CN103002470A - 一种无线局域网中sta主动上报电池电量的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无线局域网中STA主动上报电池电量的方法，包括：STA查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警；本发明还提供一种无线局域网中STA主动上报电池电量的系统。根据本发明的技术方案，当部署环境恶劣且传感器数量非常庞大时，网管平台能够及时获知传感器电池电量低造成的告警事件。

Description

一种无线局域网中STA主动上报电池电量的方法及系统
技术领域
本发明涉及无线局域网领域，尤其涉及一种无线局域网中STA主动上报电池电量的方法及系统。
背景技术
无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Networks)是有线局域网的直接扩展，WLAN包括接入点(AP，Access Point)以及关联的若干个工作站(STA，Station)组成。IEEE 802.11标准族的发展使WLAN目前的应用非常广泛，经过二十年的发展，IEEE802.11WLAN标准工作组发展完善了一系列标准族，其中具有较大影响力以及应用较为广泛的是IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE802.11g、IEEE 802.11n等标准。
针对无线传感器等物联网技术的应用，IEEE 802.11标准正在进行802.11ah技术的标准化工作，其工作频谱处于1GHz以下且不和电视频段空闲频谱(TVWS，Television White Space)重合，覆盖距离增加到1千米左右，支持速率最小为100Kbps左右，最大支持6000左右台的STA同时接入。
在2011年已经发布正式标准IEEE 802.11v，作为一项无线网络管理建议标准，IEEE 802.11v将提供简化网络部署和管理的重要且高效率机制。这项标准将规定无线基础设施控制无线终端适配器上的关键参数，如确定需要连接的网络接入点。大部分对IEEE 802.11v的支持可以在软件、新产品以及升级中已有的WLAN设备中实现。无线设备必须支持802.11，这项标准才能真正发挥作用。无线终端设备控制、网络选择、网络优化和统计数据获取与监测都属于802.11v建议的功能。IEEE 802.11v标准将会加入节电以外更多功能，将包括站点管理功能，将使网络管理员能够更加详细的观察网络性能和新的定位功能，这些新的定位功能将为射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)和应急服务等提供更准确的服务。
IEEE 802.11ah标准用例涉及到的传感器部署等，传感器的供电绝大多数都为电池供电且部署环境相对来说较为恶劣，同时传感器的数量非常庞大，造成人工巡查传感器电量的难度较大。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线局域网中STA主动上报电池电量的方法及系统，当部署环境恶劣且传感器数量非常庞大时，网管平台能够及时获知传感器电池电量低造成的告警事件。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种无线局域网中STA主动上报电池电量的方法，包括：
STA查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警。
上述方法中，
所述STA查询传感器当前电池电量之前，该方法还包括：网管平台通过AP为STA配置传感器电池电量阈值。
上述方法中，所述网管平台通过AP为STA配置传感器电池电量阈值为：
网管平台向AP发送传感器电池电量告警阀值设置消息，其中携带为STA配置的传感器电池电量阈值；
AP通过扩充的Event Request机制将传感器电池电量阈值发送给STA；
STA设置传感器电池电量阈值，并将设置结果通过AP反馈给网管平台。
上述方法中，所述当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警为：
STA比较传感器当前电池电量与传感器电池电量阈值的大小，当传感器当前电池电量小于传感器电池电量阈值时，通过扩充的Event Report机制向AP上报告警事件；
收到告警事件后，AP将告警信息发送给网管平台，其中携带传感器电池电量信息。
上述方法中，该方法还包括：收到告警信息后，网管平台查询传感器当前电池电量。
上述方法中，所述收到告警信息后，网管平台查询传感器当前电池电量为：
网管平台收到告警信息后，向AP发送查询命令；
AP通过扩充的Event Request机制将查询请求发送给STA；
收到查询请求后，STA查询传感器当前电池电量，并将查询结果通过扩充的Event Report机制反馈给AP；
AP将收到的查询结果发送给网管平台。
上述方法中，所述扩充的Event Request机制和/或Event Report机制包括：漫游(Transition)事件、健壮的安全体制(RSNA)事件、点对点连接(Peer-to-PeerLink)事件、日志记录(WNM Log)事件和电池电量告警(Battery Power Alarm)事件。
