CN115002687A - 物联网数据无线传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种物联网数据无线传输系统。所述系统包括：数据采集设备、数据接收端和第一用户客户端；所述数据采集设备用于采集目标对象的实时数据，并广播连接信号，使预设范围内的多个所述移动终端发现所述数据采集设备，多个所述移动终端上安装有所述第一用户客户端；所述第一用户客户端用于获取数据采集任务，并基于所述数据采集任务与所述连接信号接收所述数据采集设备发送的实时数据，所述数据采集任务与所述数据采集设备相关联；所述第一用户客户端还用于将所述实时数据传输至数据接收端。能够实现在无通信基站环境下，成功将数据采集设备中的实时数据转移至数据接收端。

Description

物联网数据无线传输系统

技术领域

本申请涉及无线传输领域，特别是涉及一种物联网数据无线传输系统。

背景技术

随着社会信息化水平的普遍提高，物联网在现代社会中的地位也日益提高。在物联网的应用场景中，数据的采集和传输是两个基本需求，在现有的物联网系统中，主要采用物联网终端采集数据，将物联网终端绑定至服务器或云端，通过网络传输的方式将数据传输至服务器或云端。其中，网络传输需要依靠无线网络传输技术进行实现。

在无网络连接的情况下，现有的解决方案中采用远距离无线电传输(Long RangeRadio，简称LoRa)技术将物联网终端采集到的数据传输至云端。但LoRa技术通常需要预先建立大量专用基站，设置LoRa网关，物联网通过与LoRa网关建立连接关系再将数据传输至对应的云端。对于移动的物联网终端，无法实现全面覆盖，在物联网终端移动至未设有LoRa网关的区域中时无法进行数据传输。

针对相关技术中如何进一步提高在无通信基站环境下，物联网数据无线传输的成功率，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在无通信基站环境下，实现物联网数据高效传输的物联网数据无线传输系统。

本申请提供了一种物联网数据无线传输系统，所述系统包括：数据采集设备、数据接收端和第一用户客户端；

所述数据采集设备用于采集目标对象的实时数据，并广播连接信号，使预设范围内的多个移动终端发现所述数据采集设备，多个所述移动终端上安装有所述第一用户客户端；

所述第一用户客户端用于获取数据采集任务，并基于所述数据采集任务与所述连接信号接收所述数据采集设备发送的实时数据，所述数据采集任务与所述数据采集设备相关联；

所述第一用户客户端还用于将所述实时数据传输至数据接收端。

在其中一个实施例中，所述第一用户客户端用于基于所述连接信号确定所述数据采集设备与所述数据采集任务是否相关联，并在所述数据采集设备与所述数据采集任务相关联时，向所述数据采集设备发送数据传输请求；

所述数据采集设备用于响应所述数据传输请求，将所述实时数据发送给所述第一用户客户端。

在其中一个实施例中，所述数据采集设备还用于根据所述数据传输请求确定请求标识，并将所述请求标识与预设标识进行匹配；若匹配成功，则将所述实时数据发送给所述第一用户客户端。

在其中一个实施例中，所述系统还包括第二用户客户端，所述第二用户客户端用于根据用户请求确定目标对象，根据所述目标对象确定对应的数据采集设备，并生成与所述数据采集设备相关联的数据采集任务，将所述数据采集任务发送给所述第一用户客户端。

在其中一个实施例中，所述第二用户客户端还用于基于所述数据采集任务从所述数据接收端下载所述目标对象的实时数据。

在其中一个实施例中，所述数据采集设备通过近场传输将所述实时数据发送至所述第一用户客户端。

在其中一个实施例中，所述实时数据包括环境数据、定位数据以及目标物的行为数据中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述系统还包括信号转换器，在所述连接信号为LoRa信号的情况下，所述信号转换器用于将LoRa信号转换为蓝牙信号或Wifi信号。

在其中一个实施例中，所述系统还包括信号转换器，在所述连接信号为蓝牙信号或Wifi信号的情况下，所述信号转换器用于增强所述连接信号的信号强度。

在其中一个实施例中，所述第一用户客户端还用于基于所述实时数据确定所述目标对象的初步状态；基于所述初步状态生成数据标签，并建立所述数据标签与所述实时数据的对应关系。

上述物联网数据无线传输系统，可通过数据采集设备对目标对象的实时数据进行采集，并广播连接信号，使预设范围内的多个所述移动终端发现所述数据采集设备；在进行数据传输时，移动终端上的第一用户客户端可根据获取到的数据采集任务和连接信号接收对应的实时数据，然后可以将移动终端转移到通信基站的覆盖范围内，通过网络传输将实时数据传输给数据接收端。能够实现在无通信基站环境下，成功将数据采集设备中的实时数据转移至数据接收端。借助移动终端作为实时数据的中间存载媒介，使用近场通信技术完成数据传输，避免了需要额外建立专用基站用于数据传输，可节约数据传输的成本，且提高了数据传输的成功率。

