CN101207557A - 无线传感器网络中数据分发的***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线传感器网络中数据分发的***及方法，涉及远程监控及跟踪领域，为降低无线传感器网络中消息的发送量，确保最精确的数据最终分发到了整个网络而发明。当一个节点不仅要转发相邻节点传送来的数据，还要发送自己的数据时所有要发送的数据聚合，生成新的数据包和中间数据，向所有相邻节点送出，即只需一次数据广播消息和数据消息的发送，大大降低了网络中的消息发送量。接收数据广播消息的节点的中间数据与数据广播消息中的中间数据相同的情况下，通过接收信号强度大的数据而保证了最精确的数据最终分发到整个网络。本发明用于无线的、分布式的传感器网络的数据分发。

Description

无线传感器网络中数据分发的***及方法

技术领域

本发明涉及远程监控及跟踪领域，尤其涉及无线传感器网络中数据分发的***及方法。

背景技术

无线传感器网络是监视远程环境的有力工具，具有低成本、低功耗、多功能等很多独特的优点，因而可以广泛应用于许多不同的领域，如在军事上，可以实现战场实时监督和战场损失评估等；在商业上，可实现智能家居；在医疗上，可以远程实时监控病人的身体状况，一旦发生危急情况可在第一时间实施救助；在环境方面，可以实现生态环境监控、生物多样性监控等多种功能。

图1是一个典型的无线传感器网络的结构图。大量传感器节点被布置在整个被观测区域中，各个传感器节点将自己所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后传送给用户。由于无线传感器网络是面向特定应用领域的，对数据的采集通常都要求一定的准确性和实时性。在网络内将各传感器的数据进行分发，可以使整个网络都对监测的环境有全面的了解，从而增强***的容错性能；另一方面，可以将非常重要的数据(如在战场上监测到有敌人入侵)及时分发给每个节点。同时，由于传感器节点一般都是电池供电，电力资源十分有限，因此，有必要设计一种节能的数据分发协议，不仅使每个传感器可以将其数据有效地传送给网络内的其他节点，同时又可以延长传感器节点的生命周期。

在下文中，参照图4～12，根据Fifth ACM/IEEE MOBICOM Conference上的学术论文‘Adaptive Protocol for Information Dissemination in Wireless Sensor Networks’，描述了论文中一种在无线传感器网络中实现数据分发的方法。

首先，在该方法中定义了一种叫meta-data的数据，用它来对节点采集的每条信息进行简洁但完整的描述，可以看成是传感器节点数据的一种标识，但它所占的存储空间要比实际的数据小得多。如果两个数据相同，则它们的meta-data也相同，反之亦然。

另外，在该方法中还定义了三种消息，用于节点间的通信。ADV，当一个传感器节点有新数据要传送时，向其相邻节点发送含有meta-data的ADV消息；REQ，接收到ADV消息的节点，通过ADV中的meta-data判断节点中是否已经有此数据了，若没有，则发送REQ请求该数据；DATA，其中包括了节点中的实际数据和它的meta-data。

如图4所示，当节点A有新的数据a要传送时，它发送ADVa给相邻节点。它的每个相邻节点在收到ADVa后，将ADVa中的meta-data与它自己的数据的meta-data进行比较，若已有此数据，则不发送REQ；若没有该数据，则发送REQa请求此数据。节点A在接收到REQa后，将DATA发送出去。如图5和6所示。

节点A的相邻节点在收到新的数据后，还要将此数据再转发给它的相邻节点。如图7～9所示，节点B若此时并没有自身的新数据发送，则转发A的数据即可。转发的过程和节点分发自己的数据时类似，不同的是，由于B是从A收到该数据的，因此B不再向A发送ADVa。

另一种情况是，节点B若此时除了要转发A的数据a之外，还有自身的新数据b要发送。此时，B将数据a、b合成为一个新的数据ab，并生成新的meta-data，再进行转发。但由于A只需要B的新数据b，B向A发送只包含数据b的meta-data的ADVb，而向其余的相邻节点发送包含数据ab信息的meta-data的ADVab，如图10所示。B在接收到REQb和REQab后，分别向A和其余相邻节点发送数据b和ab，如图11、12所示。

