一种基于连接速率的无线AP节能方法及其装置与流程

本发明涉及节能技术领域，尤其涉及一种基于连接速率的无线AP节能方法及其装置。

背景技术：

无线AP(Access Point，访问接入点)，即传统有线网络中的多端口的转发器，是组建小型无线局域网时最常用的设备。其作为无线局域网的中心点，作为一个桥梁，供其它装有无线网卡的计算机通过它接入该无线局域网；同时通过对有线局域网络提供长距离无线连接，或对小型无线局域网络提供长距离有线连接，达到延伸网络范围的目的。由互联网的普及，广泛应用于家庭、大楼内部、校园内部、园区内部等地方，通过大量的无线AP实现大面积网络覆盖的目的。

但是，由于WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)网络使用环境的缘故，有相当一部分无线AP无法采用外部供电，必须采用蓄电池进行供电，以此这类无线AP中蓄电池的使用寿命成为一个较为关键的因素，直接决定了无线AP的可持续运行时间。

在正常情况下，无线AP和终端设备之间的连接速率是由接收信号强度(Received Signal Strength Indication，RSSI)和信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)决定的，但是当无线AP和所有终端设备之间都保持最高的连接速率，将非常耗电，直接影响无线AP的续航能力。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种基于连接速率的无线AP节能方法及其装置，有效解决了现有技术中无线AP耗剩余电量过大的问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于连接速率的无线AP节能方法，所述无线AP与多个终端设备建立连接，所述无线AP节能方法中包括：

S10实时监测无线AP中蓄电池的剩余电量；

S20获取当前无线AP接入的终端设备的数量，及获取各终端设备与无线AP之间的当前连接速率；

S30根据监测到的蓄电池的剩余电量及各终端设备的当前连接速率对各终端设备的连接速率进行动态调整。

进一步优选的，在步骤S30中，根据以下公式计算得到各终端设备调整后的连接速率V_i：

其中，V_0i为第i个终端设备的当前连接速率，E为蓄电池的剩余电量，E₀为蓄电池的容量，n为当前无线AP接入终端设备的数量，N为无线AP接入终端设备的最大数量，a、b、c及d为预设参数，

为预设周期内蓄电池剩余电量对时间的偏微分，为蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的偏微分。

进一步优选的，在步骤S30中，根据以下公式计算得到各终端设备调整后的连接速率V_i：

其中，V_0i为第i个终端设备调整后的连接速率，E为蓄电池的剩余电量，E₀为蓄电池的容量，n为当前无线AP接入终端设备的数量，N为无线AP接入终端设备的最大数量，a、b、c及d为预设参数，

为预设周期内蓄电池剩余电量对时间的差分，为蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的差分。

进一步优选的，在步骤S10之前包括：建立蓄电池的电压与剩余电量之间的对应关系；

在步骤S10中具体包括：

S11实时监控无线AP中蓄电池的电压；

S12根据监测到的蓄电池电压得到蓄电池的剩余电量。

进一步优选的，在步骤S30之后还包括对调制方式进行调整的步骤，具体包括：

根据步骤S20中获取的每个终端设备的当前连接速率得到无线AP使用到的调制方式，将关闭未使用到的调制方式/打开使用到的调制方式，实现对无线AP调制方式的调整。

本发明还提供了一种基于连接速率的无线AP节能装置，所述无线AP节能装置中包括：

监测模块，用于实时监测无线AP中蓄电池的剩余电量；

接入数量统计模块，用于统计当前无线AP接入终端设备的数量；

连接速率获取模块，用于获取各终端设备与无线AP的当前连接速率；

存储模块，用于存储监测模块实时监测到的无线AP中蓄电池的剩余电量、当前无线AP接入终端设备的数量以及各终端设备与无线AP的当前连接速率；

运算模块，根据预设周期内存储模块中存储的数据计算得到蓄电池剩余电量的时间变化速率及蓄电池剩余电量的数量变化速率，进而计算得到各终端设备调整后的连接速率；

速率调整模块，用于根据运算模块计算得到的连接速率适应性的对各终端设备的连接速率进行调整。

进一步优选的，在运算模块中：

根据以下公式计算得到各终端设备调整后的连接速率V_i：

其中，V_0i为第i个终端设备调整后的连接速率，E为蓄电池的剩余电量，E₀为蓄电池的容量，n为当前无线AP接入终端设备的数量，N为无线AP接入终端设备的最大数量，a、b、c及d为预设参数，