附图说明

图1为一个实施例中数据采集设备的应用环境图；

图2为一个实施例中信号转换器的应用示意图；

图3为一个实施例中物联网数据无线传输的流程图；

图4为一个实施例中数据采集设备的结构框图；

图5为一个优选实施例中数据采集设备的结构框图；

图6为一个实施例中物联网数据无线传输方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

物联网(Internet of Things，简称IOT)是一种按约定的协议通过传感设备将物品与互联网相连接，并进行信息交换和通信以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。在物联网中，传感设备可以实时采集任何需要监控、连接、互动的物体的信息，然后通过有线或无线网络接入，最终实现物与物、物与人的连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

物联网终端是物联网中连接传感网络层和传输网络层，实现采集数据及向网络层发送数据的设备。它担负着数据采集、初步处理、加密、传输等多种功能。其基本由外围感知(传感)接口，中央处理模块和外部通讯接口三个部分组成。通过外围感知接口与传感设备连接，如RFID读卡器，红外感应器，环境传感器等，将这些传感设备的数据进行读取并通过中央处理模块处理后，按照网络协议，通过外部通讯接口，如：GPRS模块、以太网接口、WIFI等方式发送到以太网的指定中心处理平台。

随着物联网终在智能交通、智慧医疗、智慧电网、智慧农业等领域中应用的迅速增长，对物联网终端在尺寸以及重量上的要求也日益提高。低重量，小尺寸的物联网终端在市场上收到的越来越多的青睐，引发了微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS)在物联网终端上的大量应用。微机电系统是一种集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。

在传统的数据采集设备中，通常涉及到射频驱动功能，如卫星定位系统，卫星通信，蜂窝网络等。对应的，这些射频驱动功能往往会造成数据采集设备的体积与功耗的增大。并且实现上述功能时要求数据采集设备中需配套对应的供能单元以及光伏组件，进而进一步增加了设备的体积以及重量的负担，不利于构建一个小尺寸，低重量的物联网终端。而本申请中的数据采集设备，在进行数据采集时并未涉及卫星定位系统，卫星通信，蜂窝网络等功能，而是将这些功能转接至对应的移动终端中，进而可以在数据采集设备中取消设置对应的射频驱动模块，以实现缩小设备的体积以及降低设备的重量。

图1为本申请实施例提供的数据采集设备的应用环境图，如图1所示，数据采集设备集群101中的数据采集设备用于采集目标对象的实时数据。其中，目标对象包括但不限于鸟、牛、羊、马、猫、狗等，目标对象可以是生活在野外的野生动物，也可以是生活在城市的流浪动物以及被圈养的生物体等。数据采集设备可以以穿戴设备的形式安置于目标对象上，随着目标对象的移动而改变位置。即使目标对象的移动至无通信基站环境中，数据采集设备也可以通过近场通信的方式将采集到的实时数据传输至移动终端中，移动终端集群102中的移动终端可在接收完目标对象的实时数据之后再转移至无通信基站可覆盖的环境中，通过网络传输将接收到的实时数据传输至数据接收端103，用于后续对目标对象进行行为分析。进一步的，数据接收端103在接收到数据后，可将数据存储至数据存储系统，该数据存储系统可以集成在数据接收端103的服务器上，也可以放在云端上或其他网络服务器上。进一步的，移动终端在与数据采集设备进行连接时，可根据实际情况进行多对多，一对多，多对一以及一对一的任意连接方式进行连接。

需要说明的是，上述实施例所展示的仅为一种示例性的应用环境，在具体的应用过程中，可根据实际情况确认具体的数据采集设备与移动终端之间的实时连接关系进行数据传输。

本申请实施例中提供了一种物联网数据无线传输系统，所述系统包括：数据采集设备、数据接收端和第一用户客户端。

所述数据采集设备用于采集目标对象的实时数据，并广播连接信号，使预设范围内的多个所述移动终端发现所述数据采集设备，多个所述移动终端上安装有所述第一用户客户端。其中，目标对象可以是单个生物体也可以是某个生物体种类集群中的多个生物体，例如，可以是特定的某只宠物狗，也可以是白鹭这个群体中的任意一只白鹭；其中每个目标对象对应的生物体上穿戴有数据采集设备，进而可以通过数据采集设备实时采集单个生物体的数据；预设范围为根据连接信号所能到达的最远的距离确定的范围，例如连接信号为蓝牙信号时，预设范围为距离数据采集设备10米的范围内；移动终端可以是智能手机，平板电脑，便携式笔记本电脑等移动设备；用户客户端可以以应用软件的形式安装于移动终端中，例如手机APP。

