基于Wi-Fi6的物联网TCP数据处理系统的制作方法

本技术涉及一种通信，尤其涉及一种基于wi-fi 6的物联网tcp数据处理系统。

背景技术：

1、在现有的技术框架中，iot设备与云平台的通信，主要涉及几个关键环节：iot设备依靠wi-fi 4协议与路由器建立通信链接，这些设备通过tcp透传数据协议与云平台建立稳定的通信链路。在此基础上，iot设备采集的数据，如温度、湿度和光照强度等，通过tcp协议上传至云平台。在整个过程中，云平台通过ui界面对连接的iot设备进行管理和控制，确保了数据的有效监测和设备操作的准确性。

2、当前的技术方案，尽管使得iot设备能够通过wi-fi 4与路由器连接，并利用tcp协议与云平台进行通信，但存在一些明显的局限性。wi-fi 4标准面临的主要挑战之一是其性能限制，特别是在处理大量设备连接时的数据传输稳定性和响应速度。wi-fi 4(802.11n)采用的技术是ofdm(正交频分复用技术)，ofdm是一种广泛使用的数字传输技术，特别在无线应用中，它通过将一个信道分割为多个较小的子信道来提高频谱效率，这允许更高效的数据传输。然而，子信道是由一个或多个子载波组成的频率组，ofdm是在一个给定的时间内通过不同的子载波与设备进行通信，ofdm技术本身不提供多用户同时通信的功能，它处理多个设备的方式主要是通过时间分割，即轮流与每个设备通信。这意味着当多个设备需要连接时，它们会依次与路由器进行通信，而不是同时。即ofdm在一个通讯周期内只能跟一个用户通讯。尽管路由器可以快速在设备间切换，但在高密度的设备环境中，导致在多设备连接场景中的数据传输稳定性和响应速度受限。

3、此外，在现有的iot通信框架中，存在一个关键的技术挑战：如何平衡iot设备的功耗和持续通信需求。传统的tcp连接方式虽然为iot设备提供了稳定的数据传输机制，但在设备功耗管理方面存在局限。尽管现有的iot设备在连接成功后能进入低功耗的沉睡状态，但这种模式下沉睡时间通常较短，导致功耗相对较高。而在iot设备与云平台的持续连接过程中，为保持实时数据传输和接收能力，设备常常需要频繁地从低功耗的沉睡状态唤醒，进行数据交换。这种频繁的唤醒机制虽然确保了数据的实时更新，但也导致了相对较高的能源消耗。

4、鉴于上述问题，有必要开发一种基于wi-fi 6的物联网tcp数据处理系统，在一个通信周期内能够与多个用户同时通信，显著提高网络的承载能力并减少延迟，从而克服了现有技术在设备连接数量、通信响应速度、数据传输稳定性、功耗方面的局限。

技术实现思路

1、本技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提出一种基于wi-fi 6的物联网tcp数据处理系统，克服了现有技术在设备连接数量、通信响应速度、数据传输稳定性、功耗方面的局限。

2、本技术通过以下技术方案实现的：

3、本技术提出一种基于wi-fi 6的物联网tcp数据处理系统，将多台iot设备通过wi-fi 6协议与路由器连接，并通过tcp透传数据协议与云平台连接；

4、多台iot设备均进入沉睡模式，并启动其预设的内部定时器，定时唤醒与云平台连接的若干台iot设备进入激活模式；

5、若iot设备为沉睡模式，iot设备停止接收来自云平台的消息，iot设备无法与云平台通许，iot设备与路由器保持通信；

6、若iot设备为激活模式，通过wi-fi 6协议中的ofdma，将其采集的数据发送到云平台，以及接收来自云平台的消息。

7、在本技术的一实施例中，将多台iot设备通过wi-fi 6协议与路由器连接，并通过tcp透传数据协议与云平台连接的步骤包括：

8、非wi-fi 6通信协议的iot设备，通过wi-fi+bt转换协议或uart转换协议与路由器连接，并通过tcp透传数据协议与云平台连接。

9、在本技术的一实施例中，非wi-fi 6通信协议的iot设备，通过wi-fi+bt转换协议或uart转换协议与路由器连接，并通过tcp透传数据协议与云平台连接包括：

10、基于wi-fi 4协议的iot设备、基于zigbee协议的iot设备、基于bt协议的iot设备通过wi-fi+bt转换协议与路由器连接。

11、在本技术的一实施例中，非wi-fi 6通信协议的iot设备，通过wi-fi+bt转换协议或uart转换协议与路由器连接，并通过tcp透传数据协议与云平台连接还包括：

