与接入点进行自身数据的交换。如W1- Fi照明设备作为物联网代理设备，在接入W1- Fi接入点后，还可以通过手机应用控制，接收经W1- Fi接入点传入的照明控制命令。
[0002]上述架构通过以下方式进行工作:当W1-Fi物联网设备需要与互联网服务器(如物联网云端服务器)进行数据交换时，将数据加载于MAC层定义的包载荷中，通过所述低功耗W1-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(关闭无线收发部分等)，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(如TCP)，经IP层及以上链路转发给互联网服务器。
[0003]如图2所示，所述的MAC层包载荷包括:数据部分以及封装于其外部的载荷头，其中:数据部分包括数据类型、数据体和休眠标志，载荷头包括服务器IP地址、高层协议类型(如，TCP、UDP 等)。
[0004]所述的代理设备根据MAC层包载荷中的IP地址决定转发数据的路径，根据高层协议类型决定高层的链路。
[0001]所述的数据类型包括:Command、Response和Event，其中:Command类型为物联网设备发出，其数据体可加载询问、控制信息等。Response类型为物联网代理设备回复物联网设备，其数据体部分加载转发服务器给该设备的信息。Event类型为主要数据传输类型，其数据体部分可加载传感器测量数据等。
[0002]由于大部分情况下，物联网设备结束休眠后只发送少量加载于Event类型上的数据，不需与服务器进行数据交换，因此此处暂规定设备休眠启动/结束标志仅加载于Event数据部分的尾部。
[0003]以图1为例，若wl、w2、w3为W1-Fi温度传感器设备，以数小时为周期采集温度信息并发送给服务器；W1- Fi代理物联网设备为附近的W1- Fi插座或W1- Fi照明设备。当初始构建W1- Fi物联网时，整个网络的相互链接的建立如下。
[0004]长数据周期的W1- Fi物联网设备wl、w2、w3与W1- Fi代理物联网设备w0的链接:可以通过私有协议过程建立W1-Fi MAC层链接，也可以通过正常的W1-Fi MAC层链接建立过程建立。之后，w0与wl、《2、《3分别协商数据交换周期，预约周期开始时间，至此各个低功耗W1-Fi MAC层链接建立完成。每次长数据周期的W1-Fi物联网设备以约定的周期苏醒后，无需再与W1- Fi代理物联网设备《O建立链接，可以直接进行数据交换。
[0005]W1- Fi代理物联网设备wO与W1- Fi接入点P的链接:以正常的W1- Fi链接建立过程建立W1- Fi链接。
[0006]因为W1- Fi代理物联网设备w0有充足的能量供应，无需进行休眠。
[0007]该W1- Fi物联网中的数据交换过程:
[0008]若W1- Fi代理物联网设备《O与W1- Fi接入点P需要进行数据交换(可为自身数据)，可以即时完成正常W1-Fi数据交换。
[0009]由物联网云端服务器经W1-Fi接入点P要传给各个长数据周期的W1-Fi物联网设备wl、w2、w3的数据，在非约定苏醒时间内，由W1- Fi代理物联网设备w0进行缓存。
[0010]其余时间W1-Fi代理物联网设备《O可监听各个长数据周期的W1-Fi物联网设备wl、w2、w3的苏醒，以防处于休眠状态中的长数据周期的W1-Fi物联网设备的时钟漂移。当wO听到wl、w2或w3苏醒后，接收wl、w2或w3产生的数据，并将缓存的数据传给对应的长数据周期的W1- Fi物联网设备。
[0011]在完成与长数据周期W1-Fi物联网设备的数据交换，并且该设备进入休眠后，W1-Fi物联网代理设备wO再将从该长数据周期的W1-Fi物联网设备处获得的数据，经W1-Fi接入点P发送给云端服务器。
实施例2
[0012]当长数据周期W1- Fi物联网设备为W1- Fi照明开关，W1- Fi物联网代理设备为W1- Fi照明设备，可能的数据交换情景如以下两种，但不局限于以下:
[0013]Dff1- Fi照明开关不需与互联网服务器进行数据交换，W1- Fi照明开关与W1-Fi照明设备以低功耗W1- Fi链接传输照明控制信息，W1- Fi照明设备不将控制信息进行转发。
[0014]2)当物联网云端服务器统计开关使用次数，则每次用户触碰W1-Fi开关，控制W1-Fi照明设备时，照明控制信息通过低功耗W1-Fi链接传送给W1-Fi照明设备；W1-Fi照明设备可以通过一直维持的与服务器的链路或重建至服务器的链路，将W1-Fi开关动作信息经W1- Fi接入点发送给服务器，进行W1- Fi开关使用次数的统计。
【主权项】
