信号覆盖半径小。目前国内外WiFi网络建设一般采用“热点”方式部署，即在可能具有WiFi业务量的地方，如校园、商业大厦、机场、咖啡店、旅馆、书店等，定点部署AP设备，为用户提供无线宽带接入服务。

由于采用“点”覆盖方式，WiFi网络不能像普通无线通信系统那样达到连续成片的覆盖效果，用户只能在几个固定地点得到WiFi信号的有效覆盖，其它地区则为WiFi信号盲区。此外，WiFi用户具有一定的流动性，较难确定某个地点的WiFi用户规模，若热点规划不合理或AP位置部署不当，则该处的WiFi网络很难有效吸纳WiFi业务流量。因此，WiFi网络建设的针对性和有效性要求较高。

现有的WiFi网络技术一般都是针对已部署的热点及其AP设备，包括定位AP设备的位置，生成已有热点的位置信息数据库、利用WiFi网管系统优化AP设备配置参数等。这些技术方案具有一定的局限性，例如在大量未部署AP的地点，就无法采集、分析WiFi用户信息，不能够及时了解城市中哪些地点需要增设WiFi接入点，不能够有效的补充完善城市中的WiFi网络覆盖。

发明内容

本发明的目的是提出一种WiFi应用聚焦区域的定位方法及系统，能够对各地点的WiFi用户规模进行分析，并精确定位WiFi应用聚焦区域。

为实现上述目的，本发明提供了一种WiFi应用聚焦区域的定位方法，包括：

被布置到测试地点的WiFi信号采集终端监听并捕捉周围区域的部分或全部的WiFi无线数据报文；

所述WiFi信号采集终端对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，并从中甄别出探测请求帧；

所述WiFi信号采集终端从所述探测请求帧获取网卡MAC地址和信号场强的WiFi用户信息，以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录并存储在本地的存储区域内；

所述WiFi信号采集终端将本地的存储区域内的WiFi用户数据记录以预设数据格式上传到后台分析系统；

所述后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

为实现上述目的，本发明提供了一种WiFi信号采集终端，包括：

监听捕捉单元，用于监听并捕捉周围区域的部分或全部的WiFi无线数据报文；

报文甄别单元，用于对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，并从中甄别出探测请求帧；

记录形成单元，用于从所述探测请求帧获取网卡MAC地址和信号场强的WiFi用户信息，以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录；

记录保存单元，用于将所述WiFi用户数据记录存储在本地的存储区域内；

记录上传单元，用于将本地的存储区域内的WiFi用户数据记录以预设数据格式传输到后台分析系统。

为实现上述目的，本发明还提供了一种包括前述WiFi信号采集终端的WiFi应用聚焦区域的定位系统，还包括：

后台分析系统，用于对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

基于上述技术方案，本发明利用布置在测试地点的WiFi信号采集终端以非接触的方式从附近的WiFi信号中检测出所需的无线网卡信号，并以此进一步分析出该测试地点的WiFi用户规模，以及通过后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况，进而有利于WiFi热点建设的预先规划工作，提高WiFi网络规划、建设的针对性和有效性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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：

图1为本发明WiFi应用聚焦区域的定位方法的一实施例的流程示意图。

图2为本发明WiFi应用聚焦区域的定位方法实施例中WiFi用户数据记录的存储过程的具体流程示意图。

图3为本发明WiFi应用聚焦区域的定位方法实施例中后台分析系统的分析过程的具体流程示意图。

图4为本发明WiFi信号采集终端的一实施例的结构示意图。

图5为本发明WiFi信号采集终端的另一实施例中记录保存单元的具体结构示意图。

图6为本发明WiFi信号采集终端实施例的数据采集功能示例。

图7为本发明WiFi应用聚焦区域的定位系统的一实施例的结构示意图。

图8为本发明WiFi应用聚焦区域的定位系统实施例中后台分析系统的分层架构示意图。

图9为本发明WiFi应用聚焦区域的定位系统实施例中后台分析系统所生成的WiFi应用聚焦区域分布的GIS图形展示示例。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