所述第一用户客户端用于获取数据采集任务，并基于所述数据采集任务与所述连接信号接收所述数据采集设备发送的实时数据，所述数据采集任务与所述数据采集设备相关联；其中，一个数据采集任务中可包含有对于多个不同目标对象的数据采集需求，因此一个数据采集任务可与多个数据采集设备相关联。示例性的，数据采集任务可以是对白鹭的行为数据的采集任务，白鹭作为一个生物种类可包含多个个体，每个个体上可穿戴对应的一个数据采集设备，在第一用户客户端获取到数据采集任务时，可获取到有对应的数据采集设备列表，且该列表中的每个设备均与数据采集任务相关联。对于第一用户客户端而言，接收到数据采集设备的连接信号可以是数据采集任务中相关联的设备的信号，也可以为不与数据采集任务中相关联的设备的信号。最后，所述第一用户客户端还用于将所述实时数据传输至数据接收端。

上述实施例中的移动终端具备分布广泛，携带方便的特点。采集人员可以随身携带移动终端接收数据采集设备所采集的目标对象的实时数据，并将上述实时数据转发数据接收端。以移动终端是智能手机为例，采集人员可携带智能手机与附近的多个数据采集设备建立实时连接关系，即使当前时刻处于野外环境，并未处于通信基站所覆盖的范围内，也可基于上述实时连接关系接收数据采集设备采集到的实时数据。在接收完实时数据后，采集人员可携带智能手机转移到办公室(即通信基站能覆盖的范围中)将实时数据传输至数据接收端。

进一步的，作为移动终端的智能手机，平板电脑以及笔记本电脑在全球范围内均有广泛的应用，并且上述移动终端中，本身已具备数据存储功能，蓝牙接收功能和蜂窝网络功能，在接收实时数据时，只需借助用户客户端即可实现数据的传输，不需要额外建立通信基站进行数据传输。

在本实施例中，可通过数据采集设备对目标对象的实时数据进行采集，并广播连接信号，使预设范围内的多个所述移动终端发现所述数据采集设备；在进行数据传输时，移动终端上的第一用户客户端可根据获取到的数据采集任务和连接信号接收对应的实时数据，然后可以将移动终端转移到通信基站的覆盖范围内，通过网络传输将实时数据传输给数据接收端。即使上述数据采集设备处于无通信基站覆盖的环境下，也依旧可以借助数据采集设备与移动终端的无线连接实现将数据传输至数据接收端的目的，从而保证了数据传输的成功率，提高了在无通信基站下数据采集设备中的实时数据传输效率与传输稳定性。

在其中一个实施例中，所述第一用户客户端用于基于所述连接信号确定所述数据采集设备与所述数据采集任务是否相关联，并在所述数据采集设备与所述数据采集任务相关联时，向所述数据采集设备发送数据传输请求。示例性的，数据采集任务为采集白鹭的相关数据时，第一用户客户端可获取到对应的数据采集设备的列表，例如设备A1、设备A2、设备A3、设备A4；但连接信号对应的数据采集设备可能是白鹭A1对应的设备，也可能是水牛B1对应的设备，因此需要确定连接信号对应的数据采集设备与数据采集任务是否相关联。若此时连接信号对应的数据采集设备为水牛B1身上的设备，则对应数据采集设备与数据采集任务不相关，不对连接信号进行响应；若此时连接信号对应的数据采集设备为白鹭A1身上的设备，则对应数据采集设备与数据采集任务相关联，需要对连接信号进行响应，并向数据采集设备A1发送数据传输请求。

然后，所述数据采集设备用于响应所述数据传输请求，将所述实时数据发送给所述第一用户客户端。

在本实施例中，根据数据采集设备与数据采集任务的关联性确定是否对相应的连接信号进行响应，并发送数据传输请求，根据数据传输请求进行实时数据传输，使得第一用户客户端可以按照指定的数据采集任务接收有效数据，避免连接其他数据采集设备，接收无效数据，提高了数据采集的效率。

在其中一个实施例中，所述数据采集设备还用于根据所述数据传输请求确定请求标识，并将所述请求标识与预设标识进行匹配；若匹配成功，则将所述实时数据发送给所述第一用户客户端。其中，预设标识为技术人员预先设置的标记信息，用于数据采集设备对请求连接的移动终端进行鉴定，只有请求连接的移动终端拥有下载数据的权限时允许连接。在第一用户客户端获取到数据采集任务时即获取到了对应的下载权限，所发送的数据传输请求中即可携带与预设标识对应的请求标识。

示例性的，若同一个采集空间中存在多个不同的数据采集任务，以及多个数据采集设备，且每个数据采集任务分别被不同的第一用户客户端获取时，每个数据采集设备均能接收到该空间中全部的多个不同的数据传输请求，此时需要识别区分与每个数据采集设备建立实时连接关系的第一用户客户端，数据采集设备与第一用户客户端的关系可以是多对多、一对多、多对一以及一对一的任意形式。

