本发明涉及基于无线多跳自组织网络的Wi-Fi覆盖领域。
背景技术：
随着科技的进步，手机，笔记本电脑，智能手表等移动智能终端不断普及，以及移动应用软件云端化需求越发旺盛，人们对随时随地接入互联网的需求也越发强烈。然而3G或者4G网络的高通信费用又让大部分移动智能终端无线接入网络的发展止步不前。Wi‐Fi网络以其低成本，高带宽，安装方便等特点早已走入千家万户，被大众所接受。但是由于Wi‐Fi网络设备间通信范围有限，而要扩大覆盖通信范围还是需要利用有线的方法实现。这样需要额外增加了安装成本，同时应用范围往往受到限制。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种基于无线多跳自组织网络的Wi-Fi覆盖系统及方法。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
基于无线多跳自组织网络的Wi-Fi覆盖系统，包括若干个数据组、网关、以太网，所述若干个数据组与网关之间进行数据传输，所述网关与以太网之间进行数据传输，所述数据组都包括用户设备组、Wi-Fi覆盖模块、基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块，所述用户设备组与Wi-Fi覆盖模块无线连接，所述Wi-Fi覆盖模块与基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块之间进行数据传输，所述若干个基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块之间通过无线多跳自组织网络无线连接，所述Wi-Fi覆盖模块处于Wi-Fi覆盖网络中，所述用户设备组包括若干个用户设备。
本发明的Wi-Fi覆盖模块用于将用户设备接入Wi-Fi覆盖网络中。
基于无线多跳自组织网络的Wi-Fi覆盖方法，包括以下步骤：
步骤一、Wi-Fi覆盖设备上电后，所述Wi-Fi覆盖设备向周围用户设备广播组网数据包，并等待周围用户设备应答；
步骤二、当Wi-Fi覆盖设备接收到一个用户设备应答组网数据包后，一个用户设备通过WPA2秘钥验证后完成Wi‐Fi连接，否则Wi-Fi覆盖设备不断向周围用户设备广播组网数据包；
步骤三、Wi-Fi覆盖模块会根据一个用户设备的数据包A的IP地址域判断将数据包A发送给无线多跳自组织网络还是Wi-Fi覆盖网络；
步骤四、若Wi-Fi覆盖模块判断将数据包发送给无线多跳自组织网络，则Wi‐Fi覆盖模块会将数据包A发给基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块，再由基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块将数据包A转发给网关模块，所述网关模块再将数据包A发送给以太网；若Wi-Fi覆盖模块判断将数据包A发送给Wi-Fi覆盖网络，则Wi‐Fi覆盖模块将数据A发送给处于同一个用户设备组中的另一个用户设备。
本发明的有益效果如下：本发明Wi-Fi覆盖系统结合了无线多跳自组织网络，降低了用户对Wi-Fi覆盖设备安装时的成本，扩展了原有Wi-Fi覆盖的范围，同时又具有安装方便，移动灵活的优势。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明：
如图1所示，基于无线多跳自组织网络的Wi-Fi覆盖系统，包括三个数据组、网关4、以太网5，所述三个数据组与网关4之间进行数据传输，所述网关4与以太网5之间进行数据传输，所述数据组都包括用户设备组1、Wi-Fi覆盖模块2、基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块3，所述用户设备组1与Wi-Fi覆盖模块2无线连接，所述Wi-Fi覆盖模块2与基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块3之间进行数据传输，所述若干个基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块3之间通过无线多跳自组织网络无线连接，所述Wi-Fi覆盖模块2处于Wi-Fi覆盖网络中，所述用户设备组1包括两个用户设备。本发明的Wi-Fi覆盖模块2用于将用户设备1接入Wi-Fi覆盖网络中。