上述方法中，所述电池电量告警(Battery Power Alarm)事件的帧结构包括：字段传感器当前电池电量(Battery Power Left)、字段传感器电池电量阈值(Power Threshold)、字段剩余时间(Estimated Life Left)单位；
还包括：字段附加信息(Additional Information)。
本发明还提供一种无线局域网中STA主动上报电池电量的系统，包括：STA、AP、网管平台；其中，
STA查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警。
上述系统中，
所述网管平台还用于，通过AP为STA配置传感器电池电量阈值；和/或，收到告警信息后，查询传感器当前电池电量。
本发明提供的无线局域网中STA主动上报电池电量的方法及系统，STA查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警，当部署环境恶劣且传感器数量非常庞大时，网管平台能够及时获知传感器电池电量低造成的告警事件，减少人工巡查的难度，节省人力；此外，能够用于IEEE 802.11ah标准中的MAC功能部分，IEEE802.11ah WLAN MAC层面检测传感器电池电量，并判断是否达到预先设置的报警阀值，如果达到报警阀值，则通过扩充后的IEEE 802.11v事件机制将传感器电池电量信息上报给IEEE 802.11AP，并最终传送给网管平台；在大规模物联网部署情况下，另外通过IEEE 802.11ah WLAN MAC层面进行传感器电池电量的检测并判断传感器电池电量是否达到报警阀值，这个条件可以作为WLANMAC执行其他操作的一个评判依据，如增强的节能机制，如强行关闭某射频单元，从而延长电池寿命并给更换电池提供更长的预留时间等。
附图说明
图1是本发明实现无线局域网中STA主动上报电池电量的方法的流程示意图；
图2是本发明步骤101的具体实现方法的流程示意图；
图3是本发明步骤102的具体实现方法的流程示意图；
图4是本发明步骤103的具体实现方法的流程示意图；
图5是本发明实现无线局域网中STA主动上报电池电量的系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：STA查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警。
下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。
本发明提供一种无线局域网中STA主动上报电池电量的方法，图1是本发明实现无线局域网中STA主动上报电池电量的方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101，网管平台通过AP为STA配置传感器电池电量阈值。
步骤102，STA查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警。
步骤103，收到告警信息后，网管平台查询传感器当前电池电量。
图2是本发明步骤101的具体实现方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤201，网管平台向AP发送传感器电池电量告警阀值设置消息，其中携带为STA配置的传感器电池电量阈值；
具体的，网管平台通过简单网络管理协议(SNMP，Simple NetworkManagement Protocol)或TR069网管协议，向IEEE 802.11ahAP发送传感器电池电量告警阀值设置消息，其中携带网管平台为STA配置的传感器电池电量阈值。
步骤202，AP通过扩充的Event Request机制将传感器电池电量阈值发送给STA；
具体的，IEEE 802.11ah AP对传感器电池电量告警阀值设置消息进行解析，将解析后得到的传感器电池电量阈值，通过扩充的IEEE 802.11v的EventRequest机制发送给STA；
其中，IEEE 802.11v中Event Request机制和Event Report机制中都包含的事件为漫游(Transition)事件、健壮的安全体制(RSNA)事件、点对点连接(Peer-to-Peer Link)事件、日志记录(WNM Log)事件，这些事件没有覆盖到传感器电池电量上报等优先级级别非常高的告警事件，因此本发明对IEEE802.11v中Event Request机制和Event Report机制进行扩充，在现有的Reserved编号中选取一个编号用来表示电池电量告警(Battery Power Alarm)事件，通过这个新增加的电池电量告警(Battery Power Alarm)事件定义扩充的EventRequest机制和Event Report机制，如表1所示：
  事件名称(Event Name)  件类型(Event Type)
  漫游(Transition)   0
  健壮的安全体制(RSNA)   1
  点到点连接(Peer-to-Peer Link)   2
  网络管理日志(WNM Log)   3
 电池电量告警(Battery Power Alarm)   4
  保留(Reserved)   5-220
  厂家自定义(Vendor Specific)   221
  保留(Reserved)   222-255
表1
此外，还具体定义了电池电量告警(Battery Power Alarm)事件的帧结构，如表2所示：
