[发明专利]基于代理设备的低功耗物联网实现方法

说明书

一种物联网通信领域的基于Wi‐Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，首先将代理设备与至少一个Wi‐Fi物联网设备预先建立低功耗Wi‐Fi MAC层链接，当Wi‐Fi物联网设备需要与互联网服务器进行数据交换时，将数据加载于MAC层定义的包载荷结构中，通过所述低功耗Wi‐Fi MAC层链接与代理设备进行数据预交换，并在预交换完成后进入低功耗休眠状态，并由代理设备将预交换收到的数据通过MAC层包载荷中指定的IP地址和高层协议，经IP层及以上链路转发给互联网服务器。本发明能够显著降低物联网设备的能源消耗。

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信领域的技术，具体是一种基于代理设备的低功耗物联网实现方法，用于Wi‐Fi物联网中长数据周期的Wi‐Fi物联网设备通过Wi‐Fi代理物联网设备、经Wi‐Fi接入点、与互联网服务器进行低功耗的数据交换。

背景技术

物联网，即Internet Of Things(IoT)。物联网设备可以是各种信息传感器和控制器，也可以是各种智能化的家用电器。物联网设备通过多种方式接入互联网，形成的一个巨大网络，实现了互联网从人向物的延伸。

Wi‐Fi物联网接入方式是应用最广，成本最低，可扩展性最好的物联网接入方式之一。通常，Wi‐Fi物联网设备直接通过Wi‐Fi接入点(AP，Access Point，也称为Wi‐Fi热点或无线路由器)接入网络，与互联网服务器进行数据交换。

然而，大部分的Wi‐Fi物联网设备功能较单一，数据交换量不大，而且，很多时候，Wi‐Fi物联网设备产生数据和需要与互联网服务器交换数据包的周期很长,如数小时乃至数天。假设，长数据周期Wi‐Fi物联网设备与服务器经IP层链路进行数据交换，一般有以下两种方式：1)一直维持该设备经Wi‐Fi接入点与服务器之间的IP层链路，需要持续发包以维持该链路，防止超时断开；2)在每次需要交换数据包时，经Wi‐Fi接入点重新与互联网服务器建立IP层及以上链路。

对于一般靠电池设备供给能量的长数据周期的Wi‐Fi物联网设备来说，以上两种方式将大部分的数据交换和设备能量用在了非有效数据的交换，在冗余数据上消耗了太多能量，是不合理的。因此，长数据周期的Wi‐Fi物联网设备需要一种新的管理方式，以适应应用中的低功耗需求。

而且，虽然Wi‐Fi接入点可以对休眠设备的数据进行缓存，等待休眠设备醒来时再进行发送，但是若Wi‐Fi物联网规模较大，Wi‐Fi接入点的缓存管理负担也会较大，并在超过一定时间后Wi‐Fi接入点会丢弃缓存数据。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN104206001A公开(公告)日2014.12.10，公开了一种用于无线局域网(WLAN)的接入点，可以更好地管理休眠Wi‐Fi设备的缓存数据传输，降低休眠设备的数据传输功耗。

中国专利文献号CN103546909A公开(公告)日2014.01.29，公开了一种WLAN网络中基于802.11u协议的终端节能功耗管理方法，该技术中终端STA只处于激活状态或睡眠状态，AP为接入终端STA缓存数据，AP和终端STA之间通过802.11u协议中的GAS信令进行信息交换，一次传输周期内有缓存数据的终端STA都能获取一次接收数据的机会。

但以上两种技术试图基于802.11协议族，来进行局部的省电优化，有以下两个问题：

a)低功耗物联网设备仍然需要和处于云端的服务器建立和保持IP层的连接关系，这会消耗电池供电设备宝贵的能量。

b)以上两种技术中休眠Wi‐Fi设备受限于802.11协议要求，醒来的周期必须在正常Wi‐Fi链接可处理范围内，如数秒至数分钟，为了维持此Wi‐Fi连接，也要消耗长数据周期电池供电的Wi‐Fi物联网设备的能量。总之，以上两种技术没有针对长数据周期的Wi‐Fi物联网设备的特点没有将处于云端的服务器和其他Wi‐Fi物联网设备考虑进来进行系统性优化。

发明内容