CN115714732B - 一种全屋无线网络覆盖情况检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全屋无线网络覆盖情况检测方法及设备，属于网络信号检测技术领域，用于解决室内无线网络覆盖检测方法热力图易超出户型图边界，且热力图的真实性和生成效率较低的技术问题。方法包括：对待测房屋的原始户型图进行处理，得到最终户型图；在最终户型图上确定路由器位置，选取第一测试点进行信号强度检测，得到第一信号强度；根据第一信号强度、路由器放置位置以及无线网络信号衰减规律，确定待测房屋内任一位置的信号强度，得到信号强度分布集合；基于剩余测试点处的信号强度，对信号强度分布集合进行校正；根据校正后的信号强度分布集合，生成待测房屋内的无线网络覆盖热力图，与最终户型图进行叠加，得到无线网络覆盖情况分布图。

Description

一种全屋无线网络覆盖情况检测方法及设备

技术领域

本申请涉及网络信号检测技术领域，尤其涉及一种全屋无线网络覆盖情况检测方法及设备。

背景技术

随着互联网的不断发展，人们对室内无线网络覆盖质量的要求越来越高，良好的室内无线网络覆盖是提升室内无线上网体验的基础。传统的对室内无线网络覆盖情况的检测需要相应的移动设备，通过设备获取的信号强度结合室内户型图，对全屋无线信号的覆盖情况进行展示和说明，因此获取室内户型图和直观展示信号覆盖情况是检测室内无线网络覆盖质量的两个关键点。

现有的获取室内户型图的方法主要分为两种：1)通过设计软件绘制室内户型图生成户型图模型，缺点是需要耗费大量人力时间生成户型图库；2)通过相机拍摄纸质户型图，纸质户型图包含标准户型图或者用户手绘图纸，缺点是拍摄的图片无法确定户型图边界，在图片上叠加显示Wi-Fi信号热力图会超出室内范围。

现有的展示信号覆盖情况的方法也主要分为两种：1)通过路由器设备位置和Wi-Fi信号衰减规律，结合户型图模型生成全屋Wi-Fi信号热力图，缺点是需要户型图模型，普通拍摄的户型图片是无法使用的，另外生成的热力图是算法模拟生成并非真实测试生成；2)在室内设置测试点，通过多个测试点的信号强度和距路由器距离、室内障碍物计算室内其它区域某个位置的信号强度，缺点是需要明确室内障碍物位置，如需要识别墙体位置，同样需要户型图模型支持。

可见，检测室内无线网络覆盖质量的两个关键技术点目前都没有达到最好的技术效果，影响室内无线网络覆盖质量的检测效率及精度。

发明内容

本申请实施例提供了一种全屋无线网络覆盖情况检测方法及设备，用于解决如下技术问题：现有的室内无线网络覆盖情况检测方法热力图易超出户型图边界，且热力图的真实性和生成效率较低。

本申请实施例采用下述技术方案：

一方面，本申请实施例提供了一种全屋无线网络覆盖情况检测方法，方法包括：对待测房屋的原始户型图进行边界处理，得到最终户型图；在所述最终户型图上确定路由器放置位置，并选取第一测试点进行信号强度检测，得到第一信号强度；根据所述第一信号强度、所述路由器放置位置以及无线网络信号衰减规律，确定所述待测房屋内任一位置的信号强度，得到信号强度分布集合；基于剩余测试点处的信号强度，对所述信号强度分布集合进行校正；根据校正后的所述信号强度分布集合，生成所述待测房屋内的无线网络覆盖热力图，并将所述无线网络覆盖热力图与所述最终户型图进行叠加，得到无线网络覆盖情况分布图。

在一种可行的实施方式中，对待测房屋的原始户型图进行边界处理，得到最终户型图，具体包括：通过OpenCV户型图识别程序，将所述原始户型图处理为灰度图；通过OpenCV灰度值算法，在所述灰度图中识别户型图边界，并将边界外部的像素设置为透明像素，将处理后的原始户型图保存为PNG格式图片，得到所述最终户型图。

在一种可行的实施方式中，在所述最终户型图上确定路由器放置位置，并选取第一测试点进行信号强度检测，得到第一信号强度，具体包括：根据实际情况或屋主需求，在所述最终户型图上确定路由器放置位置；在所述最终户型图上设置若干个测试点；其中，每个房间最少设置一个测试点，室内墙体两侧各设置一个测试点；在所述若干个测试点中，选取任一测试点作为第一测试点；通过信号检测装置，检测所述第一测试点处的信号强度，得到所述第一信号强度。