为预设周期内蓄电池剩余电量对时间的偏微分，为蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的偏微分。

进一步优选的，根据以下公式计算得到各终端设备调整后的连接速率V_i：

其中，V_0i为第i个终端设备调整后的连接速率，E为蓄电池的剩余电量，E₀为蓄电池的容量，n为当前无线AP接入终端设备的数量，N为无线AP接入终端设备的最大数量，a、b、c及d为预设参数，

为预设周期内蓄电池剩余电量对时间的差分，为蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的差分。

进一步优选的，所述无线AP节能装置中还包括配置模块，用于对预设参数及预设周期进行设定。

进一步优选的，所述无线AP节能装置中还包括调制方式检查模块以及调制方式调整模块，其中，

调制方式检查模块，用于根据各终端设备的当前连接速率得到无线AP使用到的调制方式；

调制方式调整模块，用于根据调制方式检查模块得到的无线AP使用到的调制方式将无线AP中未使用到的调制方式关闭/使用到的调制方式打开。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

在本发明提供的无线AP节能方法及其装置中，根据当前无线AP接入的终端设备的数量及各终端设备与无线AP之间的当前连接速率计算得到蓄电池剩余电量的时间变化速率和数量变化速率，并将其与各终端设备的连接速率进行关联，以此对各终端设备的连接速率进行动态调整，从而节省蓄电池的耗能，延长蓄电池的使用寿命，达到省电的目的，提高无线AP的可持续运行时间。

另外，在本发明提供的无线AP节能方法及其装置中，检查无线AP中各调制方式的使用情况，将未使用到的调制方式关闭，以此实现调制方式的动态调整，进一步达到省电的目的。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中无线AP的无线AP节能方法流程示意图；

图2为本发明中无线AP的无线AP节能装置一种实施方式示意图；

图3为本发明中无线AP的无线AP节能装置另一种实施方式示意图。

附图标号说明：

100-无线AP节能装置，110-监测模块，120-接入数量统计模块，130-连接速率获取模块，140-存储模块，150-运算模块，160-速率调整模块，170-配置模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

如图1所示为本发明提供的无线AP节能方法流程示意图，具体该无线AP与多个终端设备建立连接，我们知道，无线AP的耗能与关联的各终端设备的连接速率有关，终端设备的连接速率越大，蓄电池的耗电量越大，以此在本实施方式中可以通过控制终端设备的连接速率来节省蓄电池的耗能。从图中可以看出，在该无线AP节能方法中包括：S10实时监测无线AP中蓄电池的剩余电量；S20获取当前无线AP接入的终端设备的数量，及获取各终端设备与无线AP之间的当前连接速率；S30根据监测到的蓄电池的剩余电量及各终端设备的当前连接速率对各终端设备的连接速率进行动态调整。

在一种实施方式中，在步骤S30中，在预设周期内，根据计算蓄电池剩余电量对时间的偏微分得到蓄电池剩余电量的时间变化速率，根据计算蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的偏微分得到蓄电池剩余电量的数量变化速率，以此对各终端设备的连接速率进行动态调整。具体，根据经验，这里的蓄电池剩余电量的时间变化速率实则是电量随时间的下降速率，蓄电池剩余电量的数量变化速率实则是电量随连接数量变化的速率。

更具体来说，在该实施方式中，根据以下公式计算得到各终端设备调整后的连接速率V_i：

其中，V_0i为第i个终端设备的当前连接速率，E为蓄电池的剩余电量，E₀为蓄电池的容量，n为当前无线AP接入终端设备的数量，N为无线AP接入终端设备的最大数量，a、b、c及d为预设参数。为预设周期内蓄电池剩余电量对时间的偏微分，即上述时间变化速率，为蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的偏微分，即上述数量变化速率。

具体，这里说的预设周期即为对各终端设备的连接速率进行调整的周期，如，在一个具体实施例中，无线AP每隔30min(分钟)对各连接的终端设备的连接速率，则根据该时间段内采集到的数据计算上述蓄电池剩余电量的时间变化速率，根据监测到的蓄电池的当前剩余电量、当量连接数量等信息进行运算得到相应终端设备需要更新的连接速率。