从以上对该方法的叙述中，可以发现以下一些问题。

首先，在该方法中，当一个节点不仅要转发相邻节点传送来的数据，还要发送自己的数据时，针对不同的相邻节点要发送两次不同的ADV消息和两次不同的DATA消息。这种情况在网络中是经常出现的。因而上述做法是非常消耗能量的，进而会缩短每个节点甚至整个网络的生命周期。

其次，在传感器网络中，因为传感器的监测区域有可能重叠，经常会有多个传感器监测到同一目标的情况发生，因而产生基本相同的数据及其meta-data。但由于各个传感器离观测目标的远近、周围所处环境等外界因素的不同，它们对观测目标所产生的信号强度也会不同，更具体的说，所产生数据的精确度也会又不同。上面所述的方法，如果这些节点的数据都在网络中分发，可能会导致在整个网络内的各个节点中虽然存在对某一事件或目标的描述，但其精确度却各不相同。其中必然有一种描述会发送到sink节点和远程用户。对观测目标不精确的描述，很可能使sink节点以及远程用户对观测目标做出不正确的判断，从而导致严重的后果。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种无线传感器网络中数据分发的方法，能够减少网络中消息的发送量，从而降低节点的能耗，提高节点的使用寿命。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种无线传感器网络中数据分发的***，结合使用相应的数据分发方法，能够切实减少无线传感器网络中消息的发送量。

为解决上述第一个技术问题，本发明采取的技术方案是：一种无线传感器网络中数据分发的方法，包括步骤：

(1)某个要发送数据的节点，向其相邻节点发送数据广播消息；

(2)相邻节点收到该数据广播消息后，将数据广播消息中的中间数据与自身所具有的中间数据进行比较，并决定是否响应所述数据广播消息，若响应，则回送数据请求消息，然后执行步骤(3)；

(3)所述要发送数据的节点，收到数据请求消息后，向发出该数据请求消息的相邻节点发送数据消息；

(4)所述发出数据请求消息的相邻节点，收到数据消息后进行相应处理，形成新的数据项；

(5)所述收到数据消息的相邻节点，将所收到的数据转发给自己的相邻节点；在该步骤中，若所述收到数据消息的相邻节点，不仅要转发所收到的数据，同时还有自身的新数据要发送，则将所有要发送的数据封装成新的数据包和中间数据，然后向与其相邻的所有节点，发出数据广播消息，然后重复步骤(2)至(4)。

其中，所述步骤(2)具体为：

(21)相邻节点接收所述数据广播消息后，将数据广播消息中包含的中间数据与该相邻节点中的中间数据进行比较，若二者不匹配，或者只有部分匹配，则发送数据请求消息，接着执行步骤(3)。

所述步骤(4)具体为：

(41)所述发出数据请求消息的相邻节点，收到数据消息后，若该相邻节点中原有数据与所接收的数据消息中的数据有重复，则丢弃重复的数据，并将剩下的部分生成为新的数据项予以存储；否则，直接将所接收的数据消息中的数据生成为新的数据项予以存储。

优选地，在所述步骤(1)中的数据广播消息中还包含有数据在采集时的信号强度值。

相应地，所述步骤(2)又具体为：

(21a)相邻节点接收所述数据广播消息后，将数据广播消息中包含的中间数据与该相邻节点中的中间数据进行比较，若二者完全匹配且数据广播消息中的信号强度值大于该相邻节点中相应数据的信号强度值，则发送数据请求消息，接着执行步骤(3)；否则，不响应所述数据广播消息。

相应地，所述步骤(4)又具体为：

(41a)所述发出数据请求消息的相邻节点，收到数据消息后，用所接收的数据消息中的数据替换掉该相邻节点内相应的数据，并更新相应的信号强度值。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无线传感器网络中数据分发的***，包括通过无线网络连接的各节点，所述每个节点将自身要发送的新数据和所接收的数据封装成新的数据包和中间数据，向与其相邻的所有节点转发；每个节点都包括前后依次相连的传感单元、数据缓存与管理单元和消息控制与收发单元。

其中，传感单元用于观测目标，采集数据。

数据缓存与管理单元用于从数据中抽象出中间数据；判断该节点中是否存在与相邻节点具有相同的数据，并将判断结果传给消息控制与收发单元；将接收的数据中与该节点中的数据重复的部分丢弃；对节点内的不同数据进行数据聚合；并将采集和接收到的数据进行存储；

