專(zhuān)利名稱：基于嵌入式Linux系統(tǒng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)線通信測(cè)試領(lǐng)域的WLAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)，主要是一種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks ； WLAN)是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻(Radio Frequency ； RF)的技術(shù),取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，使得無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡(jiǎn)單的存取架構(gòu)讓用戶透過(guò)它，達(dá)至IJ「信息隨身化、便利走天下」的理想境界。無(wú)線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概述基于IEEE802. Ilbgn標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)允許在局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用未授權(quán)的2. 4或5. 3GHz射頻波段進(jìn)行無(wú)線連接。GPRS—通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)(General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱,它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說(shuō)是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封?Packet)式來(lái)傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps ο嵌入式Linux是以Linux為基礎(chǔ)的嵌入式作業(yè)系統(tǒng),它被廣泛應(yīng)用在移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、媒體播放器、消費(fèi)性電子產(chǎn)品以及航空航天等領(lǐng)域中。嵌入式Iinux是將日益流行的Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪修改，使之能在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的一種操作系統(tǒng)。隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋點(diǎn)的增多，急需要有效的監(jiān)測(cè)WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋熱點(diǎn)，來(lái)監(jiān)測(cè)新建的AP和WLAN網(wǎng)管工程，擴(kuò)建、改建工程，以及人流量大的火車(chē)站、汽車(chē)站、公共廣場(chǎng)等場(chǎng)所。公知的監(jiān)測(cè)方法是使用WLAN專(zhuān)用測(cè)試儀表或在插有無(wú)線網(wǎng)卡的筆記本電腦上運(yùn)行專(zhuān)用測(cè)試軟件來(lái)測(cè)試；如無(wú)線覆蓋信號(hào)強(qiáng)度測(cè)、信噪比測(cè)試等各項(xiàng)測(cè)試，使用WLAN專(zhuān)用測(cè)試儀表或在插有無(wú)線網(wǎng)卡的筆記本電腦上運(yùn)行專(zhuān)用測(cè)試軟件，在設(shè)計(jì)目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行覆蓋電平測(cè)試；由于WLAN專(zhuān)用測(cè)試儀表價(jià)格昂貴，插有無(wú)線網(wǎng)卡的筆記本電腦人員隨意性較大，人為因數(shù)較多，易造成測(cè)試結(jié)果的不正確；這些都是需要人工測(cè)試的，如果測(cè)試范圍很大，就需要花大量的人力和物力，這是管理者不愿意看到的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的正是要克服上述技術(shù)的不足，而提供一種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。解決上述公知監(jiān)測(cè)方法的缺陷，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)的監(jiān)測(cè)WLAN 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和及時(shí)告警，且不需要花大量的人力和物力投入；用戶只需要在有互聯(lián)網(wǎng)的地方就可以監(jiān)測(cè)某地WLAN網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案這種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括電源管理單元、微處理器單元、存儲(chǔ)單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、備用電池單元、GPRS無(wú)線模塊、WLAN模塊、USB接口單元和串口單元組成；實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和存儲(chǔ)單元與微處理器單元電連接，微處理器單元通過(guò)USB接口單元和串口單元一路與GPRS無(wú)線模塊相連接，另一路與WLAN模塊相連接。該裝置的軟件體系結(jié)構(gòu)包括引導(dǎo)加載程序模塊層、嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核模塊層、驅(qū)動(dòng)程序模塊層、應(yīng)用程序模塊層。電源管理單元的作用是通過(guò)DC-DC和LDO把電池的電壓轉(zhuǎn)換成各個(gè)單元所需要的5V、3. 3V、1. 8V等工作電壓；微處理器單元和存儲(chǔ)單元的作用是用來(lái)運(yùn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的載體和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元的作用是提供精確的時(shí)鐘給設(shè)備，測(cè)試時(shí)保存的數(shù)據(jù)和時(shí)間關(guān)聯(lián)；備用電池的作用是市電突然停電后，能及時(shí)的維持設(shè)備再工作3小時(shí)，及時(shí)的保存測(cè)試數(shù)據(jù)和產(chǎn)生掉電告警上報(bào)到服務(wù)器平臺(tái)；GPRS無(wú)線模塊的作用是通過(guò)TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協(xié)議或短信把需要告警和數(shù)據(jù)上報(bào)到加密服務(wù)器平臺(tái)端，服務(wù)器連接到互聯(lián)網(wǎng)；當(dāng)TCP/IP不通時(shí)，使用短信上報(bào)；WLAN模塊的作用是監(jiān)測(cè)WLAN網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的重要部件；USB接口單元的作用是USB 口連接WLAN模塊，串口單元的作用是本地調(diào)試、本地的一些配置等功能。