首先对WiFi应用聚焦区域进行解释，本文中WiFi应用聚焦区域是指确实具有一定用户规模的WiFi业务聚焦区域，可以是已部署AP和未部署AP的地点。

如图1所示，为本发明WiFi应用聚焦区域的定位方法的一实施例的流程示意图。在本实施例中，定位流程具体包括：

步骤101、被布置到测试地点的WiFi信号采集终端监听并捕捉周围区域的部分或全部的WiFi无线数据报文；

步骤102、所述WiFi信号采集终端对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，并从中甄别出探测请求帧；

步骤103、所述WiFi信号采集终端从所述探测请求帧获取网卡MAC地址和信号场强的WiFi用户信息，以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录并存储在本地的存储区域内；

步骤104、所述WiFi信号采集终端将本地的存储区域内的WiFi用户数据记录以预设数据格式上传到后台分析系统；

步骤105、所述后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

在本实施例中，WiFi信号采集终端的形式包括内置无线网卡的通用设备或者专用手持式终端，为了能够获取周围区域的WiFi信号，需要将无线网卡设置为射频监听(Monitor)的工作模式。

通常来说，普通的WiFi用户的无线网卡工作在Managed模式下，而在该模式下无线网卡工作时都会进行主动扫描操作，即主动发送探测请求帧(Probe Request)，来探询周围可用的AP及其工作信道。而这种探测请求帧中包括了一些WiFi用户信息。基于这个情况，本发明将这些Probe Request帧甄别出来，并以此进行进一步的分析和统计。

WiFi信号采集终端所监听和捕捉的WiFi无线数据报文通常是遵从IEEE 802.11协议的帧格式定义，并主要由四个方面构成：

(1)Radiotap帧结构头(Radiotap Header)；

(2)MAC层帧头(MAC Header)；

(3)帧实体(Frame Body)；

(4)帧校验序列(Frame Check Sequence，简称FCS)。

通过分析WiFi无线数据报文中的MAC层帧头和/或帧实体可以甄别出需要的Probe Request帧。

本实施例在下面给出了一种对捕捉到的WiFi无线信号进行分析，并从中甄别出Probe Request帧的实例，以便能更方便的理解本发明，但应理解的是，除了在这里介绍的分析和甄别方法之外，其它利用WiFi无线数据报文中的MAC层帧头和/或帧实体中的信息来甄别Probe Request帧的方式也应在本发明所保护的范围之内。

符合IEEE 802.11协议的帧格式中的MAC层帧头包含有以下几个关键信息域，分别为：

(1)帧控制域(Frame Control)；

(2)帧目的MAC地址(Destination Address，或简称DA)；

(3)帧源MAC地址(Source Address，或简称SA)。

其中，帧控制域含有以下两个关键字段，用于说明该帧的类型：

(1)帧类型(Type)；

(2)帧子类型(Subtype)。

IEEE 802.11协议根据帧的不同功能，将帧类型分成：控制帧、管理帧、数据帧三种。Probe Request帧属于管理帧，其帧类型、帧子类型的属性值分别定义为0x00和0x04。

基于上述说明，WiFi信号采集终端对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，读取WiFi无线数据报文的MAC帧头中的帧控制域中的帧类型和帧子类型所分别对应的属性值，如果与探测请求帧的规定帧类型和规定帧子类型的属性值(例如0x00和0x04)分别匹配，则可以甄别出该WiFi无线数据报文为Probe Request帧。

Probe Request帧为WiFi上行信号报文，即该帧由WiFi用户网卡向AP进行广播，因此该帧MAC层帧头中所定义的源MAC地址即为WiFi用户网卡MAC地址，并且在该帧的帧实体中还具有信号场强值、无线网卡所用信道等有价值的WiFi用户信息。因此在甄别出Probe Request帧之后，可以从Probe Request帧获取相应的网卡MAC地址和信号场强，并以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录，形成的WiFi用户数据记录被存储在本地的存储区域内。

多个WiFi信号采集终端将各自采集的WiFi用户数据记录以预设的数据格式上传给后台分析系统，由后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，进而获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。本实施例的定位方法有利于WiFi热点建设的预先规划工作，提高WiFi网络规划、建设的针对性和有效性。