在一种可行的实施方式中，根据所述第一信号强度、所述路由器放置位置以及无线网络信号衰减规律，确定所述待测房屋内任一位置的信号强度，得到信号强度分布集合，具体包括：获取所述待测房屋内无线网络的网络信息；其中，所述网络信息至少包括频段以及发射功率；根据所述网络信息、所述第一信号强度以及所述路由器放置位置，确定所述待测房屋内的障碍物穿透损耗值；根据所述障碍物穿透损耗值以及所述发射功率，推算所述待测房屋内任一点的信号强度，得到所述信号强度分布集合。

在一种可行的实施方式中，根据所述网络信息、所述第一信号强度以及所述路由器放置位置，确定所述待测房屋内的障碍物穿透损耗值，具体包括：根据L＝B-S，得到所述第一测试点处的传播损耗值L；其中，B为所述发射功率，S为所述第一信号强度；根据信号实际传播损耗公式：L＝32.5+20lgF+20lgD+L₁，得到障碍物穿透损耗值计算公式：L₁＝L-(32.5+20lgF+20lgD)；其中，F为待测房屋内无线网络的频段，D为所述第一测试点与所述路由器放置位置的直线距离；将所述频段与所述直线距离的具体数值代入所述障碍物穿透损耗计算公式中，得到所述待测房屋内的障碍物穿透损耗值L₁。

在一种可行的实施方式中，基于剩余测试点处的信号强度，对所述信号强度分布集合进行校正，具体包括：在除了所述第一测试点之外的剩余测试点中，随机选取下一个测试点作为第二测试点；通过信号检测装置，检测所述第二测试点处的信号强度，得到第二信号强度；检查所述第二信号强度与所述信号强度分布集合中的信号强度是否符合信号衰减规律，若不符合，则对所述信号强度分布集合中的信号强度进行重新推算，以进行校正；继续选取第三测试点对所述信号强度分布集合中的信号强度进行校正，直至所有测试点都检测完毕。

在一种可行的实施方式中，根据校正后的所述信号强度分布集合，生成所述待测房屋内的无线网络覆盖热力图，具体包括：设定信号强度区间与颜色的对应关系；设每个信号强度区间的外圆弧与路由器的距离为d_n，圆弧宽度为w_n；其中，n为正整数；基于传播损耗与传播距离的成对数关系，得到距离关系公式(d_n)ⁿ⁺¹＝(d_n+1)ⁿ；其中，将d_n代入所述距离关系公式中，得到/>设定初始值w₁，并代入公式中，依次计算出w₂、w₃、……、w_n；将计算出的每个信号强度区间的圆弧宽度与对应的颜色进行叠加绘制，并进行颜色渐变处理，得到无线网络覆盖热力图。

在一种可行的实施方式中，将所述无线网络覆盖热力图与所述最终户型图进行叠加，得到无线网络覆盖情况分布图，具体包括：将所述无线网络覆盖热力图与所述最终户型图缩放为相同大小，并置于同一坐标系中；将所述无线网络覆盖热力图的像素与所述最终户型图的像素进行合并处理，所述最终户型图中的透明像素仍保持透明，得到所述待测房屋的无线网络覆盖情况分布图。

在一种可行的实施方式中，在对待测房屋的原始户型图进行边界处理，得到最终户型图之前，所述方法还包括：若本地已经存储待识别的原始户型图，则在本地存储中进行查找，得到所述原始户型图；若本地未存储原始户型图，则通过户型图识别程序的拍照功能，拍摄所述待测房屋的实体户型图，得到所述原始户型图；若无实体户型图，则在互联网上下载所述待测房屋的原始户型图。

另一方面，本申请实施例还提供了一种全屋无线网络覆盖情况检测设备，设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行根据权利要求1-9任一项所述的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法。

本申请实施例提供的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法及设备，能够快速获取户型图，不需要专有人员绘制户型图，普通用户通过拍摄或者在相册中选取户型图即可进行识别，且户型图支持叠加热力图而不超出户型图边界范围。并通过测试点计算室内信号强度并校正，在不需要户型图模型且不需要识别室内墙体信息的基础上，获取更贴近真实环境的网络信号热力图。旨在实现在不建立室内户型图模型的基础上，通过设置的测试点信号更加真实的展示室内Wi-Fi信号覆盖情况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种颜色区间宽度示意图；