另外，要说明的是，a、b、c及d作为权重，我们对其具体值不做限定，在实际应用中根据经验对其进行设定，原则上来说，为了节约蓄电池的电量，只要满足调整后的连接速率V_i＜当前连接速率V_0i，都包括在本实施方式的内容中。如，在一个具体实施例中，将a设定为0.5，将b设定为0.1，将c设定为0.3，将d设定为0.2，终端设备的当前连接速率V_0i为512Kbps，无线AP接入终端设备的最大数量N为256，此时终端设备的连接数量n为10。在某一时刻，蓄电池的当前剩余电量与蓄电池的容量的比值为0.5，蓄电池中剩余电量对时间的偏微分为0.3，蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的偏微分为0.7，则基于上述公式计算得到的该终端设备调整后的连接速率为221Kbps。得到结果之后，再将连接速率V_i适配到协议规定的连接速率上，具体，在该实施方式中，将连接速率适配到256Kbps。

我们知道，偏微分在计算机中不易实现，故在实际应用中，通过建立差分方程来解决问题。具体来说，在本实施方式中，在预设周期内，根据计算蓄电池剩余电量对时间的差分得到蓄电池剩余电量的时间变化速率，根据计算蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的差分得到蓄电池剩余电量的数量变化速率，以此对各终端设备的连接速率进行动态调整。

更具体来说，在该实施方式中，根据以下公式计算得到各终端设备调整后的连接速率V_i：

其中，V_0i为第i个终端设备调整后的连接速率，E为蓄电池的剩余电量，E₀为蓄电池的容量，n为当前无线AP接入终端设备的数量，N为无线AP接入终端设备的最大数量，a、b、c及d为预设参数，为预设周期内蓄电池剩余电量对时间的差分，为蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的差分。进一步来说，蓄电池剩余电量对时间的差分具体为：蓄电池剩余电量对连接数量的差分为：其中，i为蓄电池剩余电量监测的次数，n表示在监测过程中，监测到的数据的间隔次数，这里n≥1，具体取值根据实际情况进行选定。当然，为了进一步节约电量，这里将n设定为1，适当延长数据监测的间隔时间。与上一实施方式类似，a、b、c及d作为权重，这里对其同样不做具体限定，在实际应用中根据经验对其进行设定，只要满足调整后的连接速率V_i＜当前连接速率V_0i，都包括在本实施方式的内容中。

对上述实施方式进行改进得到本实施方式，在本实施方式中，在该无线AP节能方法中包括：S11实时监控无线AP中蓄电池的电压；S12根据监测到的蓄电池电压得到蓄电池的剩余电量；S20获取当前无线AP接入的终端设备的数量，及获取各终端设备与无线AP之间的当前连接速率；S30根据监测到的蓄电池的剩余电量及各终端设备的当前连接速率对各终端设备的连接速率进行动态调整。具体，在步骤S11中可以通过采用电压监测芯片等方式实时监控无线AP中蓄电池的电压。以此，在步骤S11之前需要建立蓄电池的电压与剩余电量之间的对应关系。在具体实施例中，可以通过建立模型等方式建立蓄电池的电压与剩余电量之间的对应关系。

对上述实施方式进行改进得到本实施方式，在本实施方式中，通过定期对各终端设备的连接速率进行调整之外，还根据步骤S20中获取的每个终端设备的当前连接速率得到无线AP使用到的调制方式，将关闭未使用到的调制方式/打开使用到的调制方式，实现对无线AP调制方式的调整。

在一个具体实施例中，检查无线AP中所有的调制方式，如果此调制方式所有的连接速率都未使用，则关闭此调制方式；如果原有的已关闭的调制方式中有连接速率已使用，则打开此调制方式，以此通过动态关闭和打开调制方式的目的是为了最大程度的省电。比如说，若所有的连接速率都没有用到256QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)，则关闭256QAM调制方式；若有一个连接速率用到256QAM，则打开256QAM调制方式，以此类推。

如图2所示为本发明提供的无线AP节能装置100的一种实施方式示意图，从图中可以看出，在该无线AP节能装置100中包括：监测模块110、接入数量统计模块120、连接速率获取模块130、存储模块140、运算模块150以及速率调整模块160。

在工作过程中，首先，监测模块实时监测无线AP中蓄电池的剩余电量并存储在存储模块中；之后，接入数量统计模块统计当前无线AP接入终端设备的数量、连接速率获取模块获取各终端设备与无线AP的当前连接速率并分别将获取的数据存储在存储模块中；接着，运算模块根据预设周期内存储模块中存储的数据计算得到蓄电池剩余电量的时间变化速率及蓄电池剩余电量的数量变化速率，进而计算得到各终端设备调整后的连接速率；最后，速率调整模块根据运算模块计算得到的连接速率适应性的对各终端设备的连接速率进行调整。