在另一个实施例中，WiFi信号采集终端还可以获取所在的测试地点的地理位置信息(例如经纬度信息等)，并且在上传WiFi用户数据记录时，以重新编码的WiFi用户数据记录报文将所述地理位置信息连同所述WiFi用户数据记录一并上传到后台分析系统。为了能够获得地理位置信息，可以在WiFi信号采集终端中设置GPS模块等可以确定地理位置信息的功能单元。

后台分析系统可以对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，结合地理位置信息确定特定区域，并获得该特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。这种方式相比于事先确定测试地点的地理位置信息的方式更加灵活，即便布置任务时事先并未确定具体的测试地点的信息，仍可以通过WiFi信号采集终端获取的地理位置信息来确定测试地点所在的特定区域。

上面提到的WiFi用户数据记录报文可以包括报文头部和至少一条WiFi用户数据记录，报文头部包括采集时间和地理位置信息(可以包括经度、纬度和/或高度等)，WiFi用户数据记录包括记录标识、网卡MAC地址和信号场强。WiFi用户数据记录报文整体的具体编码格式如下例：

报文头部

用户记录1

用户记录2

...

用户记录n

报文头部的编码格式如下例：

采集时间

经度

纬度

高度

WiFi信号采集终端除了可以从Probe Request帧中获得网卡MAC地址和信号场强之外，还可以从Probe Request帧获取与网卡相关联的信道的服务集标识SSID、网卡所用的无线信道的加密类型、与网卡相关联的接入点设备AP的MAC地址以及与网卡相关联的信道的WiFi信道号中的一种或多种。相应的，WiFi用户数据记录报文中的至少一条WiFi用户数据记录可以进一步包括可选择的服务集标识SSID、加密类型、AP的MAC地址和WiFi信道号中的一种或多种。下面提供了一种WiFi用户数据记录的编码格式示例：

上述各字段的说明如下：

采集终端以方便实时监听、捕获海量的WiFi无线数据报文，通过甄别Probe Request帧和分析所形成的WiFi用户数据记录的数量非常巨大，而且数据的处理也要求有一定效率，以避免因处理不及时而造成的丢包、漏包的问题。为了解决这个问题，本发明的另一实施例给出了WiFi用户数据记录的存储过程的具体流程，参见图2。通过这一流程可以有效地解决上述问题，该流程包括：

步骤201、在形成新的WiFi用户数据记录后，对该WiFi用户数据记录执行哈希计算，获得对应的哈希值；

步骤202、通过已有的哈希表中的节点数据组织来确定该WiFi用户数据记录适合的插入位置；

步骤203、判断该插入位置是否已有数据，如果该插入位置已有数据，则返回步骤202继续确定该WiFi用户数据记录的另一个适合的插入位置；如果该插入位置没有数据，则执行步骤204；

步骤204、在该插入位置插入所述WiFi用户数据记录及对应的哈希值；

步骤205、在CPU空闲时，以预设检索规则读取所述哈希表中的至少一条WiFi用户数据记录及对应的哈希值；

步骤206、通过比较读取的该条WiFi用户数据记录所对应的哈希值与本地的存储区域内的移动数据库中已存的WiFi用户数据所对应的哈希值来确定在所述移动数据库中是否已存在该条WiFi用户数据记录，如果已存在，则进一步执行步骤207，否则执行步骤210；

步骤207、比较信号场强的数值，如果该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较小，则执行步骤208，否则执行步骤210；

步骤208、判断连接状态是否变化，如果连接状态未发生变化，则执行步骤209，否则执行步骤210；

步骤209、丢弃该条WiFi用户数据记录，并执行步骤211；

步骤210、将该条WiFi用户数据记录写入所述移动数据库；

步骤211、判断是否已经完成了哈希表的所有检查，如果没有则返回步骤205。

在本实施例中，步骤208-211中的场强值的比较以及连接状态是否变化的判断的顺序可以更换。在确认移动数据库中存在了该条记录后，比较信号场强的数值，以及判断连接状态是否变化，如果该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较小，且连接状态未发生变化，则丢弃该条WiFi用户数据记录；如果不存在该条WiFi用户数据，或者该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较大，或者连接状态发生了变化，则将该条WiFi用户数据记录写入移动数据库。