图3为本申请实施例提供的一种全屋无线网络覆盖情况检测设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种全屋无线网络覆盖情况检测方法，如图1所示，全屋无线网络覆盖情况检测方法具体包括步骤S101-S105：

S101、对待测房屋的原始户型图进行边界处理，得到最终户型图。

具体地，首先获取待测房屋的原始户型图，具体方法包括：若本地已经存储待识别的原始户型图，则在本地存储中进行查找，得到原始户型图；若本地未存储原始户型图，则通过户型图识别程序的拍照功能，拍摄待测房屋的实体户型图，得到原始户型图；若无实体户型图，则在互联网上下载待测房屋的原始户型图。

在一个实施例中，普通用户可将自己拍摄的原始户型图和对应的小区/位置上传到户型图库，其他用户可根据小区名称在户型图库中搜索户型图。

进一步地，通过基于OpenCV开发的户型图识别程序，将获取的原始户型图处理为灰度图，然后通过OpenCV灰度值算法，在灰度图中识别户型图边界，并将边界外部的像素设置为透明像素，将处理后的原始户型图保持图片大小不变，保存为PNG格式图片，得到最终户型图。

S102、在最终户型图上确定路由器放置位置，并选取第一测试点进行信号强度检测，得到第一信号强度。

具体地，根据实际情况或屋主需求，在最终户型图上确定路由器放置位置。然后在最终户型图上设置若干个测试点，并为这些测试点编号。每个房间最少设置一个测试点，室内墙体两侧各设置一个测试点。

进一步地，在若干个测试点中，选取任一测试点作为第一测试点，然后人工手持信号检测装置，站在第一测试点处测试信号强度，得到第一信号强度。

S103、根据第一信号强度、路由器放置位置以及无线网络信号衰减规律，确定待测房屋内任一位置的信号强度，得到信号强度分布集合。

具体地，获取待测房屋内无线网络的网络信息；其中，网络信息至少包括频段以及发射功率。

进一步地，根据网络信息、第一信号强度以及路由器放置位置，确定待测房屋内的障碍物穿透损耗值，具体步骤如下：

1.根据L＝B-S，得到第一测试点处的传播损耗值L；其中，B为发射功率，S为第一信号强度；

2.根据信号实际传播损耗公式：L＝32.5+20lgF+20lgD+L₁，得到障碍物穿透损耗值计算公式：L₁＝L-(32.5+20lgF+20lgD)；其中，F为待测房屋内无线网络的频段，D为第一测试点与路由器放置位置的直线距离；

3.将频段与直线距离的具体数值代入障碍物穿透损耗计算公式中，得到待测房屋内的障碍物穿透损耗值L₁。

在一个实施例中，目前Wi-Fi路由器主要支持2.4G频段和5G频段，分别代入信号实际传播损耗公式可得：L_2.4G＝100+20lgD+L₁；L_5G＝108+20lgD+L₁。此时，只要用路由器的发射功率减去测得的第一信号强度，即可求出对应的传播损耗值L，再将L和第一测试点与路由器的距离D代入信号实际传播损耗公式中，即可求出对应的障碍物穿透损耗值L₁。

进一步地，根据障碍物穿透损耗值以及发射功率，推算待测房屋内任一点的信号强度，得到信号强度分布集合。

作为一种可行的实施方式，求出待测房屋内的障碍物穿透损耗值之后，即可直接计算与路由器任意距离X处的传播损耗L，进而可根据S＝B-L，得到任意距离处的信号强度值。

S104、基于剩余测试点处的信号强度，对信号强度分布集合进行校正。

具体地，在除了第一测试点之外的剩余测试点中，随机选取下一个测试点作为第二测试点。然后人工手持信号检测装置，在第二测试点处测试信号强度，得到第二信号强度。

进一步地，检查第二信号强度与信号强度分布集合中的信号强度是否符合信号衰减规律，若不符合，则对信号强度分布集合中的信号强度进行重新推算，以进行校正。继续选取第三测试点对信号强度分布集合中的信号强度进行校正，直至所有测试点都检测完毕。

在一个实施例中，若测试点A处的信号强度为-60dBm，在A与路由器之间某处测试点B的信号强度为-65dBm。此时，B距离路由器更近，信号强度却比A点更弱，这不符合信号衰减规律，因此需要通过测试点B的信号强度对路由器朝向测试B的空间范围中的信号强度进行校正，其他测试点的校正过程同理。在选取的所有测试点都测试完毕并完成校正后，得到的信号强度分布集合才是用来生成热力图的数据。

