CN105050055B - 基于wifi接入点名称编码的数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于WIFI接入点名称编码的数据采集方法。本发明的基本思路是采用了接入点名称编码传输数据的方式，利用接入点名称将传感器实时数据编码后通过beacons包广播，传感器数据需求方收到接入点的beacons包后解析接入点名称，获取需要的传感器数据。本发明的整个过程没有WIFI连接过程，从而避免了WIFI连接的兼容性问题，同时beacons包是非常标准的，目前还没有发现WIFI扫描有兼容性问题。整个方法也没有组网过程，不存在组网稳定性问题。

Description

基于WIFI接入点名称编码的数据采集方法

技术领域

本发明主要涉及WIFI传感器领域，特别涉及基于WIFI接入点名称编码的数据采集方法。

背景技术

WIFI传感器数据采集一般是通过连接到某个WIFI接入点，然后将传感器数据通过UDP/TCP方式主动、被动将数据传递到需求方，这些传感器具有信息采集、数据处理和无线通信等功能，同时具有WIFI兼容性问题，需要有网关，WIFI存在接入点数量有限，稳定性差，组网复杂的特点。WIFI传感器能够在人们无法接近的恶劣或特殊环境中工作，如气候监控、外层空间以及战场环境和信息采集系统建设等，也可以在水灾、火灾或地震灾难性环境的灾害监测中发挥重要作用，这类场景是WIFI传感器一类常见的应用模式。然而在这类场景下，可能缺少WIFI接入点，WIFI传感器的数据链路稳定性比较差，其可用性在外界环境的影响下可能严重下降。如何提高WIFI传感器的稳定性、易用性、减少外部依赖成为了WIFI传感器研究领域的热点问题。

传统的WIFI传感器数据采集协议主要基于可靠路由传输策略而设计，但这类方法通常需要预设WIFI接入点，对网络进行预配置，同时往往数据接收方与WIFI传感器需要在同一局域网内。然而，在灾难、WIFI接入点不稳定，网络故障等极端场景下，此类基于路由的策略往往显得低效而不适用，更可行的方法是用传感器作为接入点，然后利用接入点名称将传感器数据进行广播，尽最大可能减少了依赖性，极大提升了稳定性。

现有的WIFI传感器数据采集策略仍存在着一些不足以及未解决的问题，主要是必须要有外部接入点，WIFI接入点和工作站的相互兼容问题，WIFI连接稳定性问题，接入点接入数量限制，网络异常问题等，会极大程度的影响WIFI传感器在各种应用场合的兼容性，稳定性。

发明目的

本发明的目的在于针对WIFI传感器网络中数据采集稳定性、兼容性、易用性、去依赖性的问题，在前人研究的策略基础上，提出一种有效的技术方法，来提高WIFI传感器网络中的持久性数据采集稳定性、兼容性、易用性、去依赖性。

为了达到以上目的，本发明的基本思路是采用了接入点名称编码传输数据的方式，利用接入点名称将传感器实时数据编码后通过beacons包广播，传感器数据需求方收到接入点的beacons包后解析接入点名称，获取需要的传感器数据。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

步骤1.部署WIFI传感器:

将大量传感器节点撒播在欲监测区域，并启动接入点模式。

步骤2.传感器数据采集:

打开传感器功能，开始采集数据。

步骤3.数据编码:

将采集到的数据按照编码规则进行编码、加密。

步聚4.设置接入点名称:

将接入点名称设置为编码好的数据，并利用beacons包广播，同时根据传感器数据进行接入点名称调整。

步骤5.数据收集:

数据需求方打开WIFI扫描，可以扫描到传感器的接入点名称，将接入点名称按照编码规则进行解码，即得到传感器的数据。

本发明有益效果：

1、避免兼容性问题：目前市面上的接入点设备和工作站设备之间多少存在兼容性问题，导致WIFI连接失败，而本发明不需要工作站接入到接入点，且目前还没有发生过工作站接收不到接入点名称的问题，从而避免了入点设备和工作站设备之间兼容性问题。

2、提高稳定性：本发明不需要组网，从而避免了组网稳定性问题。

而且传统WIFI数据传输会受无线污染的影响较大，本发明只要不在最极端（恶意污染无线网络）的情况，基本不受影响。

同时WIFI传感器网络往往需要有外部接入点，接入点的稳定性影响到整个网络的稳定性，而本发明没有接入点，从而提高了稳定性。

3、对WIFI网络影响小：WIFI beacons 传输速度为1Mbit/s,而且长度非常短，这个广播对WIFI网络影响非常小，同时WIFI传感器并不传输其他数据，所以总的来说WIFI网络影响非常小。