在上述记录存储过程中，利用了哈希算法来提高采集终端的数据处理效率。哈希算法采用了哈希表来存储数据，可以提供高效的数据存储和检索机制，其可以大大的降低数据存储和查询所消耗的时间。在将记录存储到移动数据库时，可以在CPU空闲时完成，这样可以尽量少的影响终端的正常工作。

如图3所示，为本发明WiFi应用聚焦区域的定位方法实施例中后台分析系统的分析过程的具体流程示意图。在本实施例中，后台分析系统在接收WiFi用户数据记录后的分析过程包括：

步骤301、所述后台分析系统通过接口适配层接收各个WiFi信号采集终端在相应被布置的测试地点上报的WiFi用户数据记录报文；

步骤302、所述后台分析系统在数据存储层对所述WiFi用户数据记录报文进行数据整理和分类，并将整理和分类好的数据进一步存储在WiFi应用聚焦区域信息库和地理信息数据库；

步骤303、所述后台分析系统通过分析处理层对所有接收到的各个测试地点的WiFi用户数据记录进行数据挖掘和多维度统计分析，获得各个区域的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况；

步骤304、所述后台分析系统通过应用展示层以电子地图或电子图表形式呈现各个区域的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

在本实施例中，后台分析系统通过对采集的海量数据进行统计分析处理，可以以电子地图或电子图表的方式展现出某个区域(例如一个城市)中所有或者部分的WiFi应用聚焦区域的分布情况和用户规模。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

如图4所示，为本发明WiFi信号采集终端的一个实施例的结构示意图。在本实施例中，WiFi信号采集终端包括：监听捕捉单元11、报文甄别单元12、记录形成单元13、记录保存单元14和记录上传单元15。

监听捕捉单元11负责监听并捕捉周围区域的部分或全部的WiFi无线数据报文。报文甄别单元12负责对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，并从中甄别出探测请求帧。记录形成单元13负责从所述探测请求帧获取网卡MAC地址和信号场强的WiFi用户信息，以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录。

记录保存单元14负责将所述WiFi用户数据记录存储在本地的存储区域内，本地的存储区域可以为移动数据库，除了保存WiFi用户数据记录之外，还可以保存地理位置信息和终端的配置参数等。

记录上传单元15负责将本地的存储区域内的WiFi用户数据记录以预设数据格式传输到后台分析系统。

在另一个实施例中，WiFi信号采集终端，还可以包括：地理信息获取单元，用于获取所述测试地点的地理位置信息。该地理信息获取单元可以由GPS模块实现，通过与GPS服务器的通信来获得该终端目前所在的经纬度和/或高度信息。

在这个实施例中，记录形成单元还可以根据所述地理位置信息和所述WiFi用户数据记录重新编码WiFi用户数据记录报文。相应的，记录上传单元还可以以重新编码的WiFi用户数据记录报文将地理位置信息连同WiFi用户数据记录一并上传到后台分析系统。

在上述终端实施例中，WiFi用户数据记录报文可以包括报文头部和至少一条WiFi用户数据记录，其中，报文头部包括采集时间和地理位置信息，WiFi用户数据记录包括记录标识、网卡MAC地址和信号场强。

在另一个实施例中，记录形成单元还可以从探测请求帧获取与网卡相关联的信道的服务集标识、网卡所用的无线信道的加密类型、与网卡相关联的接入点设备的MAC地址以及与网卡相关联的信道的WiFi信道号中的一种或多种。WiFi用户数据记录报文中的至少一条WiFi用户数据记录可以进一步包括可选择的所述服务集标识、所述加密类型、所述接入点设备的MAC地址和所述WiFi信道号中的一种或多种。

在另一个实施例中，报文甄别单元可以具体包括：报文分析组件、属性读取组件、属性匹配组件和甄别组件。其中，报文分析组件负责对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析。属性读取组件负责读取所述WiFi无线数据报文帧控制域中的帧类型和帧子类型所包含的各项属性值。属性匹配组件负责将所述WiFi无线数据报文中的帧类型和帧子类型所分别对应的属性值与所述探测请求帧的规定帧类型和规定帧子类型的属性值分别进行比对，判断属性值是否匹配。甄别组件负责在属性值匹配时，甄别所述WiFi无线数据报文为所述探测请求帧。