S105、根据校正后的信号强度分布集合，生成待测房屋内的无线网络覆盖热力图，并将无线网络覆盖热力图与最终户型图进行叠加，得到无线网络覆盖情况分布图。

具体地，首先设定信号强度区间与颜色的对应关系。

在一个实施例中，每间隔10dBm作为一个信号强度区间，每个信号强度区间对应不同的颜色，并且信号强度由大到小，对应的颜色由暖到冷变化。正常Wi-Fi信号强度在-40dBm到-85dBm之间，小于-95dBm属于信号极弱了，因此选择大于-100dBm进行颜色设置。

进一步地，设每个信号强度区间的外圆弧与路由器的距离为d_n，圆弧宽度为w_n；其中，n为正整数。基于传播损耗与传播距离的成对数关系，得到距离关系公式(d_n)ⁿ⁺¹＝(d_n+1)ⁿ；其中，然后将d_n代入距离关系公式中，得到/>设定初始值w₁，并代入公式中，依次计算出w₂、w₃、……、w_n。

在一个实施例中，图2为本申请实施例提供的一种颜色区间宽度示意图，如图2所示，假设路由器最近点的信号强度为-30dBm，室内另一测试点的信号强度为-80dBm，将路由器与该测试点之间的信号值与颜色匹配得到5个颜色区间(也即信号强度区间)。假设每种颜色的外圆弧距离路由器距离分别为d₁、d₂、d₃、d₄、d₅，每种颜色圆弧所占宽度为w₁、w₂、w₃、w₄、w₅。由上文可知，传播损耗L与距离D呈对数函数关系，因此d₁ ²＝d₂，d₂ ³＝d₃ ²，d₃ ⁴＝d₄ ³，即d_n ⁿ⁺¹＝d_n+1 ⁿ，其中d₁＝w₁，d₂＝w₁+w₂，d₃＝w₁+w₂+w₃……依此类推，w₁需要设置一个初始值，即距离路由器最近的第一个圆弧宽度需要人为设定。那么将设置的初始值w₁代入上式d_n ⁿ⁺¹＝d_n+1 ⁿ可得：w₂＝w₁ ²-w₁，依此类推可得出w4、w5。根据每段圆弧的宽度和颜色就可以绘制热力图了，另外为了热力图更贴合现实也更美观，在圆弧颜色变化时进行了渐变处理，例如黄色到绿色并不是突然的颜色变化，而是在边界处由黄色渐变为绿色，这样呈现的热力图更加自然。

进一步地，将计算出的每个信号强度区间的圆弧宽度与对应的颜色进行叠加绘制，并进行颜色渐变处理，得到无线网络覆盖热力图。将无线网络覆盖热力图与最终户型图缩放为相同大小，并置于同一坐标系中；将无线网络覆盖热力图的像素与最终户型图的像素进行合并处理，最终户型图中的透明像素仍保持透明，得到待测房屋的无线网络覆盖情况分布图。

另外，本申请实施例还提供了一种全屋无线网络覆盖情况检测设备，如图3所示，全屋无线网络覆盖情况检测设备具体包括：

至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器能够执行：

对待测房屋的原始户型图进行边界处理，得到最终户型图；

在所述最终户型图上确定路由器放置位置，并选取第一测试点进行信号强度检测，得到第一信号强度；

根据所述第一信号强度、所述路由器放置位置以及无线网络信号衰减规律，确定所述待测房屋内任一位置的信号强度，得到信号强度分布集合；

基于剩余测试点处的信号强度，对所述信号强度分布集合进行校正；

根据校正后的所述信号强度分布集合，生成所述待测房屋内的无线网络覆盖热力图，并将所述无线网络覆盖热力图与所述最终户型图进行叠加，得到无线网络覆盖情况分布图。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请的实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种全屋无线网络覆盖情况检测方法，其特征在于，所述方法包括：

对待测房屋的原始户型图进行边界处理，得到最终户型图；

在所述最终户型图上确定路由器放置位置，并选取第一测试点进行信号强度检测，得到第一信号强度；

根据所述第一信号强度、所述路由器放置位置以及无线网络信号衰减规律，确定所述待测房屋内任一位置的信号强度，得到信号强度分布集合，具体包括：

获取所述待测房屋内无线网络的网络信息；其中，所述网络信息至少包括频段以及发射功率；

根据所述网络信息、所述第一信号强度以及所述路由器放置位置，确定所述待测房屋内的障碍物穿透损耗值，具体包括：

根据L＝B-S，得到所述第一测试点处的传播损耗值L；其中，B为所述发射功率，S为所述第一信号强度；

根据信号实际传播损耗公式：L＝32.5+20lgF+20lgD+L₁，得到障碍物穿透损耗值计算公式：L₁＝L-(32.5+20lgF+20lgD)；其中，F为待测房屋内无线网络的频段，D为所述第一测试点与所述路由器放置位置的直线距离；