本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)方法，WEB服務(wù)器根據(jù)管理員需求設(shè)定測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試方式，并 下發(fā)給監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)裝置保存該數(shù)據(jù)；測(cè)試方式包括單次監(jiān)測(cè)開(kāi)始時(shí)間以及結(jié)束時(shí)間、監(jiān)測(cè)測(cè)試次數(shù)、監(jiān)測(cè)的間隔和監(jiān)測(cè)結(jié)果的上報(bào)方式；監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)預(yù)定的任務(wù)開(kāi)始測(cè)試，測(cè)試完成后，將測(cè)試結(jié)果以加密的方式保存到存儲(chǔ)單元；并按照監(jiān)測(cè)結(jié)果的上報(bào)方式上報(bào)給數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器，管理員在數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器上實(shí)時(shí)查看當(dāng)?shù)氐腤LAN網(wǎng)絡(luò)狀況；當(dāng)測(cè)試結(jié)果異常時(shí)，即產(chǎn)生告警。作為優(yōu)選，存儲(chǔ)單元保存本裝置監(jiān)測(cè)所需的數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器的信息、GPRS的信息、WLAN的監(jiān)測(cè)信息或者本地串口和用戶通信的加密信息。作為優(yōu)選，測(cè)試項(xiàng)目包括:WLAN無(wú)線覆蓋信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試、信噪比測(cè)試、用戶認(rèn)證測(cè)試、WEB認(rèn)證接入時(shí)延測(cè)試、Ping包測(cè)試、用戶下線測(cè)試、系統(tǒng)吞吐量與接入帶寬測(cè)試。本實(shí)用新型有益的效果是由設(shè)備自動(dòng)完成WLAN網(wǎng)絡(luò)無(wú)線覆蓋信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試、信噪比測(cè)試、用戶認(rèn)證測(cè)試、WEB認(rèn)證接入時(shí)延測(cè)試、Ping包測(cè)試、用戶下線測(cè)試、系統(tǒng)吞吐量與接入帶寬測(cè)試等；還完成WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量參數(shù)超范圍的告警指示；設(shè)備的內(nèi)部GPRS無(wú)線模塊通過(guò)TCP/IP協(xié)議和短信把需要告警和數(shù)據(jù)上報(bào)到加密服務(wù)器平臺(tái)端，服務(wù)器連接到互聯(lián)網(wǎng)；客戶端只要能連上互聯(lián)網(wǎng)，就能通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器配置設(shè)備的基本信息和查看某地測(cè)試站點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果、告警項(xiàng)；提供低廉的WLAN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)設(shè)備供電信運(yùn)行商布點(diǎn)測(cè)試。本實(shí)用新型的設(shè)備工作于2. 4GHz頻段，對(duì)其它通信系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生任何有害的干擾。本裝置可以安裝在室內(nèi)或者戶外，全天候監(jiān)測(cè)WLAN網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需人員干預(yù)。

附圖I是本實(shí)用新型的WLAN自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；附圖2是本實(shí)用新型的備用電池和電源管理單元；附圖3是本實(shí)用新型的微處理器單元；附圖4是本實(shí)用新型的存儲(chǔ)單元；[0018]附圖5是本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元；附圖6是本實(shí)用新型的GPRS無(wú)線模塊單元和WLAN模塊接口單元；附圖7是本實(shí)用新型的USB接口和本地串口單元；附圖8是本實(shí)用新型的自動(dòng)監(jiān)測(cè)流程示意圖I ;附圖9是本實(shí)用新型的自動(dòng)監(jiān)測(cè)流程示意圖2。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及舉例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的舉例僅僅用以解釋本實(shí)用新 型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖I是本實(shí)用新型的WLAN自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用示意圖，裝置包括備用電池和電源管理單元、微處理器單元、存儲(chǔ)單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、GPRS無(wú)線模塊單元、WLAN模塊、USB接口單元和串口單元；測(cè)試應(yīng)用包括了數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器；測(cè)試用戶使用手機(jī)或PC進(jìn)行瀏覽測(cè)試結(jié)果和參數(shù)設(shè)置。圖2是本實(shí)用新型的電池和電源管理單元，通過(guò)DC-DC(U3)和LD0(U1、U2)的電壓轉(zhuǎn)換，變成5V、3. 3V、1. 8V，5V供給無(wú)線模塊、USB接口、充電電路等，3. 3V供給微處理器、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等單元，I. 8V供給微處理器內(nèi)核；電池充電管理部分包括充電管理IC(U6)、電池保護(hù)IC(Ull)及外圍元件；本單元還包括升壓電路(U27)，，當(dāng)電池供電時(shí)，它為GPRS無(wú)線模塊、WLAN模塊等提供強(qiáng)勁的持續(xù)電流。圖3是本實(shí)用新型的微處理單元，微處理單元主要由U14 (ARM9微處理器)、Yl主晶振18. 432MHz、Y2時(shí)鐘晶振32. 768KHz、U16復(fù)位和看門(mén)狗IC組成。圖4是本實(shí)用新型的存儲(chǔ)單元，U19、U20是SDRAM，它是同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，U21是nandflash,儀器中安裝的支持256MB容量的flash, U22是dataflash,用來(lái)保存Iinux系統(tǒng)的引導(dǎo)程序bootloader和Iinux內(nèi)核；U23是EEPR0M，用來(lái)保存關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)J13是SD卡接口，支持?jǐn)U展裝置存儲(chǔ)空間。