如图5所示，为本发明WiFi信号采集终端的另一实施例中记录保存单元的具体结构示意图。与上一实施例相比，本实施例中记录保存单元具体包括：哈希计算组件41、插入位置确定组件42、数据存在性判断组件43、数据插入组件44、记录读取组件45、哈希比较组件46、场强比较组件47、状态变化判断组件48、数据记录丢弃组件49和记录入库组件50。

哈希计算组件41负责对形成的新的WiFi用户数据记录中的一个关键属性值(如MAC地址)执行哈希计算，获得对应的哈希值。插入位置确定组件42负责通过已有的哈希表中的节点数据组织来确定该WiFi用户数据记录适合的插入位置。数据存在性判断组件43负责判断该插入位置是否有数据，如果该插入位置已有数据，则转回所述插入位置确定组件继续确定该WiFi用户数据记录的另一个适合的插入位置。

数据插入组件44负责在确定该插入位置没有数据时，在该插入位置插入所述该WiFi用户数据记录及对应的哈希值。记录读取组件45负责在CPU空闲时，以预设检索规则读取所述哈希表中的至少一条WiFi用户数据记录及对应的哈希值。

哈希比较组件46负责通过比较读取的该条WiFi用户数据记录所对应的哈希值与本地的存储区域内的移动数据库中已存的WiFi用户数据所对应的哈希值来确定在所述移动数据库中是否已存在该条WiFi用户数据记录。

场强比较组件47负责在所述移动数据库中已存在该条WiFi用户数据记录时，比较信号场强的数值。状态变化判断组件48负责在所述移动数据库中已存在该条WiFi用户数据记录时，判断连接状态是否变化。

数据记录丢弃组件49负责在所述场强比较组件确定该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较小，且所述状态变化判断组件确定连接状态未发生变化时，丢弃该条WiFi用户数据记录。记录入库组件50负责在所述哈希比较组件确定所述移动数据库中不存在该条WiFi用户数据，或者所述场强比较组件确定该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较大，或者所述状态变化判断组件确定连接状态发生了变化，则将该条WiFi用户数据记录写入所述移动数据库。

在上述WiFi信号采集终端实施例上，可以对记录的数据进行展现，如图6所示，在图6中的终端上展现了扫描时间、扫描地点、信号场强的门限，以及符合该门限的部分WiFi用户(16个)的记录，每条记录中均包括了序号、网卡MAC地址和信号场强。另外，在终端中还提供了信号扫描、数据同步、系统配置等控制模式的开关，可由用户来根据需要自由切换。

如图7所示，为本发明WiFi应用聚焦区域的定位系统的一实施例的结构示意图。在本实施例中，定位系统包括至少一个WiFi信号采集终端1和后台分析系统2。其中WiFi信号采集终端1的几种实现方式在前面已经进行了详细的描述，这里就不再赘述了。后台分析系统2负责对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

如图8所示，为本发明WiFi应用聚焦区域的定位系统实施例中后台分析系统的分层架构示意图。与上一实施例相比，本实施例中的后台分析系统具体包括四个层次的组件，分别为：接口适配层组件、数据存储层组件、分析处理层组件和应用展示层组件。

接口适配层组件负责接收各个WiFi信号采集终端在相应被布置的测试地点上报的WiFi用户数据记录报文。该层的组件还可以实现向采集终端下发基本配置参数的功能。在该层中可以包括以下功能模块：

A、数据采集接口模块

负责接收采集终端的原始采集数据，并进行数据的完整性分析和必要的纠错工作。

B、内部缓存模块

数据采集接口模块所接收的原始数据还需进行数据预处理，本模块提供原始数据的缓存服务，以提高预处理模块对原始数据的读写及索引效率。

C、数据预处理模块

对原始采集数据进行格式化、序列化，使后台分析系统能进一步将数据解析成数据库能识别的语言，并存入数据存储层的原始数据库中。

D、GIS接口模块

本系统所调用的GIS系统通过本接口模块输入数据信息。

E、配置接口模块

采集终端的配置参数通过该接口模块，实现与后台分析系统的数据同步。

数据存储层组件负责对所述WiFi用户数据记录报文进行数据整理和分类，并将整理和分类好的数据进一步存储在WiFi应用聚焦区域信息库和地理信息数据库。在该层中可以包括以下功能模块：