本实施例中，通过数据采集设备对第一用户客户端发起的数据传输请求进行进一步鉴定，可有效验证数据传输请求的正确性，防止实时数据的误传，在提高数据安全性的同时也能提高数据的传输效率。

在另一个实施例中，所述第一用户客户端用于基于用户的使用权限建立所述移动终端与所述数据采集设备的实时连接关系，并基于所述实时连接关系接收所述实时数据。在使用第一用户客户端之前，需要用户在客户端上完成注册，用户在登录后才能拥有对应应用软件的使用权限。进一步的。上述使用权限包括用户所持移动终端可以与数据采集设备建立连接关系的连接权限，用户能够从数据接收端下载其他用户上传的数据的权限。在本实施例中数据采集设备采集到的实时数据可以对所有注册用户进行开放，也可以对指定注册用户进行开放，具体的开放条件可以由技术人员在后台进行设定。例如，可以在应用软件中设置积分统计，用户可以使用积分兑换相应的使用权限。进一步的，对于用户自己上传的数据，也可以设置私密模式。不允许其他用户进行下载与浏览。需要强调的是，移动终端在接收实时数据时，可对实时数据进行加密封装处理，在将实时数据传输至数据接收端时，也可以对实时数据进行加密封装处理。

可选的，第一用户客户端还可以控制移动终端向周围广播近场通信信号，数据采集设备可对该信号进行响应，并将响应回传至移动终端，以便于移动终端发现周围可连接的数据采集设备。

在本实施例中，可先通过第一用户客户端对用户的使用权限进行鉴定，在确定用户具备下载数据的条件下，可建立对应移动终端与数据采集设备之间的实时连接关系，并基于实时连接关系近场数据储传输，进而提高了实时数据的保密性与安全性，避免了实时数据被滥用下载。

在其中一个实时例中，所述系统还包括第二用户客户端，所述第二用户客户端用于根据用户请求确定目标对象，根据所述目标对象确定对应的数据采集设备，并生成与所述数据采集设备相关联的数据采集任务，将所述数据采集任务发送给所述第一用户客户端。其中，第二用户客户端与第一用户客户端为同一应用程序，用户请求中的目标对象可以是单个特定生物体也可以是某个生物体种类集群中的多个生物体。当目标对象为单个特定生物体时，可确定对应的一个数据采集设备；当目标对象为某个生物体种类集群中的多个生物体时，可确定对应的一个数据采集设备列表，该列表中的所有数据采集设备均为可进行数据传输的设备。例如要采集白鹭的数据时，目标对象为白鹭A1、白鹭A2、白鹭A3、白鹭A4等，不对单个生物进行具体限定。进一步的，用户请求也可以同时包含两种不同的生物，分别生成数据采集任务。

在本实施例中，通过第二用户客户端根据用户请求确定数据采集任务，以便于第一用户客户端接收，并根据任务进行数据采集，可支持多个不同的用户客户端接收目标对象的实时数据提高了第二用户客户端获取数据的效率。

在另一个实施例中，第一用户客户端也可以根据用户请求对应的目标对象，以及目标对象对应的数据采集设备，此时对应生成的数据采集任务并不对外开放，直接被第一用户客户端所接收。相当于第一用户客户端根据用户请求开放了对应数据采集设备可以与移动终端连接的权限。

在其中一个实施例中，所述数据采集设备通过近场传输将所述实时数据发送至所述第一用户客户端。其中近场传输的方式包括但不限于蓝牙信号传输、Wifi信号传输、ZigBee信号传输、Z-Wave信号传输、NB-IOT信号传输、LoRa信号、传输SigFox信号传输以及SUB-1Ghz信号传输等。在使用时，可由技术人员根据实际应用场景确定采用何种信号进行使用。

在本实施例中，可以通过近场传输的方式进行数据传输，避免了在无通信基站覆盖时无法成功进行数据传输，提高了实时数据传输至移动终端的成功率以及稳定性。

在其中一个实施例中，所述实时数据包括环境信息、位置信息以及目标对象的行为信息中的至少一种。可选的，由于数据采集设备与移动终端之间通过近场传输的方式进行数据传输，而近场传输技术对传输距离大小有所限制，故数据采集设备与移动终端的距离是非常接近的。在一些实施例中，移动终端的位置数据可近似为目标对象的位置信息，以移动终端为智能手机为例，可通过手机中内置的全球定位系统(Global PositioningSystem，简称GPS)获取位置信息。其中，全球定位系统在无网络连接的情况下也能实现对手机的卫星定位。

进一步的，若采集人员在通过移动终端接收实时数据时发现实时数据不够完善，还可以借助用户客户端完善实时数据。例如，实时数据中仅包含有目标对象的行为信息，并未获取到环境信息，也可以由采集人员人工输入进行完善。可选的，除了上述三个数据之外，还可以在实时数据中添加时间数据，以便于后续根据时间变化对目标对象的活动进行分析。进一步的，实时数据也可以不包含环境信息、位置信息以及目标对象的行为信息，仅作为一个能够使得第一用户客户端确定目标对象出现在周围的一个信号，具体的环境信息、行为信息以及位置信息均可以由采集人员在第一用户客户端进行输入完善。

