CN110380796B - 提升wifi定位设备抗干扰能力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法，包括：应用程序预先配置布控目标的MAC地址，并将布控目标的MAC地址发送给WIFI驱动程序；WIFI驱动程序将布控目标的MAC地址加入比对MAC列表；WIFI驱动程序对嗅探到的802.11帧进行错误校验；WIFI驱动程序提取校验错误的802.11帧中的接收端MAC地址和发送端MAC地址，并将其与比对MAC列表中的MAC地址一一进行比对；WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧发送给应用程序；应用程序从802.11帧中解析出布控目标的MAC地址和RSSI信号强度信息。本发明能够提高WIFI定位设备对布控目标的早期发现能力及持续追踪能力。

Description

提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法
技术领域
本发明涉及一种提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法。
背景技术
随着智能化设备的不断普及，使用WIFI连接其他设备或是互联的设备越来越多，这些智能化设备一般都采用IEEE 802.11标准实现通信，IEEE 802.11是现今无线局域网通用的标准，它是由国际电机电子工程学会（IEEE）所定义的无线网络通信的标准。这些智能化设备都包含有唯一的MAC地址，通过MAC地址能够对多个设备进行识别和区分。
WIFI定位设备是近些年来兴起的一种寻找目标设备位置的工具，常用在对失踪人员的寻找或是对嫌犯的追踪等用途，其通过嗅探布控目标发出或是发送给布控目标的802.11帧，并从802.11帧里解析出布控目标的MAC地址及信号强度RSSI，然后根据信号越强离目标越近的特点来接近和追踪目标。WIFI定位设备包括硬件部分和软件部分，其中硬件部分由天线、无线网卡、处理器等组成，软件部分主要包括操作系统、WIFI驱动程序、应用程序等。
由于WIFI寻找通信使用非授权频点，各种WIFI寻找设备、蓝牙设备等对WIFI寻找通信造成较大干扰，以及在复杂室内环境中，障碍物较多，多路径干扰较严重等，对WIFI寻找定位设备造成了较大干扰，数据信息在传输的过程中容易出现错误，WIFI定位设备的WIFI驱动程序会对嗅探到的802.11帧进行校验（例如FCS校验），如果校验成功，则发送给应用程序进行正常处理，从中解析出MAC地址以及信号强度等信息，以此识别和追踪目标；如果校验错误则意味着802.11帧不可靠，通常会将校验错误的802.11帧进行丢弃。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法，能够提高对布控目标的早期发现能力及持续追踪能力。
为实现上述目的，本发明提供了一种提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法，包括：
应用程序预先配置布控目标的MAC地址，并将布控目标的MAC地址发送给WIFI驱动程序；
WIFI驱动程序将布控目标的MAC地址加入比对MAC列表；
WIFI驱动程序对嗅探到的802.11帧进行错误校验；
WIFI驱动程序提取校验错误的802.11帧中的接收端MAC地址和发送端MAC地址，并将其与比对MAC列表中的MAC地址一一进行比对；
WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧发送给应用程序；
应用程序从802.11帧中解析出布控目标的MAC地址和RSSI信号强度信息。
进一步地，WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧发送给应用程序之前还包括：
WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧改造成仅能够被应用程序识别和解析出MAC地址和RSSI信号强度信息的最小可靠信息帧。
进一步地，所述“WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧改造成仅能够被应用程序识别和解析出MAC地址和RSSI信号强度信息的最小可靠信息帧”具体包括：
在接收端MAC地址与布控目标的MAC地址比对成功时，WIFI驱动程序将802.11帧的发送端MAC地址改为FF:FF:FF:FF:FF:FF，帧类型改为CTS帧；
