CN111757369A - 无线ap的信号监测设备及系统 - Google Patents

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张郁
戴翌清
朱莉
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王历珘
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黄晓荣
陆鑫源
魏宗浩
柴娟
张铁英
徐建军
戚永华
吴晓冬
张继峰
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Abstract

本发明公开了一种无线AP的信号监测设备及系统，该信号监测设备包括：无线报文采集模块，用于捕获无线AP发出及接收的无线报文；无线报文解析模块，用于解析捕获的无线报文，从而提取无线AP的信号参数和数据参数，信号参数包括无线AP的信号场强和传输速率，数据参数包括无线报文的类型；日志记录模块，用于将无线报文、无线AP的信号参数和数据参数根据时间顺序定期记录为日志文件；通信模块，用于与服务器通信连接以发送日志文件。根据本发明的无线AP的信号监测设备及系统，对无线AP的检查不会影响其正常通信和工作，可实现对无线AP工作状态下的实时监测，大幅提高了相关设备的调试效率和维护效率。

Description

无线AP的信号监测设备及系统
技术领域
本发明涉及无线AP(即无线访问接入点设备)的信号监测，尤其涉及一种无线AP的信号监测设备及系统。
背景技术
近年来，随着无线网络的应用范围越来越广，无线AP的信号质量的高低越来越明显地影响到了无线网络相关技术的运用效果。
举例来说，国内多个城市的地铁采用了由AP设备作为节点组成的WLAN Mesh网络进行车地之间的信息传输，该技术融合了传统的WLAN技术和ad-hoc技术的优势，可靠性高，部署快捷，可扩展性强。其在地铁中的应用，可以满足列车以80公里高速行进中的快速切换，切换速度最快可以达到5ms，在行进当中传送速率可以稳定在18Mbps以上。
除此之外，还支持先进的MLSP(全称为Mobile Link Switch Protocol)技术，实现列车移动过程中的活跃链路切换，并保证报文不丢失。然而，在实际应用中，由于链路的建立条件以及方式和数据传递的过程是相当复杂的，往往会因为设备老化、性能下降或者故障而导致通信失效，而采用传统的检测方式无法快速查找出问题设备。
目前对无线AP设备的通信状况的检测主要通过人工巡检的方式，用频谱分析仪、无线信号分析仪对无线AP设备进行信号质量的检测。但此类方法需要大量人工干预，并且由于检查过程对无线AP的正常通信会产生一定程度影响，无法真正实现对无线AP工作状态下的实时监测。
因此，亟需设计一种新的无线AP的信号监测设备及系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有的无线AP的信号监测技术需要大量人工干预，对无线AP的检查会对其正常通信产生影响因而无法实现对无线AP工作状态下的实时监测的缺陷，提出一种新的无线AP的信号监测设备及系统。
本发明是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种无线AP的信号监测设备，其特点在于，所述信号监测设备包括：
无线报文采集模块，其被配置为能够捕获无线AP发出及接收的无线报文；
无线报文解析模块，其被配置为能够解析所述无线报文采集模块捕获的所述无线报文，从而提取所述无线AP的信号参数和数据参数，所述信号参数包括所述无线AP的信号场强和传输速率，所述数据参数包括所述无线报文的类型；
日志记录模块，其被配置为能够将所述无线报文、所述无线AP的所述信号参数和所述数据参数根据时间顺序定期记录为日志文件；
通信模块，其被配置为能够与服务器通信连接，以将所述日志文件发送至所述服务器。
较佳地，所述信号参数还包括所述无线AP的MAC地址、通道频率、加密方式、信号强度曲线、重传率和噪声。
较佳地，所述无线报文采集模块被配置为通过监测根据IEEE802.11g定义的数据链路层的通信协议数据包，捕获所述无线AP发出及接收的无线报文。
较佳地，所述无线报文采集模块被配置为利用libpcap工具库捕获所述无线报文，所述无线报文解析模块被配置为利用libpcap工具库解析所述无线报文
较佳地，所述通信模块为GPRS模块，所述GPRS模块被配置为能够利用GPRS通信方式与服务器通信连接，以将所述日志文件发送至所述服务器。
较佳地，所述无线报文采集模块包括WIFI模块和与所述WIFI模块相连的天线，其中，所述WIFI模块包括支持monitor模式的无线网卡。
较佳地，所述信号监测设备还包括：
故障告警模块，其被配置为能够根据预设的正常报文特征判断所述无线报文采集模块捕获的所述无线报文是否存在异常，并在判断结果为存在异常时发出初步告警。
较佳地，所述无线报文解析模块和日志记录模块可采用ARM嵌入式微处理器。
较佳地，所述信号监测设备还包括：