包括以下几个数据库单元：

A、原始数据库

用于存储系统所采集到的所有原始数据信息。

B、海量数据处理模块

负责对原始数据库中的每一条记录进行整理、分类，进一步形成WiFi应用聚焦区域信息库、GIS信息库等专门数据库，以优化系统对数据分析、检索的效率。

C、WiFi应用聚焦区域信息库

用于存储所有WiFi应用聚焦区的数据信息。

D、GIS信息库

用于存储GIS信息，包括GIS底图和相关的图层信息。

E、配置信息数据库

用于存储采集终端的基本配置参数。

F、管理信息数据库

用于存储后台分析系统的用户信息，包括用户帐号、密码、使用权限等。

分析处理层组件负责对所有接收到的各个测试地点的WiFi用户数据记录进行数据挖掘和多维度统计分析，获得各个区域的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。该层中可以包括以下功能模块：

A、专家分析模块

根据预知或配置的数据分析算法，自动完成WiFi应用聚焦区域及其用户的统计分析数据，向应用展示层提供展示数据。

B、数据挖掘模块

根据系统用户输入的查询、约束条件，进行多数据库的联合检索，生成关于WiFi应用聚焦区域及其用户的多维度数据信息。

C、数据分析模块

对所挖掘的WiFi应用聚焦区域及其用户的多维度数据信息进行统计分析和整理归纳，生成分析结果。

应用展示层组件负责以电子地图或电子图表形式呈现各个区域的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。应用展示层组件还可以提供系统的管理和配置功能界面。该层可以包括以下功能模块：

A、GIS展示模块

根据采集地点的经纬度和WiFi用户规模，在GIS地图上展示出所有的WiFi应用聚焦区域的分布情况。如图9所示，为本发明WiFi应用聚焦区域的定位系统实施例中后台分析系统所生成的WiFi应用聚焦区域分布的GIS图形展示示例。在图9中通过不同图形直观的表现出各个区域中不同的WiFi用户规模。

B、报表展示模块

根据已分析处理的各地点WiFi用户数据，通过柱状、点状、饼图或表格等形式，多维度、多角度地展示某一区域内所有的WiFi应用聚焦区域分布的统计分析结果。

C、分析查询模块

根据系统用户输入的查询、约束条件，分析出所需的WiFi应用聚焦区域信息，并展示查询结果。

D、配置模块功能

设置采集终端的基本配置参数，并通过接口适配层中的配置接口模块同步到各采集终端。

E、系统管理功能

配置后台分析系统的用户信息，包括用户帐号、密码、使用权限等。

上述本发明的各个实施例利用布置在测试地点的WiFi信号采集终端以非接触的方式从附近的WiFi信号中检测出所需的无线网卡信号，并以此进一步分析出该测试地点的WiFi用户规模，以及通过后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况，进而有利于WiFi热点建设的预先规划工作，提高WiFi网络规划、建设的针对性和有效性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (15)

1.一种WiFi应用聚焦区域的定位方法，包括：

被布置到测试地点的WiFi信号采集终端监听并捕捉周围区域的部分或全部的WiFi无线数据报文；

所述WiFi信号采集终端对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，并从中甄别出探测请求帧；

所述WiFi信号采集终端从所述探测请求帧获取网卡MAC地址和信号场强的WiFi用户信息，以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录并存储在本地的存储区域内；

所述WiFi信号采集终端将本地的存储区域内的WiFi用户数据记录以预设数据格式上传到后台分析系统；

所述后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其中，还包括：

所述WiFi信号采集终端获取所述测试地点的地理位置信息；

所述WiFi信号采集终端将本地的存储区域内的WiFi用户数据记录以预设数据格式传输到后台分析系统的操作具体为：以重新编码的WiFi用户数据记录报文将所述地理位置信息连同所述WiFi用户数据记录一并上传到所述后台分析系统；

所述后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况的操作具体为：所述后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，结合所述地理位置信息确定特定区域，并获得该特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