圖5是本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元，包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC (U18)及外圍電路，用來(lái)給裝置提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘。圖6是本實(shí)用新型的GPRS無(wú)線模塊單元和WLAN模塊接口單元，GPRS無(wú)線模塊J4通過(guò)USB、UART 口與ARM9連接進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上報(bào)到平臺(tái)的功能。WLAN模塊是本實(shí)用新型裝置中的重要模塊，一方面負(fù)責(zé)與本地手機(jī)或PC交互，另一方面更重要，是作為WLAN自動(dòng)測(cè)試核心模塊。圖7本實(shí)用新型的USB接口單元和串口單元，J14是DEBUG調(diào)試接口，J16是RS232的本地串口，直接可以和PC進(jìn)行串口交互；USB接口單元是連接到GPRS無(wú)線模塊和WLAN模塊。圖8和圖9是本實(shí)用新型的自動(dòng)監(jiān)測(cè)流程示意圖，說(shuō)明自動(dòng)監(jiān)測(cè)流程。下面是結(jié)合圖f圖9來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的工作原理①.圖4所示的存儲(chǔ)單元保存本裝置監(jiān)測(cè)所需的數(shù)據(jù)，包括a.圖I所示數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器的信息；b.圖6所示GPRS的信息；[0036]c.圖6所示W(wǎng)LAN的監(jiān)測(cè)信息；d.通過(guò)圖6所示的GPRS或者圖7所示的RS232本地串口和用戶通信的加密信息。②.監(jiān)測(cè)裝置由GPRS通過(guò)TCP/IP方式連接到圖I所示的WEB服務(wù)器，WEB服務(wù)器根據(jù)管理員需求設(shè)定測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試方式，并下發(fā)給監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)裝置保存該數(shù)據(jù)。測(cè)試項(xiàng)目包括a. WLAN無(wú)線覆蓋信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試；b.信噪比測(cè)試；c.用戶認(rèn)證測(cè)試；d. WEB認(rèn)證接入時(shí)延測(cè)試；e. Ping 包測(cè)試；f.用戶下線測(cè)試；g.系統(tǒng)吞吐量與接入帶寬測(cè)試。測(cè)試方式包括a.單次監(jiān)測(cè)開(kāi)始時(shí)間以及結(jié)束時(shí)間；b.監(jiān)測(cè)測(cè)試次數(shù)；c.監(jiān)測(cè)的間隔；d.監(jiān)測(cè)結(jié)果的上報(bào)方式(立即上報(bào)或者定時(shí)上報(bào))③監(jiān)測(cè)裝置根據(jù)預(yù)定的任務(wù)開(kāi)始測(cè)試，測(cè)試完成后，將測(cè)試結(jié)果以加密的方式保存到圖4所示的存儲(chǔ)單元(可定期清除)；并按照監(jiān)測(cè)結(jié)果的上報(bào)方式上報(bào)給數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器。④監(jiān)測(cè)任務(wù)只需設(shè)定一次，即可永久保存。管理員可以在數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器上實(shí)時(shí)查看當(dāng)?shù)氐腤LAN網(wǎng)絡(luò)狀況；當(dāng)測(cè)試結(jié)果異常時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生告警。 可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括電源管理單元、微處理器單元、存儲(chǔ)單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、備用電池單元、GPRS無(wú)線模塊、WLAN模塊、USB接口單元和串口單元組成；實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元和存儲(chǔ)單元與微處理器單元電連接，微處理器單元通過(guò)USB接口單元和串口單元一路與GPRS無(wú)線模塊相連接，另一路與WLAN模塊相連接；其中，微處理器單元和存儲(chǔ)單元是用于運(yùn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的載體和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；GPRS無(wú)線模塊是用于通過(guò)TCP/IP協(xié)議或短信把需要告警和數(shù)據(jù)上報(bào)到加密WEB服務(wù)器平臺(tái)端，WEB服務(wù)器連接到互聯(lián)網(wǎng)；WLAN模塊是用于監(jiān)測(cè)WLAN網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的WLAN自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置包括電源管理單元、微處理器單元、存儲(chǔ)單元、備用電池單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、GPRS無(wú)線模塊、WLAN模塊、USB接口單元和串口單元組成。該裝置的軟件體系結(jié)構(gòu)包括引導(dǎo)加載程序模塊層、嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核模塊層、驅(qū)動(dòng)程序模塊層、應(yīng)用程序模塊層。本實(shí)用新型有益的效果是由設(shè)備自動(dòng)完成各種測(cè)試項(xiàng)目；還完成WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量參數(shù)超范圍的告警指示；設(shè)備的內(nèi)部GPRS無(wú)線模塊通過(guò)TCP/IP協(xié)議和短信把需要告警和數(shù)據(jù)上報(bào)到加密服務(wù)器平臺(tái)端，服務(wù)器連接互聯(lián)網(wǎng)，客戶端連上互聯(lián)網(wǎng)，就能通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器配置設(shè)備的基本信息和查看某地測(cè)試站點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果、告警項(xiàng)；提供低廉的WLAN自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備供電信運(yùn)行商布點(diǎn)測(cè)試。
文檔編號(hào)H04W24/02GK202364384SQ20112039118
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者洪攀峰, 蔡沈卓 申請(qǐng)人:三維通信股份有限公司