4.提升传输距离：传统的WIFI传感器网络一般需要信号强度强于-80DBm，才能进行稳定的数据传输，而本发明在信号强度-100DBm的情况下仍能稳定传输，差别20DBm相当于提升空旷条件下直线传输距离20%以上。

5.对于采集方没有数量限制。

6.减少第三方开发难度：第三方只需要带WIFI设备，知晓编码格式即可使用，只有单向数据，没有复杂的交互。

附图说明

图1为本发明使用场景示意图

具体实施方式：

以下结合附图1和实施例对本发明作进一步说明。

以温度传感器为例。

将带WIFI接入点功能的温度传感器放置于需要采集的温度的位置，例如水中、地面，在接收端建立位置与传感器序列号的对应表（见表1），上电启动。

表 1

传感器序列号	所处位置
		20157	地面
20158	10米高空
		20159	水下

传感器开始采集温度数据值，一次采集完成后，打开WIFI模块的接入点功能。根据表2编码规则对采集到的温度数据进行编码，比如厂家名称是DELAN,传感器类型为TEMP，序列号为20157，温度为26摄氏度，那么编码结果为，CGDELANTEMP201572600000000000000N，N为校验码（实施例中先忽略实际校验值）。

表 2

修改WIFI接入点名称为CGDELANTEMP201572600000000000000N，这时候接入点会将自己的名称通过WIFI标准的beacons包广播出去，传输距离根据发射功率可以调整，最大理论值可达800m。

打开传感器数据接收端的WIFI扫描功能，由于传感器WIFI模块广播的beacons包是完全标准的，所以接收端只要在传感器的信号范围内就能扫描到传感器WIFI接入点的名称，此时的接收端没有数量限制。

接收端扫描到接入点名称后，接收先判断接入点名称是否是CG开头，如果不是那么丢弃，然后对名称前31字节进行求和，然后对62取余，再换算成字符，与32字节数据进行对比，对比失败丢弃。然后接收端判断传感器厂家名称和传感器型号，判断到是“DELAN”厂家的“TEMP”传感器，然后根据序列号查询对应表传感所处位置（见表1），从而判断出地面温度为26摄氏度。然后可以进行后续处理。

当传感器采集到的温度发生变化时，例如27度，将温度数据进行重新编码，编码结果是CGDELANTEMP201572700000000000000M，修改WIFI接入点名称为CGDELANTEMP201572700000000000000M，接收端解析。

循环执行以上步骤，传感器的实时数据就可以传递给需求方。

整个过程没有WIFI连接过程，从而避免了WIFI连接的兼容性问题，同时beacons包是非常标准的，目前还没有发现WIFI扫描有兼容性问题。整个方法也没有组网过程，不存在组网稳定性问题。也没有需要传感器和接入点之外的设备，去除了第三方依赖性。beacons包传输时间不超过0.1毫秒，基本不影响无线网络。beacons包广播距离比WIFI连接下数据传输距离多出20%，增加了传感器的使用场合。beacons包广播可以被任意数量的WIFI接收方收到，因此接收端的数量没有任何限制。数据接收端只要简单的解析传感器的接入点名称就可以得到传感器数据，开发难度极低。

Claims (3)

1.基于WIFI接入点名称编码的数据采集方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1.部署WIFI传感器：

将大量传感器节点撒播在欲监测区域，并启动接入点模式;

步骤2.传感器数据采集：

打开传感器功能，开始采集数据;

步骤3.数据编码：

将采集到的数据按照编码规则进行编码;

步聚4.设置接入点名称：

将接入点名称设置为步骤3中已完成编码的数据，并利用beacons包广播，同时根据传感器数据进行接入点名称调整;

步骤5.数据收集：

数据需求方打开WIFI扫描，扫描到传感器的接入点名称，将接入点名称按照编码规则进行解码，即得到传感器的数据。

2.根据权利要求1所述的基于WIFI接入点名称编码的数据采集方法，其特征在于：编码规则中设定的通讯协议长度为32字节，每个字节以字符表示，为62进制，字符范围为0至9，a至z，A至Z。

3.根据权利要求1所述的基于WIFI接入点名称编码的数据采集方法，其特征在于：编码规则中的数据格式包括固定头、厂家代码、传感器类型、传感器序列号、传感器数据和校验码。