Figure BDA0000091919860000061
表2
在表2中，字段传感器当前电池电量(Battery Power Left)的单位为mAH(毫安每小时)，传感器当前电池电量的值由IEEE 802.11ah MAC模块调用传感器电池电源的相关接口得到，字段长度定义为2个字节，范围为0～65535；字段传感器电池电量阈值(Power Threshold)的单位为mAH(毫安每小时)，传感器电池电量阈值(Power Threshold)由网管平台为STA配置，字段长度定义为2个字节，范围为0～65535；字段剩余时间(Estimated Life Left)单位为Minutes(分钟)，剩余时间是预估的传感器电池电量的剩余时间，用于提供给网管平台进行参考，字段长度为2个字节，范围为0～65535；可选的，还可以包括字段附加信息(Additional Information)，该附加信息包括位置信息(LocationBased Information)等相关的定位信息，该字段长度可变；
这里，IEEE 802.11ah AP通过定义的电池电量告警(Battery Power Alarm)事件的帧结构，将传感器电池电量阈值发送给STA，帧结构中的其它字段的值为空。
步骤203，STA设置传感器电池电量阈值，通过Event Report机制向AP返回设置结果；
具体的，STA对收到的电池电量告警(Battery Power Alarm)事件的帧结构进行解析，得到传感器电池电量阈值；STA设置并保存该传感器电池电量阈值，将设置结果通过现有的IEEE 802.11v的Event Report机制发送给IEEE 802.11ahAP；其中，设置结果包括设置成功和设置失败。
步骤204，AP将设置结果返回给网管平台；
具体的，IEEE 802.11ah AP将从STA收到的设置结果封装到SNMP或TR069网管协议包中，发送给网管平台。
图3是本发明步骤102的具体实现方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤301，STA查询传感器当前电池电量；
具体的，预先在STA上配置时间策略，STA按照该自定义的时间策略，通过查询接口查询传感器当前电池电量。
步骤302，STA比较传感器当前电池电量与传感器电池电量阈值的大小，当传感器当前电池电量小于传感器电池电量阈值时，通过扩充的Event Report机制向AP上报告警事件；
具体的，STA比较传感器当前电池电量与传感器电池电量阈值的大小，如果发现现传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值，则需要向AP进行告警，STA通过扩充的IEEE 802.11v的Event Report机制向IEEE 802.11ahAP主动上报该告警事件，即IEEE 802.11ah AP通过定义的电池电量告警(Battery Power Alarm)事件的帧结构，将传感器电池电量信息发送给STA，帧结构中的传感器电池电量阈值字段为空；传感器电池电量信息包括：传感器当前电池电量、剩余时间、位置信息等。
步骤303，收到告警事件后，AP将告警信息发送给网管平台；
具体的，IEEE 802.11ah AP接收到告警事件后，从定义的电池电量告警(Battery Power Alarm)事件的帧结构中解析出传感器电池电量信息，将携带传感器电池电量信息的告警信息，通过SNMP或TR069的事件上报机制发送给网管平台。
图4是本发明步骤103的具体实现方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括以下步骤：
步骤401，网管平台收到告警信息后，向AP发送查询命令；
具体的，网管平台接收到告警信息，为了对告警事件进行进一步确认，还需要主动查询传感器当前电池电量，因此网管平台通过SNMP或TR069协议向IEEE 802.11ah AP发送查询命令。
步骤402，AP通过扩充的Event Request机制将查询请求发送给STA；
具体的，IEEE 802.11ahAP将从网管平台收到的查询请求，通过扩充的IEEE802.11v的Event Request机制发送给STA，查询请求中携带如表1和表2所示的事件及具体的帧结构。
步骤403，收到查询请求后，STA查询传感器当前电池电量，并将查询结果通过扩充的Event Report机制反馈给AP；
具体的，收到查询请求后，STA查询传感器当前电池电量及剩余时间、位置信息，并通过扩充的IEEE 802.11v的Event Report机制发送给IEEE 802.11ahAP。
步骤404，AP将收到的查询结果发送给网管平台；
具体的，IEEE 802.11ah AP从帧结构中解析出查询结果后，通过SNMP或TR069协议发送给网管平台进行进一步处理。
为实现上述方法，本发明还提供一种无线局域网中STA主动上报电池电量的系统，图5是本发明实现无线局域网中STA主动上报电池电量的系统的结构示意图，如图5所示，该系统包括：STA 51、AP 52、网管平台53；其中，
STA 51查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP 52向网管平台53告警。
所述网管平台53还用于，通过AP 52为STA 51配置传感器电池电量阈值；和/或，收到告警信息后，查询传感器当前电池电量。