3.根据权利要求2所述的定位方法，其中，所述WiFi用户数据记录报文包括报文头部和至少一条WiFi用户数据记录，所述报文头部包括采集时间和地理位置信息，所述WiFi用户数据记录包括记录标识、网卡MAC地址和信号场强。

4.根据权利要求3所述的定位方法，其中，所述WiFi信号采集终端还从所述探测请求帧获取与网卡相关联的信道的服务集标识、网卡所用的无线信道的加密类型、与网卡相关联的接入点设备的MAC地址以及与网卡相关联的信道的WiFi信道号中的一种或多种；

所述WiFi用户数据记录报文中的至少一条WiFi用户数据记录进一步包括可选择的所述服务集标识、所述加密类型、所述接入点设备的MAC地址和所述WiFi信道号中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的定位方法，其中，所述WiFi信号采集终端对捕捉到的WiFi无线信号进行分析，并从中甄别出探测请求帧的操作具体为：

所述WiFi信号采集终端对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，读取所述WiFi无线数据报文帧控制域中的帧类型和帧子类型所包含的各项属性值，如果与所述探测请求帧的规定帧类型和规定帧子类型的属性值分别匹配，则甄别出所述WiFi无线数据报文为所述探测请求帧。

6.根据权利要求1所述的定位方法，其中，所述以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录并存储在本地的存储区域内的操作具体包括：

在形成新的WiFi用户数据记录后，对该WiFi用户数据记录执行哈希计算，获得对应的哈希值；

通过已有的哈希表中的节点数据组织来确定该WiFi用户数据记录适合的插入位置；

如果该插入位置已有数据，则继续确定该WiFi用户数据记录的另一个适合的插入位置，如果该插入位置没有数据，则在该插入位置插入所述该WiFi用户数据记录及对应的哈希值；

在CPU空闲时，以预设检索规则读取所述哈希表中的至少一条WiFi用户数据记录及对应的哈希值，通过比较读取的该条WiFi用户数据记录所对应的哈希值与本地的存储区域内的移动数据库中已存的WiFi用户数据所对应的哈希值来确定在所述移动数据库中是否已存在该条WiFi用户数据记录，如果存在，则进一步比较信号场强的数值，以及判断连接状态是否变化，如果该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较小，且连接状态未发生变化，则丢弃该条WiFi用户数据记录；如果不存在该条WiFi用户数据，或者该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较大，或者连接状态发生了变化，则将该条WiFi用户数据记录写入所述移动数据库。

7.根据权利要求1～6任一所述的定位方法，其中所述后台分析系统对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况的操作具体包括：

所述后台分析系统通过接口适配层接收各个WiFi信号采集终端在相应被布置的测试地点上报的WiFi用户数据记录报文；

所述后台分析系统在数据存储层对所述WiFi用户数据记录报文进行数据整理和分类，并将整理和分类好的数据进一步存储在WiFi应用聚焦区域信息库和地理信息数据库；

所述后台分析系统通过分析处理层对所有接收到的各个测试地点的WiFi用户数据记录进行数据挖掘和多维度统计分析，获得各个区域的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况；

所述后台分析系统通过应用展示层以电子地图或电子图表形式呈现各个区域的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

8.一种WiFi信号采集终端，包括：

监听捕捉单元，用于监听并捕捉周围区域的部分或全部的WiFi无线数据报文；

报文甄别单元，用于对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析，并从中甄别出探测请求帧；

记录形成单元，用于从所述探测请求帧获取网卡MAC地址和信号场强的WiFi用户信息，以用户记录的方式逐条形成WiFi用户数据记录；

记录保存单元，用于将所述WiFi用户数据记录存储在本地的存储区域内；

记录上传单元，用于将本地的存储区域内的WiFi用户数据记录以预设数据格式传输到后台分析系统。

9.根据权利要求8所述的WiFi信号采集终端，其中，还包括：

地理信息获取单元，用于获取所述测试地点的地理位置信息；

所述记录形成单元还用于根据所述地理位置信息和所述WiFi用户数据记录重新编码WiFi用户数据记录报文；

所述记录上传单元还用于以重新编码的WiFi用户数据记录报文将所述地理位置信息连同所述WiFi用户数据记录一并上传到所述后台分析系统。

10.根据权利要求9所述的WiFi信号采集终端，其中，所述WiFi用户数据记录报文包括报文头部和至少一条WiFi用户数据记录，所述报文头部包括采集时间和地理位置信息，所述WiFi用户数据记录包括记录标识、网卡MAC地址和信号场强。