在本实施例中，通过对目标对象的数据进行采集有利于了解目标对象在不同时间不同环境中的行为，为研究目标对象的行为习性提供了数据支持。

在其中一个实施例中，所述数据采集设备还用于向所述移动终端广播连接信号，所述系统还包括信号转换器，在所述数据采集设备广播的连接信号为LoRa信号的情况下，所述信号转换器用于将LoRa信号转换为蓝牙信号或Wifi信号。其中，信号转换器为独立于移动终端的外部设备。LoRa信号，即远程无线电信号，相较于传统的无线传播方式，在同样的功耗下，LoRa信号具备更远的通信距离，实现了低功耗与远距离的统一。示例性的，在城镇区域内，LoRa信号的通信距离可达2-5km，在郊区区域内，LoRa信号的通信距离可达15km。进一步的，对于现有的智能手机、平板电脑以及便携式笔记本电脑等移动终端，并不能直接接收LoRa信号，因此需要加入信号转换器，将LoRa信号转换为移动终端可直接接收的信号。

在本实施例中，通过信号转换器将LoRa信号转换为蓝牙信号或Wifi信号，在不需要建立LoRa基站的情况下，也能借助LoRa信号实现数据传输。进一步的，LoRa技术实现了低功耗与远距离传输的统一，进而降低数据传输对于数据采集设备与移动终端的功耗，增加了设备的使用时长。

在其中一个实施例中，所述数据采集设备还用于向所述移动终端广播连接信号，所述系统还包括信号转换器，在所述数据采集设备广播的连接信号为蓝牙信号或Wifi信号的情况下，所述信号转换器用于增强所述连接信号的信号强度。蓝牙传输与Wifi传输均为常见的物联网短距离无线传输方式，且为移动终端默认可接受的信号，在上述两种信号下，信号转换器不需要执行信号转换的操作，但可以作为信号增强器使用，以便于移动终端能够更好的接收实时数据。

在本实施例中，通过信号转换器将数据采集设备所发射的连接信号进行了增强，有利于建立移动终端与数据采集设备之间更加稳定的实时连接关系，提高数据传输的稳定性和传输效率。

示例性的，若数据采集设备与移动终端的距离在10米以内，但不处于通信基站的覆盖范围内，可通过蓝牙传输或LoRa传输的方式将实时数据传输至移动终端，对于蓝牙传输而言，信号转换器可用于增强蓝牙信号，对于LoRa信号而言，信号转换器用于将LoRa信号转换为蓝牙信号；若数据采集设备与移动终端的距离在10米以外，但不处于通信基站的覆盖范围内，则可通过LoRa传输的方式将实时数据传输至移动终端；若数据采集设备与移动终端的距离在10米以外，但此时数据采集设备处于通信基站的覆盖范围内，可通过Wifi传输或LoRa传输的方式实现数据传输，对于Wifi信号而言，信号转换器可用于增强Wifi信号；若数据采集设备与移动终端的距离在10米以外，但此时数据采集设备处于通信基站的覆盖范围内，则可通过蓝牙传输、Wifi传输以及LoRa传输中的任意一种传输方式实现数据传输。

图2为本申请实时例中信号转换器的应用示意图，如图2所示，信号转换器可以将数据采集设备发射的蓝牙/Wifi/LoRa等近场通信信号转换为蓝牙/Wifi信号。

进一步的，本申请实施例中的信号转换器可以安装在某一区域内的固定装置，且多个信号转换器可以组合使用以实现对该区域进行全覆盖；也可以是与数据采集设备进行绑定的装置，同时安装于目标对象上，以扩大数据采集设备连接信号的覆盖范围；进一步的，信号转换器还可以是与移动终端互联的装置，以便于移动终端接收更多种类的连接信号。

图3为一个优选实施例中物联网数据无线传输的流程图，如图3所示，数据采集设备可采集目标对象的行为信息与环境信息，然后通过近场传输将目标对象的行为信息与环境信息传输至移动终端，并在移动终端补充目标对象的位置信息，最后移动终端借助蜂窝基站将上述三个信息传输至云服务器。

在其中一个实施例中，所述移动终端还用于基于所述实时数据确定所述目标对象的初步状态；基于所述初步状态生成数据标签，并建立所述数据标签与所述实时数据的对应关系。可以理解的是，移动终端在接收到实时数据之后，还可以借助深度学习算法对实时数据进行分析整理，并确定其初步状态。以白鹭A的实时数据分析为例，若行为信息为觅食中，环境信息为湖泊中，位置信息为厦门市，则对应的初步状态为白鹭A在厦门市的湖泊中觅食。与初步状态对应的数据标签可以是白鹭/厦门/湖泊/觅食。