所述网管平台53通过AP 52为STA 51配置传感器电池电量阈值为：网管平台向AP发送传感器电池电量告警阀值设置消息，其中携带为STA配置的传感器电池电量阈值；AP通过扩充的Event Request机制将传感器电池电量阈值发送给STA；STA设置传感器电池电量阈值，并将设置结果通过AP反馈给网管平台。
所述当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，STA 51通过AP 52向网管平台53告警为：STA比较传感器当前电池电量与传感器电池电量阈值的大小，当传感器当前电池电量小于传感器电池电量阈值时，通过扩充的Event Report机制向AP上报告警事件；收到告警事件后，AP将告警信息发送给网管平台，其中携带传感器电池电量信息。
所述收到告警信息后，网管平台53查询传感器当前电池电量为：网管平台收到告警信息后，向AP发送查询命令；AP通过扩充的Event Request机制将查询请求发送给STA；收到查询请求后，STA查询传感器当前电池电量，并将查询结果通过扩充的Event Report机制反馈给AP；AP将收到的查询结果发送给网管平台。
所述扩充的Event Request机制和/或Event Report机制包括：漫游(Transition)事件、健壮的安全体制(RSNA)事件、点对点连接(Peer-to-PeerLink)事件、日志记录(WNM Log)事件和电池电量告警(Battery Power Alarm)事件。
所述电池电量告警(Battery Power Alarm)事件的帧结构包括：字段传感器当前电池电量(Battery Power Left)、字段传感器电池电量阈值(PowerThreshold)、字段剩余时间(Estimated Life Left)单位；可选的，还可以包括字段附加信息(Additional Information)。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线局域网中STA主动上报电池电量的方法，其特征在于，该方法包括：
STA查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述STA查询传感器当前电池电量之前，该方法还包括：网管平台通过AP为STA配置传感器电池电量阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网管平台通过AP为STA配置传感器电池电量阈值为：
网管平台向AP发送传感器电池电量告警阀值设置消息，其中携带为STA配置的传感器电池电量阈值；
AP通过扩充的Event Request机制将传感器电池电量阈值发送给STA；
STA设置传感器电池电量阈值，并将设置结果通过AP反馈给网管平台。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警为：
STA比较传感器当前电池电量与传感器电池电量阈值的大小，当传感器当前电池电量小于传感器电池电量阈值时，通过扩充的Event Report机制向AP上报告警事件；
收到告警事件后，AP将告警信息发送给网管平台，其中携带传感器电池电量信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：收到告警信息后，网管平台查询传感器当前电池电量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述收到告警信息后，网管平台查询传感器当前电池电量为：
网管平台收到告警信息后，向AP发送查询命令；
AP通过扩充的Event Request机制将查询请求发送给STA；
收到查询请求后，STA查询传感器当前电池电量，并将查询结果通过扩充的Event Report机制反馈给AP；
AP将收到的查询结果发送给网管平台。
7.根据权利要求3或4或6所述的方法，其特征在于，所述扩充的EventRequest机制和/或Event Report机制包括：漫游(Transition)事件、健壮的安全体制(RSNA)事件、点对点连接(Peer-to-Peer Link)事件、日志记录(WNMLog)事件和电池电量告警(Battery PowerAlarm)事件。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电池电量告警(BatteryPower Alarm)事件的帧结构包括：字段传感器当前电池电量(Battery PowerLeft)、字段传感器电池电量阈值(Power Threshold)、字段剩余时间(EstimatedLife Left)单位；
还包括：字段附加信息(Additional Information)。
9.一种无线局域网中STA主动上报电池电量的系统，其特征在于，该系统包括：STA、AP、网管平台；其中，
STA查询传感器当前电池电量，当传感器当前电池电量小于配置的传感器电池电量阈值时，通过AP向网管平台告警。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述网管平台还用于，通过AP为STA配置传感器电池电量阈值；和/或，收到告警信息后，查询传感器当前电池电量。
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