[发明专利]一种宽带微功率无线通信网络分析方法和系统

权利要求书

1.一种宽带微功率无线通信网络分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S11：配置网络分析系统与硬件捕获设备的通信命令，使网络分析系统控制硬件捕获设备在指定频点捕获网络中节点发出的数据包；

S12：硬件捕获设备捕获到数据包后，通过串口将数据包分享给网络分析系统；

S13：网络分析系统不停扫描串口，从串口读取数据包，并对数据包进行处理，形成可以解析的协议格式；

S14：按照宽带微功率无线通信协议对每条数据进行逐字节解析；

S15：在组网进行过程中，判断数据包所属报文类型，如果是关联请求报文、关联确认报文、关联汇总指示报文、代理变更请求报文、代理变更确认报文或者离线指示报文，保存报文中的相关拓扑信息，相关拓扑信息包括节点信息、代理节点信息和节点层级信息；

S16：根据拓扑信息绘制网络拓扑图，并实时更新在视图中；

S17：在组网结束后，判断报文是否是发现列表报文或通信成功率报文，如果是，需要提取节点和代理节点信息，并根据该信息恢复网络拓扑图；

在所述S14中，对数据进行逐字节解析的过程包括：MPDU帧控制域解析、MAC帧头解析、网络管理消息报文解析、应用层报文解析以及电表协议解析；

其中，MPDU帧控制域解析时，需要根据定界符类型来解析不同帧的可变区域，一共有信标帧、SOF帧、选择确认帧和网间协调帧；MAC帧头解析时需要保存MSDU类型信息，如果MSDU类型是0，下一步需要进行网络管理消息报文解析，如果MSDU类型是48，下一步需要进行应用层报文解析；网络管理消息报文解析时，需要判断管理消息类型，然后按照相应报文格式进行解析，宽带微功率无线通信协议定义了19种报文格式；应用层表文解析用于完成抄表内容的解析，分为抄表上行报文解析和抄表下行报文解析；电表协议解析需要按照645电表协议和698电表协议格式进行解析。

2.根据权利要求1所述的一种宽带微功率无线通信网络分析方法，其特征在于：在所述S11中，通信命令包括：开始捕获命令、时间同步命令、暂停捕获命令和重新开始捕获命令。

3.根据权利要求1所述的一种宽带微功率无线通信网络分析方法，其特征在于：在所述S13中，对数据包的处理过程包括：断帧处理、数据解码、MAC帧重组和协议帧封装；

其中，断帧处理是将连续的数据包码流断开成一条条数据帧；数据解码是按帧编码方式进行反向译码得到原始数据；MAC重组是将数据中的物理快头和校验码的无关信息丢弃，并将剩余信息重新组装；协议帧封装是将重组后的MAC帧封装成可以解析的协议帧格式。

4.根据权利要求1所述的一种宽带微功率无线通信网络分析方法，其特征在于：在所述S15中，不同报文保存的信息包括：关联确认报文需要保存节点TEI与代理节点TEI；关联汇总指示报文需要保存所有节点TEI；代理变更确认报文需要保存节点TEI、旧代理节点TEI与新代理节点TEI；离线指示报文需要保存将要离线节点的TEI；

其中，TEI是CCO同意节点入网后，为每个节点分配的唯一设备标识，是网络中节点进行区分的信息。

5.根据权利要求1所述的一种宽带微功率无线通信网络分析方法，其特征在于：在所述S16中，绘制拓扑方法包括：单节点入网拓扑绘制、多节点同时入网拓扑绘制、节点代理变更拓扑绘制和节点离线拓扑绘制；

其中，单节点入网拓扑绘制是判断报文是关联确认报文后进行的；多节点同时入网拓扑绘制是判断报文是关联汇总指示报文后进行的；节点代理变更拓扑绘制是判断报文是代理变更确认报文后进行的；节点离线拓扑绘制是判断报文是离线指示报文后进行的。

6.根据权利要求1所述的一种宽带微功率无线通信网络分析方法，其特征在于：在所述S17中，拓扑恢复的原则包括：收到发现列表报文后判断节点和代理节点是否已经存在，存在则不能绘制拓扑，否则在现有拓扑图上恢复拓扑信息；收到通信成功率报文后，依次判断每个节点和代理节点是否存在，存在则不能绘制拓扑，否则在现有拓扑图上恢复拓扑信息。

7.一种宽带微功率无线通信网络分析系统，其特征在于：该系统包括依次连接的数据捕获模块、数据处理模块、协议解析模块、拓扑分析模块和图形界面模块；

其中，数据捕获模块用于捕获网络中节点发出的数据包；

数据处理模块用于对接收的数据包进行处理，形成可以解析的数据格式；

协议解析模块用于对处理后的数据进行解析，保存节点拓扑信息；

拓扑分析模块用于通过对节点拓扑信息进行分析，实时绘制网络拓扑图；

图形界面模块用于用于展示网络信息和分析结果；

协议解析模块中，按照宽带微功率无线通信协议对每条数据进行逐字节解析；

对数据进行逐字节解析的过程包括：MPDU帧控制域解析、MAC帧头解析、网络管理消息报文解析、应用层报文解析以及电表协议解析；

其中，MPDU帧控制域解析时，需要根据定界符类型来解析不同帧的可变区域，一共有信标帧、SOF帧、选择确认帧和网间协调帧；MAC帧头解析时需要保存MSDU类型信息，如果MSDU类型是0，下一步需要进行网络管理消息报文解析，如果MSDU类型是48，下一步需要进行应用层报文解析；网络管理消息报文解析时，需要判断管理消息类型，然后按照相应报文格式进行解析，宽带微功率无线通信协议定义了19种报文格式；应用层表文解析用于完成抄表内容的解析，分为抄表上行报文解析和抄表下行报文解析；电表协议解析需要按照645电表协议和698电表协议格式进行解析。