所述基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块，主要实现了无线多跳自组织网络通信协议栈，将上层数据转发入无线多跳自组织网络中，继而完成在该网络内不同用户设备间数据通信的作用。该协议栈属于OSI参考模块的数据链路层通信协议，完全兼容TCP/IP通信协议，实现无缝嵌入原有的通信协议栈中，更好地支持上层软件的应用。协议定期对外广播测数据包，用来发现周围用户设备是否存在。不仅如此，协议还通过该数据包对链路丢包率和传输延迟做定期检测，从而实现链路质量评估。之后，协议将选择链路质量最优的用户设备作为下一跳数据包转发目标设备。因此，当外界环境或设备位置变化时，模块能够根据新的链路质量评估结果形成新的网络拓扑，继而适应外界变化。
所述Wi-Fi覆盖模块，继承了传统Wi-Fi接入点设备的实现方法，连接了基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块，将用户设备Wi-Fi接入网络的功能。Wi-Fi覆盖模块会根据数据包的IP地址域，判断将其发送给无线多跳自组织网络还是Wi-Fi网络中。因此，若用户设备希望访问以太网数据，Wi-Fi覆盖模块会将用户设备数据包发给基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块，再由基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块将数据包转发给网关模块。
所述网关模块，主要完成数据转发模块和以太网之间数据交互的实现。网关包括了DHCP服务和连接端口路由转发功能。DHCP服务功能，为系统中每个设备提供动态IP地址，从而减少了用户额外的配置步骤。同时，连接端口的路由转发功能通过让网关判断网络数据包的IP地址域而确定该数据包应该转发到无线多跳自组织网络还是Wi-Fi覆盖网络，从而完成了处于同一个用户设备组的用户设备之间和用户设备与以太网之间的数据交互转发的功能。
基于无线多跳自组织网络的Wi-Fi覆盖方法，包括以下步骤：
步骤一、Wi-Fi覆盖设备上电后，所述Wi-Fi覆盖设备向周围用户设备广播组网数据包，并等待周围用户设备应答；
步骤二、当Wi-Fi覆盖设备接收到一个用户设备应答组网数据包后，一个用户设备通过WPA2秘钥验证后完成Wi‐Fi连接，否则Wi-Fi覆盖设备不断向周围用户设备广播组网数据包；
步骤三、Wi-Fi覆盖模块会根据一个用户设备的数据包A的IP地址域判断将数据包A发送给无线多跳自组织网络还是Wi-Fi覆盖网络；
步骤四、若Wi-Fi覆盖模块判断将数据包发送给无线多跳自组织网络，则Wi‐Fi覆盖模块会将数据包A发给基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块，再由基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块将数据包A转发给网关模块，所述网关模块再将数据包A发送给以太网；若Wi-Fi覆盖模块判断将数据包A发送给Wi-Fi覆盖网络，则Wi‐Fi覆盖模块将数据A发送给处于同一个用户设备组中的另一个用户设备。
当Wi‐Fi覆盖设备上电，完成初始化配置后。首先向周围用户设备广播组网数据包，并等待周围用户设备应答。当收到接收到应答数据包后，用户设备会根据接收到的数据包丢包率和传输延迟判断邻居设备中最优传输点。至此，网络建立成功。
Wi‐Fi覆盖设备将对周围用户设备开放Wi‐Fi设备接入，用户Wi‐Fi设备将发现临近的Wi‐Fi覆盖设备，通过WPA2秘钥验证后，完成Wi‐Fi连接。
对于网关，其上电之后同时启动DHCP服务和建立端口路由两个进程。网关会不断监听DHCP请求，直到接收到客户端DHCP请求。接收到客户端请求之后，基于无线多跳自组织网络的Wi‐Fi覆盖设备将会从地址池中取出可用地址并发送给请求用户设备。
同时，网关将监听各个端口数据包，若接收到数据包，则根据其IP地址对应的地址域判断将其发送对应数据包给无线多跳自组织网络还是Wi-Fi覆盖网络。
本发明Wi-Fi覆盖系统结合了Wi‐Fi覆盖设备和无线多跳自组织网络，降低了用户对Wi-Fi覆盖设备安装时的成本，扩展了原有Wi-Fi覆盖的范围，同时又具有安装方便，移动灵活的优势，使得本发明安装时可以免除布线成本和额外配置要求。
需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，例如用户设备组、Wi-Fi覆盖模块、基于无线多跳自组织网络通信协议的数据转发模块都为若干个，用户设备组包括若干个用户设备。
总之，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。