进一步的，在将实时数据传输至数据接收端后，数据接收端可以根据接收到的多个实时数据与实时数据对应的数据标签进行对目标对象的行为分析。例如在对白鹭的习性进行研究时，可根据采集到的不同季节的数据，分别研究白鹭的繁殖规律，对自然环境的要求，捕食习性等内容。

在本实施例中，通过对实时数据进行分析确定目标对象的初步状态，再根据初步状态对其进行数据标注，为后续获取到大量目标对象的数据后能够根据数据标注的内容快速进行行为分析提供了支持，提高对目标对象行为研究的分析效率。

在其中一个优选实施例中，本申请实施例中的物联网数据无线传输系统可以提供智能合约服务。所述用户客户端用于接收用户的数据请求，根据所述数据请求发布数据采集任务；根据所述数据采集任务确定目标数据采集设备；根据所述数据采集任务与所述目标数据采集设备建立实时连接关系，并接收所述实时数据。

示例性的，甲研究人员需要对亚洲象的生活习性进行研究，可通过一下步骤进行智能合约服务。步骤一。甲用户在用户客户端上发送亚洲象实时数据采集请求，并制定相应的酬薪；步骤二，用户客户端可根据该请求，发布亚洲象众包数据采集任务；步骤三，A、B、C、D用户在看都客户端发布的任务之后，可选择接受该任务，同时，用户客户端在检测到该任务被接取之后，可开放相应的下载权限至A、B、C、D用户；步骤四，A、B、C、D用户各自携带移动终端至亚洲象出没的地点，并检测是否存在亚洲象对应的数据采集设备广播的连接信号，在检测到连接信号后向数据采集设备发送数据连接请求，其中，亚洲象上穿戴有指定数据采集设备；步骤五，对应的数据采集设备检测数据连接请求中是否包含有下载权限的标识，若存在标识，则根据请求建立数据采集设备和移动终端的实时连接关系；步骤六，数据采集设备通过实时连接关系将亚洲象的实时数据传输至对应的移动终端，其中，A、B、C、D用户可分别接收不同地点的亚洲象的实时数据；步骤七，A、B、C、D用户携带对应的移动终端至可进行网络传输的地点，将接收到的实时数据上传至云端服务器，云端服务器对上传的数据进行评估，判断上传数据是否符合甲用户的要求，在确定符合要求后即可将酬金发放至A、B、C、D用户的账号，并确定任务结束。进一步的，也可以在甲用户确认数据无误后进行酬金发放。

在本实施例中，通过物联网数据无线传输系统进行提供智能合约服务可以实现众包数据的获取，可根据用户不同需要进行任务发布，用较小的成本获取更多的数据，降低了用户采集目标对象在不同地区，不同时间的采集难度，同时将采集任务下放至各众包参与者也提高了数据采集的效率。

可以理解的是，除了上述例子之外，本申请实施例中的物联网数据无线传输系统还可能用于发布宠物代管服务，以便于实时了解宠物的行为；检测城市流浪动物的生活状态等用途。

图4为本申请实施例的数据采集设备的结构框图。如图4所示，上述设备包括数据采集模块41和通信模块42，所述数据采集模块41与所述通信模块42电连接；所述数据采集模块41用于采集目标对象的实时数据；所述通信模块42用于通过近场传输将所述实时数据传输至移动终端，使所述移动终端将所述实时数据传输给数据接收端。具体的，数据采集模块可以包括加速度传感器，环境传感器以及光传感器，其中加速度传感器用于获取目标对象的行为信息，环境传感器用于获取目标对象所处的环境信息，光传感器用于获取目标对象当前所处的位置信息。进而可以理解的是，目标对象的实时数据可包括目标对象对应的行为信息，环境信息以及位置信息。以目标对象为白鹭为例，行为信息可以是觅食中，飞行中，睡觉中等，环境信息可以是空中，稻田中，湖泊边，山林中等，位置信息可以是具体的省市信息，经纬度信息。

进一步的，数据采集模块采集到的实时数据可以是先存储于数据采集设备内部的存储模块中，待数据采集设备连接到移动终端后，通过通信模块42传输至对应的移动终端。可以在连接到移动终端后，实时采集并直接传输至移动终端。通信模块42在进行数据传输时可通过近场通信技术将采集到的实时数据进行传输。

可选的，移动终端在接收到实时数据之后，可先将实时数据存储于其内部的数据存储系统之中，待移动到有通信基站覆盖的环境中后，通过网络传输将接收到的数据传输到数据接收端。进一步的，还可以借助有线传输将移动终端中的实时数据进行导出；或者在移动终端接收到实时数据后，将实时数据存储至移动终端的外接存储卡中，在将实时数据转发至数据接收端时，可将存储卡接入数据接收端，然后进行拷贝导出。其中，外接存储卡可以是MMC卡、SD卡、MiniSD卡、Memory Stick卡、SM卡等。

