本发明涉及智能管理，具体而言，涉及一种用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒方法及系统。
背景技术：
1、随着物联网（iot）设备的广泛应用，wi-fi网络连接成为了这些设备实现远程控制、数据传输和信息共享的重要手段。然而，在实际应用中，当前的iot设备在网络连接和功耗管理方面仍然面临一些问题。
2、当前广泛使用的wi-fi网络主要分为2.4ghz和5ghz两个频段。在实际应用中，这两个频段的网络质量存在较大差异。现有的iot设备无法在动态的网络环境中智能地选择最佳连接网络。并且现有的wi-fi连接为保持连接稳定性即使在网络流量较低或不频繁使用时，依然保持持续连接状态，从而导致电池电量的快速消耗。而存在休眠机制的设备在进入低功耗模式后，通常通过预设的时间间隔进行唤醒，无法根据实际使用需求动态调整休眠时长，导致在用户需要使用时无法立即恢复连接影响用户体验。
3、因此，有必要设计一种用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒方法及系统用以解决当前技术中存在的问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明提出了一种用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒方法及系统，旨在解决当前物联网设备频段兼容性低、保活唤醒机制无法根据实际需求进行动态调整的问题。
2、一个方面，本发明提出了一种用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，应用于物联网设备，所述物联网设备包括wi-fi模块和数据传输模块，所述wi-fi模块用于扫描周围的wi-fi网络，所述wi-fi网络包括2.4ghz和5ghz频段的可用网络；所述数据传输模块用于进行数据传输，用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统包括：
3、存储模块和控制模块，所述存储模块被配置为存储连接密钥、身份验证信息以及历史休眠数据；
4、所述控制模块与所述wi-fi模块、存储模块以及数据传输模块连接，所述控制模块包括采集单元、处理单元、判断单元和唤醒单元；
5、所述采集单元被配置为基于所述wi-fi模块扫描周围的wi-fi网络，所述采集单元根据每一所述wi-fi网络的wi-fi信号以及网络负载获得wi-fi网络质量，根据所述wi-fi网络质量确定待连接网络；
6、所述处理单元被配置为采用wpa3加密协议与所述待连接网络开始sae握手流程，连接成功后将连接密钥以及身份验证信息存储至所述存储模块；
7、所述判断单元被配置为采集所述数据传输模块的运行状态，根据所述运行状态判断是否进入低功率模式，当所述判断单元判定进入低功率模式时，开启休眠并运行保活机制；所述判断单元还被配置为采集当前时段信息，根据所述当前时段信息、运行状态并结合所述历史休眠数据获得休眠预测时长；
8、所述唤醒单元被配置为当进入低功率模式时，监测gpio引脚状态并开始计时，当gpio引脚状态变动或达到所述休眠预测时长时进行唤醒，并根据所述连接密钥和身份验证信息恢复连接。
9、进一步的，所述根据所述wi-fi网络质量确定待连接网络时，包括：
10、
11、其中，q表示wi-fi网络质量，s表示wi-fi信号强度，l表示网络负载，smax表示当前环境下的最大信号强度，a、b表示权重系数；
12、选取wi-fi网络质量数值最高的网络作为所述待连接网络。
13、进一步的，根据所述运行状态判断是否进入低功率模式时，包括：
14、所述判断单元以当前时刻为基准采集过去预设时间内所述数据传输模块的传输任务，采集每一次传输的数据量以及传输所用时间；
15、通过运行状态计算公式计算每一次传输任务的运行状态评估值，通过非参数估计法确定概率最高的运行状态评估值作为窗口评估值；
16、将所述窗口评估值与最低运行评估值进行比对，根据比对结果判定是否进入所述低功率模式；
17、所述运行状态评估值通过下式计算获得：
18、
19、其中，r表示运行状态评估值，di表示第i次传输的数据量，dmax表示窗口内最大传输数据量，fi表示第i次传输所用时间，fmax表示窗口内传输最大时间，n表示窗口内传输总次数。
20、进一步的，所述判断单元根据比对结果判定是否进入所述低功率模式时，包括：
21、当所述窗口评估值小于所述最低运行评估值时，所述判断单元判定进入所述低功率模式；
22、当所述窗口评估值大于或等于所述最低运行评估值时，所述判断单元判定不进入所述低功率模式。
23、进一步的，所述判断单元根据所述当前时段信息、运行状态并结合所述历史休眠数据获得休眠预测时长时，包括：
24、所述判断单元计算当前状态与历史状态的相似度，根据所述相似度获得所述休眠预测时长，所述当前状态包括所述当前时段信息与所述窗口评估值，所述历史状态包括所述历史休眠数据中每一次休眠的历史时段信息与历史窗口评估值；
25、所述相似度通过下式计算获得：
26、
27、其中，表示相似度，y表示当前时段信息，yi表示历史第i次休眠的历史时段信息，x表示窗口评估值，xi表示历史第i次休眠的历史窗口评估值，α、β分别表示时段权重与评估值权重，且α+β=1。
28、进一步的，所述判断单元根据所述相似度获得所述休眠预测时长时，包括：
29、当所述历史状态中存在与所述当前状态相似度大于0.8的数据时，选取相似度最大值对应的历史休眠数据作为所述休眠预测时长；