将所述频段与所述直线距离的具体数值代入所述障碍物穿透损耗计算公式中，得到所述待测房屋内的障碍物穿透损耗值L₁；

根据所述障碍物穿透损耗值以及所述发射功率，推算所述待测房屋内任一点的信号强度，得到所述信号强度分布集合；

基于剩余测试点处的信号强度，对所述信号强度分布集合进行校正，具体包括：

在除了所述第一测试点之外的剩余测试点中，随机选取下一个测试点作为第二测试点；

通过信号检测装置，检测所述第二测试点处的信号强度，得到第二信号强度；

检查所述第二信号强度与所述信号强度分布集合中的信号强度是否符合信号衰减规律，若不符合，则对所述信号强度分布集合中的信号强度进行重新推算，以进行校正；

继续选取第三测试点对所述信号强度分布集合中的信号强度进行校正，直至所有测试点都检测完毕；

根据校正后的所述信号强度分布集合，生成所述待测房屋内的无线网络覆盖热力图，并将所述无线网络覆盖热力图与所述最终户型图进行叠加，得到无线网络覆盖情况分布图。

2.根据权利要求1所述的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法，其特征在于，对待测房屋的原始户型图进行边界处理，得到最终户型图，具体包括：

通过OpenCV户型图识别程序，将所述原始户型图处理为灰度图；

通过OpenCV灰度值算法，在所述灰度图中识别户型图边界，并将边界外部的像素设置为透明像素，将处理后的原始户型图保存为PNG格式图片，得到所述最终户型图。

3.根据权利要求1所述的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法，其特征在于，在所述最终户型图上确定路由器放置位置，并选取第一测试点进行信号强度检测，得到第一信号强度，具体包括：

根据实际情况或屋主需求，在所述最终户型图上确定路由器放置位置；

在所述最终户型图上设置若干个测试点；其中，每个房间最少设置一个测试点，室内墙体两侧各设置一个测试点；

在所述若干个测试点中，选取任一测试点作为第一测试点；

通过信号检测装置，检测所述第一测试点处的信号强度，得到所述第一信号强度。

4.根据权利要求1所述的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法，其特征在于，根据校正后的所述信号强度分布集合，生成所述待测房屋内的无线网络覆盖热力图，具体包括：

设定信号强度区间与颜色的对应关系；

设每个信号强度区间的外圆弧与路由器的距离为d_n，圆弧宽度为w_n；其中，n为正整数；

基于传播损耗与传播距离的成对数关系，得到距离关系公式(d_n)ⁿ⁺¹＝(d_n+1)ⁿ；其中，

将d_n代入所述距离关系公式中，得到

设定初始值w₁，并代入公式中，依次计算出w₂、w₃、……、w_n；

将计算出的每个信号强度区间的圆弧宽度与对应的颜色进行叠加绘制，并进行颜色渐变处理，得到无线网络覆盖热力图。

5.根据权利要求1所述的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法，其特征在于，将所述无线网络覆盖热力图与所述最终户型图进行叠加，得到无线网络覆盖情况分布图，具体包括：

将所述无线网络覆盖热力图与所述最终户型图缩放为相同大小，并置于同一坐标系中；

将所述无线网络覆盖热力图的像素与所述最终户型图的像素进行合并处理，所述最终户型图中的透明像素仍保持透明，得到所述待测房屋的无线网络覆盖情况分布图。

6.根据权利要求1所述的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法，其特征在于，在对待测房屋的原始户型图进行边界处理，得到最终户型图之前，所述方法还包括：

若本地已经存储待识别的原始户型图，则在本地存储中进行查找，得到所述原始户型图；

若本地未存储原始户型图，则通过户型图识别程序的拍照功能，拍摄所述待测房屋的实体户型图，得到所述原始户型图；

若无实体户型图，则在互联网上下载所述待测房屋的原始户型图。

7.一种全屋无线网络覆盖情况检测设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行根据权利要求1-6任一项所述的一种全屋无线网络覆盖情况检测方法。