本实施例中，所提供的数据采集设备可借助数据采集模块采集目标对象的实时数据，在对目标对象的实时数据进行传输时，其内部的通信模块可借助近场通信技术将实时数据传输至对应的移动终端，然后可以将移动终端转移到通信基站的覆盖范围内，通过网络传输将实时数据传输给数据接收端。即使上述数据采集设备处于无通信基站覆盖的环境下，也依旧可以借助数据采集设备与移动终端的无线连接实现将数据传输至数据接收端的目的，从而保证了数据传输的成功率，提高了在无通信基站下数据采集设备中的实时数据传输效率与传输稳定性。

在其中一个实施例中，所述设备还包括控制模块，所述控制模块与所述通信模块电连接，用于通过所述通信模块接收移动终端的数据传输请求，并基于所述数据传输请求，确定鉴权结果；基于所述鉴权结果生成数据传输指令，控制所述通信模块根据所述数据传输指令将所述实时数据传输至所述移动终端。可以理解的是，数据采集设备在将采集到的实时数据传输至移动终端时，该移动终端需要是可以信任的设备，因此在数据传输前还需要对移动终端进行鉴权，在确认移动终端可以信任的情况下建立实时连接关系。

具体的可以通过如下步骤建立连接关系，步骤一，通信模块接收移动终端的数据传输请求。移动终端在检测到其附近存在可以连接的数据采集设备后，可向该数据采集设备发起数据传输请求。步骤二，将数据传输请求转发至控制模块，控制模块基于数据传输请求确定鉴权结果。示例性的，控制模块在识别数据连接请求时，若检测到该移动终端存在历史连接记录时，则鉴权结果为可信任设备；若检测到该移动终端不存在历史连接记录时，则识别数据连接请求中是否存在预设标识，若存在预设标识，则鉴权结果为可信设备，若不存在预设标识则鉴权结果为不可信设备。其中，预设标识可以是数据采集设备再投入使用前，由技术人员预先设置于控制模块中的信息，也可以在使用过程中，由技术人员后续进行更新。进一步的，在数据采集设备中，可以仅设置单个预设标识，也可以设置多个预设标识组成的标识集群。对于不同的目标对象，也可以设置同一个预设标识，也可以设备不同的预设标识。步骤三，基于所述鉴权结果生成数据传输指令，控制所述通信模块根据所述数据传输指令将所述实时数据传输至所述移动终端。具体的，若鉴权结果为可信任设备，则生成数据传输指令，并建立数据采集设备与移动终端之间的实时连接关系。若鉴权结果为不可信设备，则拒绝移动终端的连接请求。

需要说明的是，本实施例中所提供的鉴权方式仅为示例说明，其实现方式并不做具体限定，任何能够实现对数据连接请求进行识别并鉴定的方式均可用于本实施例中。

在本实施例中，通过控制模块对移动终端的数据连接请求进行鉴权，并基于鉴权结果确定是否进行数据传输，避免了将目标对象的实时数据传输至不可信的设备，提高了数据的保密性。

在其中一个实施例中，所述通信模块包括天线单元，用于向所述移动终端广播第一连接信号。其中，天线单元可以由一根或多根鞭状天线组成。具体的，在数据采集设备处于开启状态时，其可以一直向外广播第一连接信号，以便于移动终端发现数据采集设备。其中，第一连接信号可以是蓝牙信号，Wifi信号，LoRa信号，窄带物联网信号(Narrow BandInternet of Things，简称NB-IoT)等近场通信信号中的至少一种。同时，天线单元也可以接收移动终端发送的请求信号，该请求信号上承载有上文所提及的数据传输请求。同样的，请求信号也可以为蓝牙信号，Wifi信号，LoRa信号，NB-IoT信号等近场通信信号中的至少一种。

在本实施例中，通过天线单元向移动终端广播第一连接信号，有利于移动终端发现数据采集设备，便于更多移动终端发现设备，连接设备，在进行数据传输时能够提高数据传输的效率。

在其中一个实施例中，所述设备还包括光伏模块，用于为所述数据采集设备提供运行能量。具体的，光伏模块包括能量转换单元和储能单元。示例性的，上述光伏模块可以由光伏玻璃，晶体硅电池等组成的光伏组件，可通过将太阳能转换为电能为数据采集设备提供能量。

在本实施例中，通过光伏模块将光能转换为电能，并对电能进行存储，能够为数据采集设备提供能量，增加数据采集设备工作时间。进一步的，光伏模块能够为设备中的各个模块提供足够的运行能量，使得各模块均能保持高水平的运转能力，进而提高了数据采集传输能力。