消息控制与收发单元用于接收和发送各种消息，并根据收到的消息的不同，通知数据缓存与管理单元执行各种动作，并根据不同情况生成不同的消息。

所述数据缓存与管理单元包括与所述传感单元相连的数据缓存管理单元，和与该数据缓存管理单元相连的数据缓存单元；其中，数据缓存管理单元用于数据的抽象、判断、丢弃、聚合，以及将判断结果向消息控制与收发单元传送；数据缓存单元用于存储节点采集和接收的数据。

所述数据缓存单元包括各数据项，每一数据项对应每一条不同的数据，每一数据项又包括中间数据、信号强度值和数据三个域；其中，中间数据域用于存放中间数据，信号强度值域用于存放采集时的数据的信号强度值，数据域用于存放数据。

所述消息控制与收发单元包括与所述数据缓存管理单元相连的消息控制单元，以及分别与该消息控制单元相连的消息接收单元和消息发送单元；其中，消息接收单元和消息发送单元分别用于消息的接收和发送；消息控制单元用于根据收到的消息的不同，通知数据缓存管理单元执行各种动作，并根据不同情况生成不同的消息。

通过上面的方法，当一个节点不仅要转发相邻节点传送来的数据，还要发送自己的数据时，就不需要针对不同的相邻节点要发送两次不同的数据广播消息和两次不同的数据消息了。而是将所有要发送的数据聚合，生成新的数据包和中间数据，向所有相邻节点送出，即只需一次数据广播消息和数据消息的发送，大大降低了网络中的消息发送量。另外，向该节点发送过数据的相邻节点虽然收到一定的重复数据，但可通过节点内的计算丢弃重复数据，得到有用的数据。由于节点内的计算所消耗的能量远比传送数据要小的多，而该方法又大大地减少了数据传送量，因此，对于减少节点的能耗，提高节点和整个网络的生命周期，其效果是显而易见的。

另一方面，该方法抑制了信号强度值小，即精确度低的数据在网络内分发，而使信号强度值最大的，即最精确的数据最终分发到了整个网络，使整个网络内对某一观测目标的描述达成一致，进而将最精确的数据传送给sink节点和远程用户，使其能够对观测目标能够作出正确的判断。

通过本发明所述的无线传感器网络中数据分发的***，利用相应的消息传递和数据处理方法，能够减少无线传感器网络中消息的发送量，降低节点的能耗；并且也能够使最精确的数据最终分发到了整个网络当中。

附图说明

图1所示是一个典型的无线传感器网络的结构图。

图2所示是本发明在无线传感器网络中进行数据分发的***的结构。

图3所示是应用于本发明的数据缓存的结构。

图4所示是传统方法中某个节点向相邻节点发送数据广播消息的传送示意图。

图5是图4所示的相邻节点向某个节点发送数据请求消息的传送示意图。

图6是图4所示的某个节点向相邻节点发送数据消息的传送示意图。

图7是图4所示的相邻节点向自己的相邻节点发送数据广播消息的传送示意图。

图8是图4所示的相邻节点自己的相邻节点向其发送数据请求消息的传送示意图。

图9是图4所示的相邻节点向其自己的相邻节点发送数据消息的传送示意图。

图10是图4所示的相邻节点向自己的所有相邻节点发送数据广播消息的传送示意图。

图11是图4所示的相邻节点自己的所有相邻节点向其发送数据请求消息的传送示意图。

图12是图4所示的相邻节点向自己的所有相邻节点发送数据消息的传送示意图。

图13是本发明中相邻节点向自己的所有相邻节点发送数据广播消息的传送示意图。

图14是本发明中相邻节点自己的所有相邻节点向其发送数据请求消息的传送示意图。

图15是本发明中相邻节点向自己的所有相邻节点发送数据消息的传送示意图。

图16是本发明中某节点有新数据时进行数据分发的流程图。

图17是本发明中某节点在接收到某一相邻节点发出的数据广播消息之后对可能发生的各种情况的处理流程图。

图18是本发明中某节点在接收到某一相邻节点发送的数据后将其转发的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施作详细的说明。