11.根据权利要求10所述的WiFi信号采集终端，其中，所述记录形成单元还用于从所述探测请求帧获取与网卡相关联的信道的服务集标识、网卡所用的无线信道的加密类型、与网卡相关联的接入点设备的MAC地址以及与网卡相关联的信道的WiFi信道号中的一种或多种；

所述WiFi用户数据记录报文中的至少一条WiFi用户数据记录进一步包括可选择的所述服务集标识、所述加密类型、所述接入点设备的MAC地址和所述WiFi信道号中的一种或多种。

12.根据权利要求8所述的WiFi信号采集终端，其中，所述报文甄别单元具体包括：

报文分析组件，用于对捕捉到的WiFi无线数据报文进行分析；

属性读取组件，用于读取所述WiFi无线数据报文的帧控制域中的帧类型和帧子类型所包含的各项属性值；

属性匹配组件，用于将所述WiFi无线数据报文中的帧类型和帧子类型所分别对应的属性值与所述探测请求帧的规定帧类型和规定帧子类型的属性值分别进行比对，判断属性值是否匹配；

甄别组件，用于在属性值匹配时，甄别所述WiFi无线数据报文为所述探测请求帧。

13.根据权利要求8所述的WiFi信号采集终端，其中，所述记录保存单元具体包括：

哈希计算组件，用于对形成的新的WiFi用户数据记录执行哈希计算，获得对应的哈希值；

插入位置确定组件，用于通过已有的哈希表中的节点数据组织来确定该WiFi用户数据记录适合的插入位置；

数据存在性判断组件，用于判断该插入位置是否有数据，如果该插入位置已有数据，则转回所述插入位置确定组件继续确定该WiFi用户数据记录的另一个适合的插入位置；

数据插入组件，用于在确定该插入位置没有数据时，在该插入位置插入所述该WiFi用户数据记录及对应的哈希值；

记录读取组件，用于在CPU空闲时，以预设检索规则读取所述哈希表中的至少一条WiFi用户数据记录及对应的哈希值；

哈希比较组件，用于通过比较读取的该条WiFi用户数据记录所对应的哈希值与本地的存储区域内的移动数据库中已存的WiFi用户数据所对应的哈希值来确定在所述移动数据库中是否已存在该条WiFi用户数据记录；

场强比较组件，用于在所述移动数据库中已存在该条WiFi用户数据记录时，比较信号场强的数值；

状态变化判断组件，用于在所述移动数据库中已存在该条WiFi用户数据记录时，判断连接状态是否变化；

数据记录丢弃组件，用于在所述场强比较组件确定该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较小，且所述状态变化判断组件确定连接状态未发生变化时，丢弃该条WiFi用户数据记录；

记录入库组件，用于在所述哈希比较组件确定所述移动数据库中不存在该条WiFi用户数据，或者所述场强比较组件确定该条WiFi用户数据记录的信号场强的数值较大，或者所述状态变化判断组件确定连接状态发生了变化，则将该条WiFi用户数据记录写入所述移动数据库。

14.一种包括了权利要求8～13任一所述的WiFi信号采集终端的WiFi应用聚焦区域的定位系统，还包括：

后台分析系统，用于对接收到的WiFi用户数据记录进行汇总分析，获得特定区域内的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

15.根据权利要求14所述的定位系统，其中所述后台分析系统包括：

接口适配层组件，用于接收各个WiFi信号采集终端在相应被布置的测试地点上报的WiFi用户数据记录报文；

数据存储层组件，用于对所述WiFi用户数据记录报文进行数据整理和分类，并将整理和分类好的数据进一步存储在WiFi应用聚焦区域信息库和地理信息数据库；

分析处理层组件，用于对所有接收到的各个测试地点的WiFi用户数据记录进行数据挖掘和多维度统计分析，获得各个区域的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况；

应用展示层组件，用于以电子地图或电子图表形式呈现各个区域的部分或全部WiFi应用聚焦区域的分布情况。

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