在另一个实施例中，本申请实施例中的数据采集设备也可以为无源物联网终端，相应的光伏模块可以是利用环境能量采集技术的供能模块，不需要内置电池即可实现为数据采集设备提供能量。具体的，环境能量采集技术可通过采集设备周围的微光能、热能、射频能、振动能以及其他能量至能量管理模组/芯片，由能量管理模组/芯片对采集到的能量进行管理并转换为电能，进而供给设备中的其它模块进行工作。从而进一步降低数据采集设备的尺寸以及重量。

图5为一个优选实施例的数据采集设备的结构框图，如图5所示，数据采集设备可包括数据采集模块41、通信模块42、控制模块53以及光伏模块54。其中，数据采集模块41可包含有加速度传感器411，环境传感器412以及光传感器413；通信模块42包括天线单元421，控制模块53可以由微控制单元531(Microcontroller Unit，简称MCU)构成，光伏模块54包括能量转换单元541和储能单元542组成。

进一步的，在另一个实施例中，为进一步缩小数据采集设备的尺寸，加速传感器以及环境传感器也可以进行缩减，可由数据采集人员在移动终端上对目标对象的实时数据进行补充。

上述数据采集设备中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种应用上述物联网数据无线传输系统的物联网数据无线传输方法，该方法所提供的解决问题的实现方案与上述系统中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个物联网数据无线传输方案实施例中的具体限定可以参见上文中对于物联网数据无线传输系统的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种物联网数据无线传输方法，所述方法包括：

获取目标对象的实时数据，并通过近场传输将所述实时数据发送给所述移动终端；

通过网络传输控制所述移动终端中将所述目标对象的实时数据转发至所述数据接收端。

图6是本实施例的物联网数据无线传输方法的流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤：

步骤S601，控制数据采集设备采集目标对象的实时数据，并对外广播连接信号；

步骤S602，控制移动终端接收连接信号，并根据连接信号向数据采集设备返回数据传输请求；

步骤S603，基于数据传输请求判断移动终端是否可靠；若是，则根据数据传输请求建立移动终端与数据采集设备的实时连接关系；

步骤S604，基于实时连接关系控制移动终端接收目标对象的实时数据，并根据实时数据确定目标对象的初步状态，基于初步状态生成数据标签，同时建立数据标签与实时数据之间的对应关系；

步骤S605，控制移动终端通过网络传输将实时数据传输至数据接收端。

上述实施例所提供的方法，在本实施例中，可通过数据采集设备对目标对象的实时数据进行采集，在进行数据传输时，可借助近场通信技术将实时数据传输至对应的移动终端，然后可以将移动终端转移到通信基站的覆盖范围内，通过网络传输将实时数据传输给数据接收端。即使上述数据采集设备处于无通信基站覆盖的环境下，也依旧可以借助数据采集设备与移动终端的无线连接实现将数据传输至数据接收端的目的，从而保证了数据传输的成功率，提高了在无通信基站下数据采集设备中的实时数据传输效率与传输稳定性。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种物联网数据无线传输系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集设备、数据接收端和第一用户客户端；

所述数据采集设备用于采集目标对象的实时数据，并广播连接信号，使预设范围内的多个移动终端发现所述数据采集设备，多个所述移动终端上安装有所述第一用户客户端；

所述第一用户客户端用于获取数据采集任务，并基于所述数据采集任务与所述连接信号接收所述数据采集设备发送的实时数据，所述数据采集任务与所述数据采集设备相关联；

所述第一用户客户端还用于将所述实时数据传输至数据接收端。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一用户客户端用于基于所述连接信号确定所述数据采集设备与所述数据采集任务是否相关联，并在所述数据采集设备与所述数据采集任务相关联时，向所述数据采集设备发送数据传输请求；

所述数据采集设备用于响应所述数据传输请求，将所述实时数据发送给所述第一用户客户端。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据采集设备还用于根据所述数据传输请求确定请求标识，并将所述请求标识与预设标识进行匹配；若匹配成功，则将所述实时数据发送给所述第一用户客户端。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二用户客户端，所述第二用户客户端用于根据用户请求确定目标对象，根据所述目标对象确定对应的数据采集设备，并生成与所述数据采集设备相关联的数据采集任务，将所述数据采集任务发送给所述第一用户客户端。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二用户客户端还用于基于所述数据采集任务从所述数据接收端下载所述目标对象的实时数据。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集设备通过近场传输将所述实时数据发送至所述第一用户客户端。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实时数据包括环境数据、定位数据以及目标物的行为数据中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括信号转换器，在所述连接信号为LoRa信号的情况下，所述信号转换器用于将LoRa信号转换为蓝牙信号或Wifi信号。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括信号转换器，在所述连接信号为蓝牙信号或Wifi信号的情况下，所述信号转换器用于增强所述连接信号的信号强度。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一用户客户端还用于基于所述实时数据确定所述目标对象的初步状态；基于所述初步状态生成数据标签，并建立所述数据标签与所述实时数据的对应关系。

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