1.一种基于W1- Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，其特征在于，首先将代理设备与至少一个W1- Fi物联网设备预先建立低功耗W1- Fi MAC层链接，当W1- 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W1-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。2.根据权利要求1所述的基于W1- Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，其特征是，所述的W1- Fi物联网设备仅与代理设备建立低功耗W1- Fi MAC层链接，代理设备使用标准的802.11协议连接W1- Fi接入点从而连接到互联网服务器。3.根据权利要求1所述的基于W1- Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，其特征是，所述的MAC层包载荷包括:数据部分以及封装于其外部的载荷头，其中:数据部分包括数据类型、数据体和休眠标志，代理设备根据MAC层包载荷中的IP地址决定转发数据的路径，根据高层协议类型决定高层的链路。4.根据权利要求1或2或3所述的基于W1-Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，其特征是，所述的代理设备通过以下方式实现数据的转发: 1)代理设备通过不间断发包的方式始终保持至互联网服务器的IP层及以上链路，当代理设备接收到来自W1-Fi物联网设备的预交换数据后，直接在上述链路中转发预交换数据至互联网服务器； 2)当代理设备接收到来自W1-Fi物联网设备的预交换数据后，重新建立与互联网服务器的链路连接，然后在上述链路中转发预交换数据至互联网服务器； 3)当互联网服务器有互联网数据通过链路发送至W1-Fi物联网设备时，当该W1-Fi物联网设备处于低功耗休眠状态时，则通过代理设备作为数据接收端对上述数据进行缓存，并在W1- Fi物联网设备的当前低功耗休眠状态结束后，在之前建立的低功耗W1- Fi MAC层链接上传输缓存的互联网数据。5.根据权利要求4所述的基于W1- Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，其特征是，所述的代理设备与W1- Fi物联网设备通过以下方式实现对低功耗休眠状态的跟踪，具体为: A)当W1-Fi物联网设备即将进入低功耗休眠状态时，在发送的MAC包载荷中加载向代理设备发送的休眠启动信号； B)当W1-Fi物联网设备退出低功耗休眠状态并需要在之前建立的低功耗W1-FiMAC层链接上传输数据时，在发送的MAC包载荷中加载并发送休眠结束信号； C)代理设备周期性地监听上述休眠启动信号和休眠结束信号，并相应启动该代理设备与互联网服务器的互联网数据缓存过程或预交换数据转发过程。6.根据权利要求5所述的基于W1- Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，其特征是，当W1-Fi物联网设备休眠结束，准备传输数据时，如休眠时间未超过低功耗W1-Fi MAC层链接的最大苏醒周期，则该设备与物联网代理设备的低功耗W1-Fi MAC层链接未断开，可直接在原低功耗W1- Fi MAC层链接进行数据预交换；当休眠时间超过低功耗W1- Fi MAC层链接设置的最大苏醒周期，则该设备与物联网代理设备的低功耗W1-Fi MAC层链接已经断开，需要先按上述的低功耗W1- Fi MAC层链接建立的过程建立该链接，再在低功耗W1-Fi MAC层链接上进行数据预交换。7.根据权利要求4所述的基于W1- Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，其特征是，当长数据周期W1- Fi物联网设备需要进行自身软件更新时: i)利用所述低功耗W1-Fi MAC层链接，通过代理设备从互联网服务器获得更新软件； ii)ff1-Fi物联网设备经过与AP的正常W1-Fi链接连接到互联网服务器，并获得更新软件。8.根据权利要求4所述的基于W1- Fi代理设备的低功耗物联网实现方法，其特征是，所述的低功耗休眠状态的结束为周期性或是事件触发的。9.一种实现上述任一权利要求所述方法的低功耗物联网架构，其特征在于，包括:代理设备、W1-Fi物联网设备以及与之通过无线连接的互联网服务器，其中:代理设备内设有缓冲存储器。10.根据权利要求9所述的低功耗物联网架构，其特征是，所述的代理设备与互联网服务器之间的链路持续时间大于W1- Fi物联网设备与互联网服务器之间的链路持续时间以及代理设备与W1- Fi物联网设备之间的链路持续时间。
【专利摘要】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。
【IPC分类】H04W76/04, H04W52/02, H04L29/08
【公开号】CN104968037
【申请号】CN201510288713
【发明人】林豪, 展睿
【申请人】乐鑫信息科技（上海）有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月29日