30、当所述历史状态中不存在与所述当前状态相似度大于0.8的数据时，选取相似度最大值对应的历史休眠数据作为初始休眠预测时长，并根据所述历史休眠数据对所述初始休眠预测时长进行处理获得所述休眠预测时长。
31、进一步的，所述判断单元根据所述历史休眠数据对所述初始休眠预测时长进行处理获得所述休眠预测时长时，包括：
32、筛选所述历史休眠数据中与所述当前时段信息对应的历史休眠数据，建立时段集合；
33、筛选所述时段集合中大于所述初始休眠预测时长的数据，建立调升集合；
34、筛选所述时段集合中小于所述初始休眠预测时长的数据，建立调降集合；
35、根据所述调升集合以及调降集合对所述初始休眠预测时长进行处理获得所述休眠预测时长。
36、进一步的，所述判断单元根据所述调升集合以及调降集合对所述初始休眠预测时长进行处理获得所述休眠预测时长时，包括：
37、；
38、其中，y表示休眠预测时长，m为调升集合中历史休眠数据的数量，yj表示调升集合中第j个历史休眠时长，y0为初始休眠预测时长，u为调降集合中历史休眠数据的数量，yk为调降集合中第k个历史休眠时长。
39、进一步的，所述唤醒单元还包括：
40、当gpio引脚状态变动时进行唤醒并停止计时，将本次休眠时段与休眠时长存入所述存储模块。
41、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过智能化的控制模块和动态调整的低功耗休眠机制，实现了物联网设备高效及低功耗运行。采集单元根据网络质量确定待连接网络实现2.4ghz和5ghz频段之间智能选择最佳网络，确保网络连接的稳定性和高效性，处理单元控制wi-fi模块采用wpa3加密协议保障了数据传输的安全性。判断单元动态分析数据传输模块的运行状态和当前时段信息，并结合历史休眠数据精准预测休眠时长，从而在进入低功耗模式后，通过保活机制保持网络连接的同时，有效降低设备的电能消耗。当设备需要重新唤醒时，唤醒单元根据gpio引脚状态快速恢复原有连接，确保物联网设备能够及时响应用户指令，提升用户体验。
42、另一方面，本技术还提供了一种用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒方法，应用于上述用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，包括：
43、扫描周围的wi-fi网络，根据每一所述wi-fi网络的wi-fi信号以及网络负载获得wi-fi网络质量，根据所述wi-fi网络质量确定待连接网络；
44、采用wpa3加密协议与所述待连接网络开始sae握手流程，连接成功后将连接密钥以及身份验证信息存储；
45、采集设备运行状态，根据所述运行状态判断是否进入低功率模式，当判定进入低功率模式时，开启休眠并运行保活机制；采集当前时段信息，根据所述当前时段信息、运行状态并结合所述历史休眠数据获得休眠预测时长；
46、当进入低功率模式时，监测gpio引脚状态并开始计时，当gpio引脚状态变动或达到所述休眠预测时长时进行唤醒，并根据所述连接密钥和身份验证信息恢复连接。
47、可以理解的是，上述用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒方法及系统具备相同的有益效果，在此不再赘述。
1.一种用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，应用于物联网设备，所述物联网设备包括wi-fi模块和数据传输模块，所述wi-fi模块用于扫描周围的wi-fi网络，所述wi-fi网络包括2.4ghz和5ghz频段的可用网络；所述数据传输模块用于进行数据传输，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，所述根据所述wi-fi网络质量确定待连接网络时，包括：
3.根据权利要求1所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，根据所述运行状态判断是否进入低功率模式时，包括：
4.根据权利要求3所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，所述判断单元根据比对结果判定是否进入所述低功率模式时，包括：
5.根据权利要求4所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，所述判断单元根据所述当前时段信息、运行状态并结合所述历史休眠数据获得休眠预测时长时，包括：
6.根据权利要求5所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，所述判断单元根据所述相似度获得所述休眠预测时长时，包括：
7.根据权利要求6所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，所述判断单元根据所述历史休眠数据对所述初始休眠预测时长进行处理获得所述休眠预测时长时，包括：
8.根据权利要求7所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，所述判断单元根据所述调升集合以及调降集合对所述初始休眠预测时长进行处理获得所述休眠预测时长时，包括：
9.根据权利要求1所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，所述唤醒单元还包括：
10.一种用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的用于物联网的双频低功耗wi-fi保活唤醒系统，其特征在于，包括：
