[发明专利]基于ZigBee的Wi-Fi接入点发现与选择方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种基于ZigBee的Wi-Fi接入点发现与选择方法。

背景技术

Wi-Fi(又称802.11b)，是一种无线通讯技术，工作在2.4GHz的ISM(IndustrialScientific Medical)频段，采用DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)扩频技术，能提供最高11Mbps的速率，有效距离达100m，具有速度快，通讯范围大，成本低等特点。Wi-Fi因其高带宽，低成本的优势，目前已成为无线通讯的主流，大部分的移动设备都配备了Wi-Fi接口。

然而，Wi-Fi也存在功耗大的缺陷。研究数据表明，移动设备超过50％的耗电量都来自于Wi-Fi接口，因而移动设备将不足以支持长时间的Wi-Fi通讯，这极大地阻碍了Wi-Fi在移动设备中的进一步推广和应用。因此，如何有效降低Wi-Fi接口的耗电量成为一个亟待解决的问题。

根据802.11b协议，Wi-Fi的启动过程主要包括四个阶段：扫描(Scan)，关联(Association)，验证(Authentication)，地址配置(DHCP)，其中扫描阶段的持续时间最长，耗电量最大，若能减少扫描阶段的电量消耗，就能有效地降低Wi-Fi接口的耗电量。

目前，研究者已提出一些方案，以有效降低Wi-Fi扫描阶段的耗电量，其中一种主要的方案就是利用移动设备配备的其他低功耗网络接口(Bluetooth，GPRS)，如Footprint，Blue-Fi等。Footprint利用设备从蜂窝网络中获得的相关数据，如监听到的蜂窝塔的ID，信号强度等，来推测设备当前的位置，只有当设备的位置发生较大的改变时才启动Wi-Fi扫描以获得周围可用的接入点(Access Point，AP)信息，通过减少不必要的扫描次数来降低耗电量。Blue-Fi利用周围蓝牙节点及蜂窝信号的相关信息，例如蓝牙节点的ID，蜂窝塔ID等，来判断当前是否有可用的Wi-Fi网络，只有在存在Wi-Fi网络时才启动Wi-Fi扫描并连接到相关AP。FootPrint与Blue-Fi都是利用其他链路获取的信息以预测当前Wi-Fi网络的状态，以减少不必要的Wi-Fi扫描与连接，从而节省电量，但存在预测不准确的问题。

上述几种方案，大都使用GPRS和蓝牙作为辅助链路，然而GPRS存在准确度低的问题，不能很好地用于Wi-Fi网络的预测，蓝牙也存在通讯距离短，节点发现时间长等限制，因此上述几种方案都不能很有效地解决Wi-Fi接口功耗大的问题，且实现起来都较为复杂。

发明内容

本发明针对Wi-Fi接口功耗大的问题，以及现有方案中存在的一些不足，提出一种基于ZigBee的Wi-Fi接入点发现与选择方法，移动设备之间利用高效的消息广播机制通过ZigBee接口共享AP信息，并利用AP信息直接连接到相关AP而无需事先扫描AP。此外，可使设备能够根据获取的AP信息，利用有效地AP选择机制选取当前最佳AP连接。

本发明一种基于ZigBee的Wi-Fi接入点发现与选择方法，采用ZigBee作为通讯链路，包括以下步骤：

步骤1：初始化建立本地Wi-Fi接入点AP列表，然后启动ZigBee接口接收数据，并启动两个定时器Timer-u及Timer-s；所述的AP列表记录了所有本地保存的AP记录APRec，所述的AP记录的结构为：APRec<APInfo，count，lifetime>，其中，lifetime表示该AP记录的生存时间，count表示在一个发送周期内重复收到相同AP信息的次数，APInfo指连接AP所必须的信息。

步骤2：判断ZigBee接口是否收到数据，若是，转步骤3；若不是，转步骤4。

步骤3：从ZigBee接口接收的数据包中提取AP信息，记为RecAP，随后扫描本地AP列表，针对每个AP记录，查看其无线网络的服务集标识wlan_ssid是否与RecAP的相同，若相同，则将该AP记录的count及lifetime的值重置为0；若不存在无线网络的服务集标识wlan_ssid与RecAP的wlan_ssid相同的AP记录，则新建一条AP记录，将新建的AP记录的APInfo赋值为RecAP，count与lifetime的值初始为0。

步骤4：判断定时器Timer-u是否超时，若是，转步骤5；若不是，转步骤6。

步骤5：遍历整个AP列表，检查每个AP记录的lifetime值，若超过特定阈值，则删除该条AP记录。