存储模块，其被配置为能够存储所述无线报文、所述无线AP的所述信号参数和所述数据参数。
本发明还提供了一种无线AP的信号监测系统，其特点在于，所述信号监测系统包括多个如上所述的无线AP的信号监测设备及所述服务器，其中，各个所述信号监测设备中的通信模块被配置为能够与所述服务器通信连接以将所述日志文件实时发送至所述服务器。
较佳地，所述服务器被配置为能够在收到所述日志文件后根据预设的无线AP故障判断规则判断所述日志文件所涉及的无线AP是否发生故障，并在判断结果为是时，向发出所述日志文件的所述信号监测设备反馈故障提示信息。
较佳地，所述信号监测系统还包括和所述服务器通信连接的客户端，所述客户端被配置为能够访问所述服务器存储的所述日志文件，以及将所述日志文件中所记载的各个无线AP的数据以图形、表格或文本的形式显示或导出。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
根据本发明的无线AP的信号监测设备及系统，相比现有技术大幅减少了监测中所需的人工干预，对无线AP的检查不会影响其正常通信和工作，可实现对无线AP工作状态下的实时监测，大幅提高了相关设备的调试效率和维护效率，还能够更及时地发现性能失效或故障的无线AP设备。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例的无线AP的信号监测设备的示意图。
图2为根据本发明优选实施例的无线AP的信号监测系统的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都将落入本发明的保护范围之中。
在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本发明各实施例中的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。
参考图1所示，根据本发明优选实施方式的无线AP的信号监测设备，其包括：
无线报文采集模块，其被配置为能够捕获无线AP发出及接收的无线报文；
无线报文解析模块，其被配置为能够解析所述无线报文采集模块捕获的所述无线报文，从而提取所述无线AP的信号参数和数据参数，所述信号参数包括所述无线AP的信号场强和传输速率，所述数据参数包括所述无线报文的类型；
日志记录模块，其被配置为能够将所述无线报文、所述无线AP的所述信号参数和所述数据参数根据时间顺序定期记录为日志文件；
通信模块，其被配置为能够与服务器通信连接，以将所述日志文件发送至所述服务器。
其中，所述信号参数还可包括所述无线AP的MAC地址、通道频率、加密方式、信号强度曲线、重传率和噪声。
日志记录模块可被配置为能够以固定时间段或时间间隔(例如120秒)分批次将所述无线报文、所述无线AP的所述信号参数和所述数据参数根据时间顺序记录为日志文件。通信模块可将生成的日志文件实时发送至服务器。
典型地，上述的无线AP的信号监测设备可以为嵌入式设备，并被分散式地被布置于地铁系统中的多处，例如所有需要监测车地通信状况的站台，以对该多处的地铁系统用无线AP进行监测。
根据本发明的一些优选实施方式，所述无线报文采集模块被配置为通过监测根据IEEE 802.11g定义的数据链路层的通信协议数据包，捕获所述无线AP发出及接收的无线报文。
根据本发明的一些优选实施方式，所述无线报文采集模块被配置为利用libpcap工具库捕获所述无线报文，所述无线报文解析模块被配置为利用libpcap工具库解析所述无线报文
根据本发明的一些优选实施方式，所述通信模块为GPRS模块，所述GPRS模块被配置为能够利用GPRS通信方式与服务器通信连接，以将所述日志文件发送至所述服务器。
应当理解的是，GPRS模块可通过诸如3G网络等与服务器通信连接，如此，则GPRS模块与服务器间的通信方式与该信号监测设备所监测的无线AP设备的工作通信方式完全不会产生任何冲突，因而完全不会影响无线AP的正常通信和工作，从而可完全地实现对无线AP工作状态下的实时监测。
根据本发明的一些优选实施方式，所述无线报文采集模块包括WIFI模块和与所述WIFI模块相连的天线，其中，所述WIFI模块包括支持monitor模式的无线网卡。
根据本发明的一些优选实施方式，所述信号监测设备还包括：
故障告警模块，其被配置为能够根据预设的正常报文特征判断所述无线报文采集模块捕获的所述无线报文是否存在异常，并在判断结果为存在异常时发出初步告警。
由此，该信号监测设备可对现场的无线报文进行捕获、解析并分担一部分的报文数量统计及易于判断的故障的分析判断工作。
根据本发明的一些优选实施方式，所述无线报文解析模块和日志记录模块可采用ARM嵌入式微处理器作为其硬件架构，软件部分则可采用嵌入式Linux操作系统。
根据本发明的一些优选实施方式，所述信号监测设备还包括：
存储模块，其被配置为能够存储所述无线报文、所述无线AP的所述信号参数和所述数据参数。
参考图2所示，根据本发明优选实施方式还可提供一种无线AP的信号监测系统，信号监测系统包括多个如上所述的无线AP的信号监测设备及服务器，其中，各个所述信号监测设备中的通信模块被配置为能够与所述服务器通信连接以将所述日志文件实时发送至所述服务器。