12、modbus设备、uart设备通过wi-fi+bt转换协议与路由器连接。

13、在本技术的一实施例中，多台iot设备均进入沉睡模式，并启动其预设的内部定时器，定时唤醒与云平台连接的若干台iot设备进入激活模式的步骤包括：

14、任意一台iot设备通过其预设的定时器，定时唤醒与云平台连接的若干个iot设备。

15、在本技术的一实施例中，多台iot设备均进入沉睡模式，并启动其预设的内部定时器，定时唤醒与云平台连接的若干台iot设备进入激活模式的步骤还包括：

16、ue设备通过nb-iot控制协议与路由器连接；

17、控制iot设备进入沉睡模式，并启动其预设的内部定时器。

18、在本技术的一实施例中，若iot设备为沉睡模式，iot设备停止接收来自云平台的消息，iot设备无法与云平台通许，iot设备与路由器保持通信的步骤包括：

19、ue设备通过nb-iot控制协议与路由器连接；

20、控制iot设备进入激活模式或修改其预设的内部定时器。

21、在本技术的一实施例中，若iot设备为激活模式，通过wi-fi 6协议中的ofdma，将其采集的数据发送到云平台，以及接收来自云平台的消息的步骤包括：

22、iot设备将采集的数据通过tcp透传数据协议发送至云平台；

23、云平台通过ui控制界面对连接的iot设备进行管理和控制。

24、在本技术的一实施例中，若iot设备为激活模式，通过wi-fi 6协议中的ofdma，将其采集的数据发送到云平台，以及接收来自云平台的消息的步骤还包括：

25、ue设备通过nb-iot控制协议与云平台连接；

26、iot设备将采集的数据通过tcp透传数据协议发送至ue设备；

27、ue设备通过ui控制界面对连接的iot设备进行管理和控制。

28、在本技术的一实施例中，所述基于wi-fi 6的物联网tcp数据处理系统还包括：通过wi-fi 6协议中的mu-mimo，路由器同时与多个iot设备进行上行和下行通信。

29、与现有技术相比，本技术的有益效果是：

30、1、iot设备使用wi-fi 6协议与路由器建立连接。由于wi-fi 6支持ofdma技术，ofdma允许路由器同时与多个设备进行有效通信，减少了网络拥堵和数据传输延迟，可以将数据延迟到20ms，减少命令的丢包率，提高了系统的整体响应速度，提高命令的传输效率和准确性。iot设备通过tcp透传数据协议与云平台建立稳定的通信链路。多台iot设备进入预设的沉睡模式，通过将iot设备设置为在大部分时间处于低功耗的沉睡模式，并只在预定的时间通过内部定时器唤醒进行必要的数据传输，有效降低了设备的整体功耗。而定时器触发后，特定的iot设备从沉睡状态唤醒，进入激活模式，iot设备通过wi-fi 6的ofdma技术与云平台进行数据传输，包括发送采集的数据和接收来自云平台的消息。

31、2、当任意一台iot设备的定时器到达预设时间点并触发时，它不仅将自身从沉睡模式唤醒，还可以选择同时发送信号给指定的其他iot设备，使它们也从沉睡模式唤醒并开始与云平台进行通信。通过使iot设备能够相互唤醒，有效地管理整个网络的功耗和响应时间。iot设备仅在需要时被唤醒，从而减少了不必要的能源消耗。这种独立且互相协作的定时器系统使得iot网络更加自适应，能够根据实际的数据传输需求灵活调整设备的活动状态。由于每台设备都能独立管理自身及唤醒其他设备，这种方法提高了系统的扩展性，使得新增设备能够轻松加入并与现有网络协同工作。例如，土壤湿度传感器在激活后，需要激活灌溉系统的其他温度传感器、光照强度传感器等，以便将每个传感器的数据发送到云平台以优化灌溉计划。

32、3、ue设备通过nb-iot控制协议与路由器连接。nb-iot是一种低功耗广域网络技术，适用于需要长期电池寿命和广域覆盖的iot应用。iot设备被控制进入沉睡模式，期间它们会停止接收来自云平台的消息。这减少了设备的能源消耗，因为在沉睡模式下，设备不参与活跃通信。动预设的内部定时器，使得iot设备能够在预定时间唤醒，进行必要的通信，如数据上传或接收新指令。iot设备为沉睡模式下，iot设备与路由器保持通信。这样，当需要唤醒和激活设备时，它们可以迅速恢复通信。用户可以根据需要来控制iot设备进入激活模式，以进行数据传输或接收新指令。该方案不仅提高了设备的能源效率，还增强了整个网络的适应性、稳定性和响应速度。

33、4、ue设备通过nb-iot控制协议与云平台连接，iot设备将采集的数据通过tcp透传数据协议发送至ue设备，iot设备在激活模式下通过wi-fi 6的ofdma技术采集并发送数据。这些数据可以发送到云平台，然后ue设备通过nb-iot控制协议接收云平台的消息，以便用户通过ue设备阅读；ue设备也可通过nb-iot控制协议发送消息至云平台，从而管理和控制iot设备。该技术方案支持多种通信环境，包括wi-fi 6和nb-iot，使其适用于多样化的应用场景，从智能家居到工业物联网。

34、本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。