随着科学技术的大力开展,关于物联网的应用在日常生活中随处可见,与物联网相关的技术也在不断更新发展中,并出现了低带宽、远距离、能做到大量连接的以物联网应用而设计的低功耗广域网。在低功耗广域网技术中,Lo Ra、NB-IoT脱颖而出,并成为物联网基础设施建设中的一个重要发展方向。如何合理有效的减少能耗、节约内存、又能保证网络性能的物联网传输系统成为许多学者的研究重点。本文以物联网数据通信系统为基础,对物联网数据通信软件设计和节能休眠机制进行研究,减少终端节点能量消耗。物联网数据通信软件系统基于ARM内核的开发板STM32搭载无线收发模块SX1278及外部设备进行软件开发,由Contiki操作系统完成对系统的整体调度,并使用KEIL U5集成工具完成开发。首先,对物联网数据通信系统进行介绍,对软件开发的硬件平台以及集成开发环境进行介绍。其次,设计了终端节点和网关的软件通信结构,完成终端节点和多模网关之间的可靠传输,具体地包括组网方式、封装帧格式、内存管理、确认回复等。接着,利用有人物联网云平台作为人机交互界面,对数据进行显示以及对设备进行配置和控制等。最后,对物联网数据通信软件系统进行功能测试,测试结果表明该软件系统具有可行性。对于大多数物联网传输系统终端节点都是采用定时上报的机制,如土壤温湿度监测、大气污染物浓度监测、智能抄表等,这种应用多是一些位置固定的、吞吐量一定的场景。为了使所设计的物联网数据通信软件系统能够应用在更多不同的场景中,如目标跟踪、认知网络等,终端节点采用自适应休眠机制,在数据量小或者不需要一直工作时能够进入休眠状态。本论文提出了自适应占空比方法,把终端节点视为一个智能体,采用马尔科夫决策过程建立问题分析模型,终端节点以优化自身综合性能为目标,通过引入Q-Learning算法,预测活跃时隙。利用NS2仿真工具进行仿真,仿真结果表明,本论文所提出的基于Q-Learning的休眠算法能够有效提升系统性能,包括终端节点能耗、时延以及吞吐量。