本系统在信号监测设备及服务器的部分可采用了C/S架构，即对通信的监测工作分别由分布在前端各处的信号监测设备和后台的服务器的两部分硬件资源共同完成。例如，前端设备可布置于现场中的主要设备，主要功能为对现场的无线报文进行捕获、解析并分担一部分的报文数量统计工作。
根据本发明的一些优选实施方式，所述服务器被配置为能够在收到所述日志文件后根据预设的无线AP故障判断规则判断所述日志文件所涉及的无线AP是否发生故障，并在判断结果为是时，向发出所述日志文件的所述信号监测设备反馈故障提示信息。
在判断有无线AP发生故障的情况下，服务器还可将对应的故障提示信息及故障相关的信息或数据存于数据库的特定的表格内，便于维护人员查看。同时，服务器可将不同类别的信息分类存储于数据库，诸如无线AP的信号场强的变化曲线、速率信息以及列车是否在站内的信息等。
服务器还可提供诸如数据显示功能，将数据的比较分析结果应以表格和图形方式显示，分析结果生成之后可以分别导出为Excel表格形式、图形和文本；可提供数据进一步分析的功能，诸如呈现各信道和接入点的详细信息如信号强度、信噪比、带宽占用率、接入点的上下行速率、丢包率、误报率等；可提供数据记录及测试功能，可对存储的数据进行横向和纵向比较以及计算等；可为不同类型的报警事件提供不同的报警方式等。服务器还可通过算法配置而具有智能故障判断分析功能，如认证请求、重连接等，并可将测试过程存储下来。
根据本发明的一些优选实施方式，所述信号监测系统还包括和所述服务器通信连接的客户端，所述客户端被配置为能够访问所述服务器存储的所述日志文件，以及将所述日志文件中所记载的各个无线AP的数据以图形、表格或文本的形式显示或导出。
服务器与客户端的部分可采用B/S架构以简化开发工作，也使得用户使用时无需复杂的客户端配置，可在诸如PC终端及移动终端随时查看。客户端界面可查看到数据库中所存储的全部内容：预、告警信息；场强曲线；车、地通信情况等。另外，还可提供实时数据表提供用户查看速率、列车停靠等具体信息。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线AP的信号监测设备，其特征在于，所述信号监测设备包括：
无线报文采集模块，其被配置为能够捕获无线AP发出及接收的无线报文；
无线报文解析模块，其被配置为能够解析所述无线报文采集模块捕获的所述无线报文，从而提取所述无线AP的信号参数和数据参数，所述信号参数包括所述无线AP的信号场强和传输速率，所述数据参数包括所述无线报文的类型；
日志记录模块，其被配置为能够将所述无线报文、所述无线AP的所述信号参数和所述数据参数根据时间顺序定期记录为日志文件；
通信模块，其被配置为能够与服务器通信连接，以将所述日志文件发送至所述服务器。
2.如权利要求1所述的无线AP的信号监测设备，其特征在于，所述信号参数还包括所述无线AP的MAC地址、通道频率、加密方式、信号强度曲线、重传率和噪声。
3.如权利要求1所述的无线AP的信号监测设备，其特征在于，所述无线报文采集模块被配置为通过监测根据IEEE802.11g定义的数据链路层的通信协议数据包，捕获所述无线AP发出及接收的无线报文。
4.如权利要求1所述的无线AP的信号监测设备，其特征在于，所述无线报文采集模块被配置为利用libpcap工具库捕获所述无线报文，所述无线报文解析模块被配置为利用libpcap工具库解析所述无线报文。
5.如权利要求1所述的无线AP的信号监测设备，其特征在于，所述通信模块为GPRS模块，所述GPRS模块被配置为能够利用GPRS通信方式与服务器通信连接，以将所述日志文件发送至所述服务器。
6.如权利要求1所述的无线AP的信号监测设备，其特征在于，所述无线报文采集模块包括WIFI模块和与所述WIFI模块相连的天线，其中，所述WIFI模块包括支持monitor模式的无线网卡。
7.如权利要求1所述的无线AP的信号监测设备，其特征在于，所述信号监测设备还包括：
故障告警模块，其被配置为能够根据预设的正常报文特征判断所述无线报文采集模块捕获的所述无线报文是否存在异常，并在判断结果为存在异常时发出初步告警。
8.一种无线AP的信号监测系统，其特征在于，所述信号监测系统包括多个如权利要求1-7中任意一项所述的无线AP的信号监测设备及所述服务器，其中，各个所述信号监测设备中的通信模块被配置为能够与所述服务器通信连接以将所述日志文件实时发送至所述服务器。
9.如权利要求8所述的无线AP的信号监测系统，其特征在于，所述服务器被配置为能够在收到所述日志文件后根据预设的无线AP故障判断规则判断所述日志文件所涉及的无线AP是否发生故障，并在判断结果为是时，向发出所述日志文件的所述信号监测设备反馈故障提示信息。
10.如权利要求8所述的无线AP的信号监测系统，其特征在于，所述信号监测系统还包括和所述服务器通信连接的客户端，所述客户端被配置为能够访问所述服务器存储的所述日志文件，以及将所述日志文件中所记载的各个无线AP的数据以图形、表格或文本的形式显示或导出。
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