本发明提供了一种在无线传感器网络中数据分发的***和方法，能够减少网络中消息的发送量，使对目标观测最精确的数据在网络内分发，并使网络内各节点的数据保持一致，用于无线的、分布式的传感器网络的数据分发，从而实现对车辆、交通、人或自然环境等进行远程监控及跟踪。

图2是本发明的***结构图，用于在无线传感器网络中数据分发。***包括通过无线网络连接的各节点，每个节点都包括前后依次相连的传感单元、数据缓存与管理单元和消息控制与收发单元。其中，数据缓存与管理单元又包括与所述传感单元相连的数据缓存管理单元，和与该数据缓存管理单元相连的数据缓存单元；所述消息控制与收发单元又包括与所述数据缓存管理单元相连的消息控制单元，以及分别与该消息控制单元相连的消息接收单元和消息发送单元。

传感单元用于观测目标，采集数据。每一条不同的数据都对应了数据缓存中的一项，每一项又有中间数据、信号强度值和数据三个域。如图3所示，数据缓存由数据项组成，每个数据项又由中间数据meta-data、信号强度值和数据三个域。其中，中间数据域用于存放中间数据，信号强度值域用于存放采集时的数据的信号强度值，数据域用于存放数据。

数据缓存管理单元用于从数据中抽象出中间数据；在节点收到某个相邻节点的数据广播消息时，判断在缓存中是否存在此相邻节点的数据，并将判断结果传给消息控制单元，从而决定是否发送数据请求消息；不同数据进行数据聚合，合成新的数据包；若接收的数据与缓存中的数据有重复的，要将它从中分解出来丢弃；并将采集或接收到的数据放入数据缓存中。消息控制单元根据收到的消息的不同，来通知数据缓存管理单元执行各种动作，并根据上述不同的情况生成不同的消息。接收单元和传送单元负责接收和发送各种消息。

在本发明的***中，还建立了一种消息机制，来实现节点间的信息传递。其中，定义了三种消息，即数据广播消息ADV，数据请求消息REQ和数据消息DATA。这三种消息中都包含了标识数据的中间数据和采集此数据时的信号强度值。

本发明提供了一种在无线传感器网络中数据分发的方法，包括步骤：

(一)、当节点有新的数据要在网络中分发时，首先要向其相邻节点发送数据广播消息，询问它们是否需要此数据。

(二)、在该网络***中，每个节点都能有选择地接收其他节点的数据。接收到数据广播消息的节点若需要此数据，则发出数据请求消息，并等待接收数据消息。具体的说，当一个节点的某个相邻节点收到它发出的数据广播消息后，将广播消息中的中间数据与缓存中每一项的中间数据进行匹配，若不存在匹配的中间数据，或是只有部分匹配，都向该节点发出数据请求消息。若存在匹配的中间数据，则比较它们的信号强度，若后者大，则不响应此数据广播消息，若前者大，则发出数据请求消息，并在收到相应的数据消息后，替换原来的数据，更新相应的信号强度值。

(三)、当节点收到其相邻节点的数据请求消息后，向它们发送数据消息。

(四)、当节点收到某个相邻节点的数据包后，需要将其转发给其他的相邻节点。此时，如果节点内没有其他数据要发，则发送要转发数据的数据广播消息给相邻节点，但不包括发送此数据给该节点的相邻节点，然后重复上面(二)和(三)两个步骤。如果节点不仅要转发此数据，同时还有其他还未发送的数据要发送，则此时将所有要发送的数据封装成新的数据包和中间数据，再向其相邻节点，包括刚才传送数据给该节点的相邻节点，发出数据广播消息。接着，重复以上(二)和(三)两个步骤。

传感单元用于观测目标并采集数据。如图4中的节点A获得新的数据a后，先将数据传给数据缓存管理单元，生成中间数据meta-data，连同数据的信号强度值一起存入数据缓存，成为数据缓存中的一项。同时通知消息控制单元，节点有新的数据要发送，并将数据的meta-data和信号强度值传给消息控制单元。此时，消息控制单元根据meta-data和信号强度值生成数据广播消息ADVa，并发送给A的相邻节点，如图4所示。这里所说某个传感器节点的相邻节点指的是以该节点为中心、以小于该节点最大传输距离的某个值为半径的范围内的所有节点。这个半径也是预先设定的。

