通過Python 實(shí)現(xiàn)WiFi 測試數(shù)據(jù)分析

周春宇

（英華達(dá)（上海）科技有限公司，上海 201114）

0 引言

如今工程師、分析師在數(shù)據(jù)分析上面臨眾多挑戰(zhàn)，他們希望用最小的編程代價(jià)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Python 是滿足他們需要的一個(gè)利器。Python 是一種流行的通用編程語言，使用Python 可以寫出簡潔、易讀、缺陷少的代碼[1]。使用Python 對XML 格式的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析前，須先對XML 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，即分析XML中有哪些數(shù)據(jù)是需要獲取的。因?yàn)閃iFi 工作在兩個(gè)頻率段2.4 GHz 和5 GHz，每個(gè)頻段有許多的信道，需要對獲取的數(shù)據(jù)按照信道來進(jìn)行分類，對同信道的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析才有意義。此外，使用Qt Designer 制作一個(gè)GUI 程序界面，批量導(dǎo)入和解析測試數(shù)據(jù)，然后使用模塊matplotlib 對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖型分析。

1 解析XML 數(shù)據(jù)

1.1 分析XML 格式

通過分析WiFi 的XML 數(shù)據(jù)格式（見圖1），發(fā)現(xiàn)每個(gè)TestStep 節(jié)點(diǎn)包含頻率Freq，TestStep 下面的節(jié)點(diǎn)Meas 包含測項(xiàng)名稱POWER_AVG_DBM 和測試值Val，我們需要將測試值按照測試項(xiàng)目名稱和頻率獲取放入列表中。

1.2 獲取XML 數(shù)據(jù)

使用xml.dom.minidom 模塊來讀取XML，獲取需要的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，相關(guān)代碼如下。

圖1 WiFi 的XML 數(shù)據(jù)格式

到此已經(jīng)獲取POWER_AVG_DBM測試值的列表，其他的測試值依此方式獲取，將解析XML 數(shù)據(jù)的代碼存儲成模塊Traversal_xml_path，以便后續(xù)調(diào)用。

2 測試數(shù)據(jù)分類

下面對POWER_AVG_DBM 測試值按照信道進(jìn)行分類，需要對每個(gè)頻點(diǎn)的測試項(xiàng)目撰寫一個(gè)獲取數(shù)據(jù)的函數(shù)，以獲取信道CH1 的POWER_AVG_DBM 為例，代碼如下。

函數(shù)最后返回一個(gè)名稱為tx_2412_0_power_list 的列表，信道CH1 測項(xiàng)POWER_AVG_DBM 的測試數(shù)據(jù)就存儲在這個(gè)列表中，其他的測試值依此方式分類，將實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)分類的代碼存儲成模塊Test_Value，以便后續(xù)調(diào)用。

3 GUI 界面

本文使用Qt Designer來創(chuàng)建GUI界面。Qt Designer 可以用來創(chuàng)建主窗口、自定義窗口部件等用戶界面。這里創(chuàng)建一個(gè)Widget 窗口，然后在窗口上創(chuàng)建控 件Label、LineEdit、PushButton、ComboBox。Label是標(biāo)簽，用來顯示文字，搭配其他控件使用，顯示控件的名稱；LineEdit 是單行文本編輯框，用于顯示已選擇測試數(shù)據(jù)文件夾的路徑；PushButton 是按鈕，點(diǎn)擊后實(shí)現(xiàn)被調(diào)用函數(shù)的功能；ComboBox 是下拉列表框，列表中編輯多個(gè)選項(xiàng)，使用時(shí)根據(jù)需求選擇列表中的某個(gè)選項(xiàng)[3]。最后創(chuàng)建成功的GUI 界面如圖2 所示。

圖2 創(chuàng)建成功的GUI 界面

窗口創(chuàng)建好后保存會生成一個(gè).ui 的文件，使用pyuic5 可以把它轉(zhuǎn)化為python 的純代碼形式。新建一個(gè)bat 批處理文件，文件內(nèi)編輯如下指令，運(yùn)行后就會生成一個(gè).py 的文件。

接下來對新生成的.py 文件，編寫控件需要實(shí)現(xiàn)的功能函數(shù)。

3.1 按鈕Select Path 功能

點(diǎn)擊這個(gè)按鈕后，會出現(xiàn)選擇存放數(shù)據(jù)的文件夾窗口，同時(shí)會把已選擇的文件夾的路徑顯示在文本編輯框內(nèi)。

3.2 按鈕Load Data 功能

解析所選文件夾內(nèi)的測試數(shù)據(jù)。

3.3 按鈕Calculate WiFi Chart 功能

將解析的XML 測試數(shù)據(jù)生成圖形,可以使用matplotlib 模塊來實(shí)現(xiàn)，這里以直方圖為例來進(jìn)行分析。使用matplotlib 模塊前需先導(dǎo)入模塊，代碼是import matplotlib.pyplot as plt[2]。下面代碼中“chal”“chan”“test”分別為下拉列表框“Channel”“Chain”“TestItem”選擇的值。

3.4 信號槽

利用信號槽機(jī)制，將各個(gè)控件與事件函數(shù)連接起來。下面代碼是與按鈕相連接的函數(shù)名，按鈕被觸發(fā)時(shí)函數(shù)就被執(zhí)行。

到此，整個(gè)GUI 界面及相應(yīng)的功能都已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)。

4 生成直方圖

直接運(yùn)行這個(gè)GUI 程序，選取數(shù)據(jù)路徑并進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，選取“Channel”“Chain”“TestItem”的值，點(diǎn)擊按鈕Calculate WiFi Chart，就會生成直方圖，如圖3 所示，到這里基本上實(shí)現(xiàn)了通過python 解析XML 測試數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形分析的要求。這里只是以直方圖為例進(jìn)行說明，當(dāng)然也可以使用matplotlib 模塊進(jìn)行其他的圖形分析，如折線圖、散點(diǎn)圖等。

圖3 直方圖

5 結(jié)論

由于Python 結(jié)構(gòu)簡單，代碼定義清晰，易維護(hù)，且Python 擁有豐富的庫，特別是matplotlib、pandas 等進(jìn)行圖形分析和數(shù)據(jù)分析的庫，因此利用Python 對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析起到方便高效的作用。本文闡述了如何通過Python 對智能音響WiFi 的XML 測試數(shù)據(jù)，進(jìn)行解析、分類、圖形分析等，所提及的方法對其他電子產(chǎn)品WiFi 測試數(shù)據(jù)的分析是很好的借鑒。