在发送端MAC地址与布控目标的MAC地址比对成功时，WIFI驱动程序将802.11帧的接收端MAC地址改为FF:FF:FF:FF:FF:FF，帧类型改为RTS帧。
进一步地，所述WIFI驱动程序将前至少一次与比对MAC列表中的同一布控目标的MAC地址比对成功的802.11帧进行丢弃，对后来与比对MAC列表中的同一布控目标的MAC地址比对成功的802.11帧进行改造，并发送给应用程序。
本发明的有益效果是：数据在远距离和复杂环境传输过程中容易出现错误，致使802.11帧中包含了很多的错误信息，但由于布控目标MAC地址仅占802.11帧中的一小部分，其出错的几率较低，因而仍然有很多802.11帧保留了完整的布控目标MAC地址。且即使802.11帧出错，接收802.11帧时生成的RSSI信号强度仍就是正确的。本发明正是对因为校验错误而原本会被丢弃的802.11帧进行利用，通过从与布控目标MAC地址相关联的802.11帧中解析出布控目标的MAC地址和RSSI信号强度信息，进而能够利用信号强度来接近和追踪目标，提升了WIFI定位设备的抗干扰能力，提高对布控目标的早期发现能力及持续追踪能力。
附图说明
图1为本发明提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法实施例的流程图；
图2为本发明提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法实施例中WIFI驱动程序对802.11帧进行改造的流程图；
图3为本发明提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法实施例中WIFI驱动程序对802.11帧进行改造的具体步骤的流程图。
具体实施方式
本发明提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法的实施例如图1-3所示：包括：
S1、应用程序预先配置布控目标的MAC地址，并将布控目标的MAC地址发送给WIFI驱动程序；
其中，布控目标的MAC地址指的是指待追踪的目标设备的MAC地址，在寻找和追踪目标设备之前需要预先知道目标设备的MAC地址，目标设备的MAC地址可通过其他途径获取。
WIFI定位设备的应用程序中配置有人机交互界面，可由人工将待布控目标的MAC地址进行输入。应用程序通过调用WIFI驱动程序提供的ioct接口，将布控目标的MAC地址发送给WIFI驱动程序。
S2、WIFI驱动程序将布控目标的MAC地址加入比对MAC列表；
WIFI驱动程序中配置有用于保存从应用程序接收的布控目标的MAC地址的比对MAC列表，为了减轻运算和处理对机能带来的负担，比对MAC列表中的布控目标的MAC地址一般不超过三个。
S3、WIFI驱动程序对嗅探到的802.11帧进行错误校验；
WIFI定位设备的天线对周围的无线信号进行嗅探，WIFI驱动程序对嗅探到的802.11帧进行错误校验，在本实施例中采用FCS校验，FCS：Frame Check Sequence（帧校验序列），俗称帧尾，即计算机网络数据链路层的协议数据单元（即802.11帧）的尾部字段，是一段4个字节的循环冗余校验码。源节点发送802.11帧时，由帧的帧头和数据部分计算得出FCS，目的节点接收到后，用同样的方式再计算一遍FCS，如果与接收到的FCS不同，则认为帧在传输过程中发生了错误，从而选择丢弃这个帧。
WIFI驱动程序对校验正确的802.11帧按普通流程正常处理，从中筛选出与比对列表中布控目标的MAC地址相关联的802.11帧，将其发送给应用程序，由应用程序从802.11帧中解析出802.11帧所包含的信息，例如发送端MAC地址、接收端MAC地址、帧类型、关联的热点、RSSI信号强度等信息。
S4、WIFI驱动程序提取校验错误的802.11帧中的接收端MAC地址和发送端MAC地址，并将其与比对MAC列表中的MAC地址一一进行比对；
WIFI驱动程序对校验错误的数据，调用校验错误处理模块，校验错误处理模块提取802.11帧中的Address字段，即提取802.11帧中的接收端MAC和发送端MAC地址，并逐一和比对MAC列表中保存的布控目标的MAC地址进行比对。
S5、WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧发送给应用程序；
S6、应用程序从802.11帧中解析出布控目标的MAC地址和RSSI信号强度信息。
应用程序通过WIFI定位设备的人机交互界面将布控目标的MAC地址以及对应的RSSI信号强度信息以图表的形式进行展现。
进一步地，在本实施例中，所述WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧发送给应用程序之前还包括：