节点A在发送完ADVa消息之后，为了避免节点无止境的等待相邻节点向其发送REQ，立即设置定时器，在一定的时间内等待相邻节点的REQ消息。定时器时间的选定，一般和节点的相邻节点的个数以及和相邻节点间距离的大小成正比。图16说明了当某个节点有数据要传送时采取的步骤。

图17也是流程图，说明了某个节点在收到ADV后，针对不同的情况，采取不同的步骤。A的相邻节点的消息控制单元在接收ADVa后，将该消息在传送给数据缓存管理单元，通知它将ADVa的meta-data与数据缓存中meta-data的进行比较，看是否存在与前者匹配的meta-data，并将判断结果传送给消息控制单元。

如果不存在或存在部分匹配的meta-data，即没有或只有部分节点A的数据，消息控制单元将生成数据请求消息REQa，传送给节点A，如图5所示。如果某个相邻节点中存在完全匹配的meta-data，说明节点中已经有此数据。此时，还应比较它们的信号强度。如果缓存中数据的信号强度比节点A的要小，说明节点A在采集数据a时的感应信号强度大，采集的数据对观测目标的描述更加精确。为了使整个网络对同一事件或观测目标的描述达到一致，并使最精确的数据在网络内分发，此节点应发送REQa，请求A发送数据a，用它来替换原来的数据。如果缓存中数据的信号强度比节点A的大，则此时不响应ADVa，即不产生任何消息。如图5所示，A的某些相邻节点就没有响应ADVa。在这里，假设节点B的缓存中并没有相同的数据，节点B向A发出了REQa。

节点A的定时器到期时，若未收到任何相邻节点的REQ，则放弃发送数据消息DATA，否则，向这些节点发送数据a，如图6所示。

相邻节点接收到数据a后，消息控制单元将数据传给数据缓存管理单元。如果原来数据缓存中已有部分节点A的数据，则将数据a中的重复部分剔除，并为剩下的部分生成新的meta-data，将其放入缓存中，成为新的数据项。如果是因为缓存中的数据信号强度值小，数据不够精确而接收数据a的，则将数据a替换原来的数据，并更新它的信号强度值。否则，直接将数据a放入缓存，生成新的数据项。节点B属于最后一种情况，即只需将接收的数据直接放入缓存中，生成新的数据项。

此时，节点B要转发节点A的数据a。图18说明了某节点接收了相邻节点的数据后进行转发的过程。如果B自身没有别的数据要发送，即只需转发数据a。这种情况下转发数据和一个节点有采集到新的数据时要发送给它的相邻节点的步骤基本一致，略又不同。如图7，节点B要转发数据a，应先生成ADVa，然后发送给B的相邻节点，但并不包括A。因为A正是刚才发送数据a给B的节点，A中已经存在了数据a。其余步骤则完全相同。B在收到相邻节点的REQa后，发送DATA，如图8、9所示。

如果节点B不仅要转发数据a，同时还有自己的数据b要发送。这时数据缓存管理单元需要将数据a和b进行聚合，封装成新的数据包ab，生成新的meta-data和混合信号强度值。消息控制单元根据数据ab的meta-data和信号强度值生成数据广播消息ADVab，发送给它的相邻节点，其中也包括了发送数据a给B的节点A。节点B在发送了ADVab后，和前面一样，也设置定时器，等待相邻节点发送REQab。B在收到REQab后，发出DATA消息，将数据ab发送给请求此数据的相邻节点。

无线传感器网络内的节点在进行数据分发时，遵循以上规则和方法，大大地减少了网络内消息的传送量，高效地利用有限的能量来实现数据的分发。另一方面，使最精确的数据传送到每个传感器节点、sink节点和远程用户，使用户及时了解被关测区域的状态，对当前发生的事件或观测目标做正确的评估和判断。

Claims (10)

1.一种无线传感器网络中数据分发的方法，包括步骤：

(1)某个要发送数据的节点，向其相邻节点发送数据广播消息；

(2)相邻节点收到该数据广播消息后，将数据广播消息中的中间数据与自身所具有的中间数据进行比较，并决定是否响应所述数据广播消息，若响应，则回送数据请求消息，然后执行步骤(3)；

