1.嵌入式无线网络系统,其特征在于:包括:
嵌入式主控模块,用于处理系统任务及存储数据;
无线通信模块,与嵌入式主控模块连接,支持多种无线通信协议,能够自动切换通信协议,并基于目标无线网络的参数自动调整通信参数;
智能网络管理模块,能够选择和管理多个可用的无线网络热点,选择无线网络热点进行连接,并且能够切换至其他无线网络热点;
资源优化模块,根据系统资源动态加载和卸载无线网卡驱动,优化系统资源占用;
安全性能模块,在系统接入无线网络时进行双向安全认证,并加密传输的数据;当检测到异常情况时,向智能网络管理模块发出恢复指令;
数据处理模块,对数据包分别进行标签标记,并执行相应的压缩策略,对应用层发送的数据进行压缩和解压缩;
电源管理模块,能够根据系统运行状态数据和外部环境数据调整电源供应策略。
2.根据权利要求1所述的嵌入式无线网络系统,其特征在于:无线通信模块包括:协议自适应模块,能够扫描周围的无线网络热点,接收并分析无线网络热点发出的信号,识别目标无线网络热点的协议类型,将其与设备支持的协议列表进行比对,若目标协议在协议列表中,则自动选择相应的通信协议进行通信;反之,切换到其他无线网络热点继续比对;
参数配置模块,用于收集目标无线网络热点的参数,并与设备当前配置进行比较,根据比较结果,调整设备的通信参数,与目标无线网络热点建立连接;建立连接后,进行数据传输测试;若通过数据传输测试,则进行格式保存,并进行下一步骤,反之,则重新调整通信参数。
3.根据权利要求2所述的嵌入式无线网络系统,其特征在于:网络管理模块包括:热点信息接收模块,用于接收无线网络热点的信息;
热点评估模块,基于无线网络热点的信息对无线网络热点进行评估,选择最佳无线网络热点进行连接;具体为:根据无线网络热点的信息,获取每个无线网络热点的信号强度XH、安全性AQ和带宽DK;并通过信号强度XH、安全性AQ和带宽DK计算评估指数一PG其中:β
通过每个无线网络热点的连接成功率LJ、断线率DX和平均连接时长PJ计算评估指数二PG通过每个无线网络热点的延迟率YC、抖动数据DS和数据吞吐量ST计算评估指数三PG其中:γ
根据评估指数一PG
4.根据权利要求3所述的嵌入式无线网络系统,其特征在于:资源优化模块包括:驱动管理模块,用于根据系统资源状况动态加载或卸载无线网卡驱动;
资源监测模块,实时系统资源的使用情况;系统资源至少包括CPU、内存以及网络带宽;
资源调度模块,根据当前任务需求动态调整资源分配。
5.根据权利要求4所述的嵌入式无线网络系统,其特征在于:安全性能模块包括:双向认证模块,在系统接入无线网络时,与接入点进行双向身份认证,确保接入安全;
数据加密模块,用于加密传输的数据;
防火墙模块,实时监测网络环境以及防御网络攻击;
故障恢复模块,在无线网络连接发生故障时,自动检测故障类型并触发相应的恢复策略。
6.根据权利要求5所述的嵌入式无线网络系统,其特征在于:故障恢复模块的工作步骤为;
获取无线网络热点的历史网络延迟数据,预估该无线网络热点的测算网络状态值WT;所依据的公式为:WT
其中:WT
获取无线网络热点的实时网络流量数据WL、实时延迟数据YC及丢包率DB,计算实时网络状态指数WZ;
其中,WL
根据测算网络状态值W
预设网络状态指数阈值WY;将测算网络状态指数WD与网络状态指数阈值WY进行比较,若条件满足测算网络状态指数WD≥网络状态指数阈值WY;则向智能网络管理模块发送恢复指令,重新选择无线网络热点,并生成故障历史记录。
7.根据权利要求6所述的嵌入式无线网络系统,其特征在于:数据处理模块包括:压缩模块:根据数据内容将应用层发送的数据包分别进行标签标记,标签为紧急程度和重要程度;紧急程度包括高紧急度、中紧急度和低紧急度;重要程度包括关键重要、中等重要和普通重要;
设置与标签对应的多级压缩策略;标签为高紧急度/关键重要和高紧急度/中等重要的数据包采用一级压缩策略;标签为中紧急度/关键重要和中紧急度/中等重要的数据包采用二级压缩策略;其余标签的数据包采用三级压缩策略;
解压缩模块:对接收到的压缩数据进行解压缩,以供应用层使用。
8.根据权利要求7所述的嵌入式无线网络系统,其特征在于:电源管理模块包括:电源监测模块,获取系统运行状态数据和外部环境数据的实时数据集和历史数据集,并分别将数据进行预处理,并过滤异常值;系统运行状态数据至少包括CPU使用率、内存占用率及硬盘温度;外部环境数据至少包括环境温度;
电源预测模块,使用LSTM机器学习算法对历史数据集进行训练,建立系统负载预测模型和温度预测模型;将实时数据集的数据输入系统负载预测模型和温度预测模型,得出负载预测值和温度预测值;
节能策略模块,设置有电源供应策略,包括低能耗策略、高性能策略及标准状态策略;低能耗策略、高性能策略及标准状态策略分别预设有与之对应的负载预测值阈值和温度预测值阈值;将负载预测值和温度预测值分别与不同策略的负载预测值阈值和温度预测值阈值进行比较,若满足负载预测值和温度预测值符合负载预测值阈值和温度预测值阈值的范围,则执行与之对应的策略。
9.根据权利要求8所述的嵌入式无线网络系统,其特征在于:还包括:用户界面模块,用于与用户进行交互;
日志记录模块,用于记录系统运行过程中的信息和事件。
10.接入无线网络的方法,适用于权利要求1-9任一项的嵌入式无线网络系统,其特征在于:包括以下步骤:使用嵌入式无线网络系统中的无线通信模块扫描多个可用的无线网络热点;
通过智能网络管理模块从扫描到的无线网络热点中选择一个或多个目标无线网络热点进行连接;
在嵌入式主控模块的控制下,无线通信模块基于目标无线网络的参数自动调整通信参数,并接入选定的无线网络热点;
在接入无线网络时,安全性能模块执行双向安全认证,并加密传输的数据;
实时监测系统资源的使用情况,资源优化模块根据当前任务需求动态调整资源分配;
当无线网络连接发生故障时,安全性能模块自动检测故障类型并触发相应的恢复策略,确保系统快速恢复正常工作。