S4.1、WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧改造成仅能够被应用程序识别和解析出MAC地址和RSSI信号强度信息的最小可靠信息帧。
所述最小可靠信息帧是指仅能够被应用程序识别和解析出MAC地址和RSSI信号强度信息的802.11帧。由于校验错误的802.11帧中包含很多错误的数据，应用程序在收到和识别到最小可靠信息帧时，在对其进行解析的过程中会自动丢弃802.11帧中与MAC地址信息无关的其他数据，仅保留有用的部分，能够减轻运算和处理对机能带来的负担，加快运算和处理速度。
进一步地，在本实施例中，所述“WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧改造成仅能够被应用程序识别和解析出MAC地址和RSSI信号强度信息的最小可靠信息帧”具体包括：
S4.1.1在接收端MAC地址与布控目标的MAC地址比对成功时，WIFI驱动程序将802.11帧的发送端MAC地址改为FF:FF:FF:FF:FF:FF，帧类型改为CTS帧；
S4.1.2在发送端MAC地址与布控目标的MAC地址比对成功时，WIFI驱动程序将802.11帧的接收端MAC地址改为FF:FF:FF:FF:FF:FF，帧类型改为RTS帧。
步骤S4.1.1和S4.1.2没有先后的顺序关系，也可以同时进行。
应用程序接收到802.11帧后会先对帧类型进行识别，由于CTS帧和RTS帧的帧结构中包含较少的信息，应用程序在识别到802.11帧为CTS帧或RTS帧时，仅会解析出其中的Address字段，如果识别到Address字段中的内容为FF:FF:FF:FF:FF:FF时会自动丢弃，识别到Address字段为布控目标MAC地址时会进行提取。应用程序同时会解析出该802.11帧被WIFI定位设备接收时所生成的RSSI信号强度信息。
由于校验错误的802.11帧中Address字段可能错误成与布控目标相一致的情况，但这种情况几乎是可以忽略不计的。为了防止这种情况对目标的搜寻产生影响，所述WIFI驱动程序将前至少一次与比对MAC列表中的同一布控目标的MAC地址比对成功的802.11帧进行丢弃，对后来与比对MAC列表中的同一布控目标的MAC地址比对成功的802.11帧进行改造，并发送给应用程序。通过多次比对降低这种错误出现的可能性。
以上实例，只是本发明优选地具体实例的一种，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法，其特征在于：包括：
应用程序预先配置布控目标的MAC地址，并将布控目标的MAC地址发送给WIFI驱动程序；
WIFI驱动程序将布控目标的MAC地址加入比对MAC列表；
WIFI驱动程序对嗅探到的802.11帧进行错误校验；
WIFI驱动程序提取校验错误的802.11帧中的接收端MAC地址和发送端MAC地址，并将其与比对MAC列表中的MAC地址一一进行比对；
WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧发送给应用程序；
应用程序从802.11帧中解析出布控目标的MAC地址和RSSI信号强度信息；
WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧发送给应用程序之前还包括：
WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧改造成仅能够被应用程序识别和解析出MAC地址和RSSI信号强度信息的最小可靠信息帧；
所述“WIFI驱动程序将比对成功的802.11帧改造成仅能够被应用程序识别和解析出MAC地址和RSSI信号强度信息的最小可靠信息帧”具体包括：
在接收端MAC地址与布控目标的MAC地址比对成功时，WIFI驱动程序将802.11帧的发送端MAC地址改为FF:FF:FF:FF:FF:FF，帧类型改为CTS帧；
在发送端MAC地址与布控目标的MAC地址比对成功时，WIFI驱动程序将802.11帧的接收端MAC地址改为FF:FF:FF:FF:FF:FF，帧类型改为RTS帧。
2.根据权利要求1所述的提升WIFI定位设备抗干扰能力的方法，其特征在于：所述WIFI驱动程序将前至少一次与比对MAC列表中的同一布控目标的MAC地址比对成功的802.11帧进行丢弃，对后来与比对MAC列表中的同一布控目标的MAC地址比对成功的802.11帧进行改造，并发送给应用程序。
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