(3)所述要发送数据的节点，收到数据请求消息后，向发出该数据请求消息的相邻节点发送数据消息；

(4)所述发出数据请求消息的相邻节点，收到数据消息后进行相应处理，形成新的数据项；

(5)所述收到数据消息的相邻节点，将所收到的数据转发给自己的相邻节点；

其特征在于，在所述步骤(5)中，若所述收到数据消息的相邻节点，不仅要转发所收到的数据，同时还有自身的新数据要发送，则将所有要发送的数据封装成新的数据包和中间数据，然后向与其相邻的所有节点，发出数据广播消息，然后重复步骤(2)至(4)。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络中数据分发的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：

(21)相邻节点接收所述数据广播消息后，将数据广播消息中包含的中间数据与该相邻节点中的中间数据进行比较，若二者不匹配，或者只有部分匹配，则发送数据请求消息，接着执行步骤(3)。

3.根据权利要求2所述的无线传感器网络中数据分发的方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为：

(41)所述发出数据请求消息的相邻节点，收到数据消息后，若该相邻节点中原有数据与所接收的数据消息中的数据有重复，则丢弃重复的数据，并将剩下的部分生成为新的数据项予以存储；否则，直接将所接收的数据消息中的数据生成为新的数据项予以存储。

4.根据权利要求1所述的无线传感器网络中数据分发的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的数据广播消息中还包含有数据在采集时的信号强度值。

5.根据权利要求4所述的无线传感器网络中数据分发的方法，其特征在于，所述步骤(2)又具体为：

(21a)相邻节点接收所述数据广播消息后，将数据广播消息中包含的中间数据与该相邻节点中的中间数据进行比较，若二者完全匹配且数据广播消息中的信号强度值大于该相邻节点中相应数据的信号强度值，则发送数据请求消息，接着执行步骤(3)；否则，不响应所述数据广播消息。

6.根据权利要求5所述的无线传感器网络中数据分发的方法，其特征在于，所述步骤(4)又具体为：

(41a)所述发出数据请求消息的相邻节点，收到数据消息后，用所接收的数据消息中的数据替换掉该相邻节点内相应的数据，并更新相应的信号强度值。

7.一种无线传感器网络中数据分发的***，包括通过无线网络连接的各节点，其特征在于，所述每个节点将自身要发送的新数据和所接收的数据封装成新的数据包和中间数据，向与其相邻的所有节点转发；其中，

每个节点都包括前后依次相连的传感单元、数据缓存与管理单元和消息控制与收发单元；

其中，传感单元用于观测目标，采集数据；

数据缓存与管理单元用于从数据中抽象出中间数据；判断该节点中是否存在与相邻节点具有相同的数据，并将判断结果传给消息控制与收发单元；将接收的数据中与该节点中的数据重复的部分丢弃；对节点内的不同数据进行数据聚合；并将采集和接收到的数据进行存储；

消息控制与收发单元用于接收和发送各种消息，并根据收到的消息的不同，通知数据缓存与管理单元执行各种动作，并根据不同情况生成不同的消息。

8.根据权利要求7所述的无线传感器网络中数据分发的***，其特征在于，所述数据缓存与管理单元包括与所述传感单元相连的数据缓存管理单元，和与该数据缓存管理单元相连的数据缓存单元；其中，

数据缓存管理单元用于数据的抽象、判断、丢弃、聚合，以及将判断结果向消息控制与收发单元传送；

数据缓存单元用于存储节点采集和接收的数据。

9.根据权利要求8所述的无线传感器网络中数据分发的***，其特征在于，所述数据缓存单元包括各数据项，每一数据项对应每一条不同的数据，每一数据项又包括中间数据、信号强度值和数据三个域；其中，中间数据域用于存放中间数据，信号强度值域用于存放采集时的数据的信号强度值，数据域用于存放数据。

10.根据权利要求9所述的无线传感器网络中数据分发的***，其特征在于，所述消息控制与收发单元包括与所述数据缓存管理单元相连的消息控制单元，以及分别与该消息控制单元相连的消息接收单元和消息发送单元；其中，

消息接收单元和消息发送单元分别用于消息的接收和发送；

消息控制单元用于根据收到的消息的不同，通知数据缓存管理单元执行各种动作，并根据不同情况生成不同的消息。

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