基于此，在一种实施方式中，在运算模块130中，根据计算蓄电池剩余电量对时间的偏微分得到蓄电池剩余电量的时间变化速率，根据计算蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的偏微分得到蓄电池剩余电量的数量变化速率，以此对各终端设备的连接速率进行动态调整。具体，根据以下公式计算得到各终端设备调整后的连接速率V_i：

其中，V_0i为第i个终端设备调整后的连接速率，E为蓄电池的剩余电量，E₀为蓄电池的容量，n为当前无线AP接入终端设备的数量，N为无线AP接入终端设备的最大数量，a、b、c及d为预设参数，

为预设周期内蓄电池剩余电量对时间的偏微分，为蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的偏微分。

更具体来说，这里说的预设周期即为对各终端设备的连接速率进行调整的周期，如，在一个具体实施例中，无线AP每隔30min(分钟)对各连接的终端设备的连接速率，则根据该时间段内采集到的数据计算上述蓄电池剩余电量的时间变化速率，根据监测到的蓄电池的当前剩余电量、当量连接数量等信息进行运算得到相应终端设备需要更新的连接速率。

在另一种实施方式中，在预设周期内，根据计算蓄电池剩余电量对时间的差分得到蓄电池剩余电量的时间变化速率，根据计算蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的差分得到蓄电池剩余电量的数量变化速率，以此对各终端设备的连接速率进行动态调整。基于此，根据以下公式计算得到各终端设备调整后的连接速率V_i：

其中，V_0i为第i个终端设备调整后的连接速率，E为蓄电池的剩余电量，E₀为蓄电池的容量，n为当前无线AP接入终端设备的数量，N为无线AP接入终端设备的最大数量，a、b、c及d为预设参数，

为预设周期内蓄电池剩余电量对时间的差分，为蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的差分。

进一步来说，蓄电池剩余电量对时间的差分具体为：蓄电池剩余电量对连接数量的差分为：其中，i为蓄电池剩余电量监测的次数，n表示在监测过程中，监测到的数据的间隔次数，这里n≥1，具体取值根据实际情况进行选定。当然，为了进一步节约电量，这里将n设定为1，适当延长数据监测的间隔时间。与上一实施方式类似，a、b、c及d作为权重，这里对其同样不做具体限定，在实际应用中根据经验对其进行设定，只要满足调整后的连接速率V_i＜当前连接速率V_0i，都包括在本实施方式的内容中。

在一个具体实施例中，将a设定为0.5，将b设定为0.1，将c设定为0.3，将d设定为0.2，终端设备的当前连接速率V_0i为512Kbps，无线AP接入终端设备的最大数量N为256，此时终端设备的连接数量n为10。在某一时刻，蓄电池的当前剩余电量与蓄电池的容量的比值为0.5，蓄电池中剩余电量对时间的偏微分为0.3，蓄电池剩余电量对当前无线AP接入终端设备数量的偏微分为0.7，则基于上述公式计算得到的该终端设备调整后的连接速率为221Kbps。得到结果之后，再将连接速率V_i适配到协议规定的连接速率上，具体，在该实施方式中，将连接速率适配到256Kbps。

对上述实施方式进行改进得到本实施方式，如图3所示，在本实施方式中，该无线AP节能装置100中除了包括监测模块110、接入数量统计模块120、连接速率获取模块130、存储模块140、运算模块150以及速率调整模块160之外，还包括配置模块170，用于对预设参数及预设周期进行设定。

对上述实施方式进行改进得到本实施方式，在该调制方式检查模块和调制方式调整模块，其中，调制方式检查模块用于根据各终端设备的当前连接速率得到无线AP使用到的调制方式，调制方式调整模块用于根据调制方式检查模块得到的无线AP使用到的调制方式将无线AP中未使用到的调制方式关闭/使用到的调制方式打开。

在一个具体实施例中，检查无线AP中所有的调制方式，如果此调制方式所有的连接速率都未使用，则关闭此调制方式；如果原有的已关闭的调制方式中有连接速率已使用，则打开此调制方式，以此通过动态关闭和打开调制方式的目的是为了最大程度的省电。比如说，若所有的连接速率都没有用到256QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)，则关闭256QAM调制方式；若有一个连接速率用到256QAM，则打开256QAM调制方式，以此类推。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。