CN103402276A - 物联网海量感知数据高效传输***及方法 - Google Patents

物联网海量感知数据高效传输***及方法 Download PDF

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李静
鲁旭涛
李文檀
王博
王建中
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Abstract

本发明涉及物联网网络模型，具体是一种物联网海量感知数据高效传输***及方法。本发明解决了现有物联网网络模型能量消耗大、网络生存周期短、适用范围窄、收敛性弱、以及实际应用性差的问题。物联网海量感知数据高效传输***包括感知节点、汇聚节点、中继节点、管理平台；感知节点的数目为若干个；各个感知节点自动组网构成若干个感知节点自组织网络；汇聚节点的数目为若干个；各个汇聚节点分别位于各个感知节点自组织网络的覆盖区域内和各个感知节点自组织网络之间的盲区内；各个汇聚节点组网构成汇聚节点网络；中继节点位于汇聚节点网络的覆盖区域内；管理平台位于中继节点的覆盖区域内。本发明适用于大规模物联网。

Description

物联网海量感知数据高效传输***及方法
技术领域
本发明涉及物联网网络模型，具体是一种物联网海量感知数据高效传输***及方法。
背景技术
现有物联网网络模型按照其结构主要分为三种：基于簇树结构的物联网网络模型、以数据为中心的物联网网络模型、基于元胞自动机的物联网网络模型。其中，基于簇树结构的物联网网络模型存在两方面的问题：一方面，其节点功能是分层的，其簇头节点通常会传输大量的数据，导致其能量消耗大。另一方面，其节点是不平等的，导致其网络生存周期短。以数据为中心的物联网网络模型同样存在两方面的问题：一方面，其依赖于数据标识和指定的节点位置，导致其适用范围窄（不适用于动态且随机分布的无线传感器网络）。另一方面，其收敛性弱。基于元胞自动机的物联网网络模型则存在实际应用性差的问题。基于此，有必要发明一种全新的物联网网络模型，以解决现有物联网网络模型能量消耗大、网络生存周期短、适用范围窄、收敛性弱、以及实际应用性差的问题。
发明内容
本发明为了解决现有物联网网络模型能量消耗大、网络生存周期短、适用范围窄、收敛性弱、以及实际应用性差的问题，提供了一种物联网海量感知数据高效传输***及方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：物联网海量感知数据高效传输***，包括感知节点、汇聚节点、中继节点、管理平台；感知节点的数目为若干个；各个感知节点自动组网构成若干个感知节点自组织网络；汇聚节点的数目为若干个；各个汇聚节点分别位于各个感知节点自组织网络的覆盖区域内和各个感知节点自组织网络之间的盲区内；各个汇聚节点组网构成汇聚节点网络；中继节点位于汇聚节点网络的覆盖区域内；管理平台位于中继节点的覆盖区域内。
物联网海量感知数据高效传输方法（该方法在本发明所述的物联网海量感知数据高效传输***中完成），该方法是采用如下步骤实现的：
a.各个感知节点采集数据，并通过各个感知节点自组织网络将采集到的数据上传至各个汇聚节点；
b.各个汇聚节点接收数据，并对来自同一个感知节点自组织网络的数据进行归一化处理，然后通过汇聚节点网络将归一化处理后的数据上传至中继节点；
c.中继节点接收数据，并对来自汇聚节点网络的数据进行归一化处理，然后将归一化处理后的数据上传至管理平台；
d.管理平台接收数据，并对来自中继节点的数据进行归一化处理，然后根据归一化处理后的数据生成决策指令，并将决策指令下发至中继节点；
e.中继节点接收决策指令，并通过汇聚节点网络将决策指令下发至各个汇聚节点；
f.各个汇聚节点接收决策指令，并通过各个感知节点自组织网络将决策指令下发至各个感知节点。
与现有物联网网络模型相比，本发明所述的物联网海量感知数据高效传输***及方法具有如下优点：其一，与基于簇树结构的物联网网络模型相比，一方面，其通过对数据进行归一化处理，大幅降低了其节点的数据传输量，从而有效增强了其网络健壮性、有效减少了其能量消耗。另一方面，其节点是平等的，从而有效延长了其网络生存周期。其二，与以数据为中心的物联网网络模型相比，一方面，其无需依赖于数据标识和指定的节点位置，从而有效拓宽了其适用范围（完全适用于动态且随机分布的无线传感器网络）。另一方面，其收敛性更强。其三，与基于元胞自动机的物联网网络模型相比，其实际应用性更强。综上所述，本发明所述的物联网海量感知数据高效传输***及方法通过感知节点、汇聚节点、中继节点、管理平台进行层层自主决策，并通过感知节点、汇聚节点、中继节点、管理平台对海量数据进行归一化处理，实现了海量数据的高效传输，从而有效解决了现有物联网网络模型能量消耗大、网络生存周期短、适用范围窄、收敛性弱、以及实际应用性差的问题。
本发明有效解决了现有物联网网络模型能量消耗大、网络生存周期短、适用范围窄、收敛性弱、以及实际应用性差的问题，适用于大规模物联网。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-感知节点，2-汇聚节点，3-中继节点，4-管理平台，5-感知节点自组织网络的覆盖区域，6-汇聚节点网络的覆盖区域，7-中继节点的覆盖区域。
具体实施方式
物联网海量感知数据高效传输***，包括感知节点1、汇聚节点2、中继节点3、管理平台4；
感知节点1的数目为若干个；各个感知节点1自动组网构成若干个感知节点自组织网络；
汇聚节点2的数目为若干个；各个汇聚节点2分别位于各个感知节点自组织网络的覆盖区域5内和各个感知节点自组织网络之间的盲区内；各个汇聚节点2组网构成汇聚节点网络；
中继节点3位于汇聚节点网络的覆盖区域6内；
管理平台4位于中继节点3的覆盖区域7内。
物联网海量感知数据高效传输方法（该方法在本发明所述的物联网海量感知数据高效传输***中完成），该方法是采用如下步骤实现的：
a.各个感知节点1采集数据，并通过各个感知节点自组织网络将采集到的数据上传至各个汇聚节点2；
b.各个汇聚节点2接收数据，并对来自同一个感知节点自组织网络的数据进行归一化处理，然后通过汇聚节点网络将归一化处理后的数据上传至中继节点3；
c.中继节点3接收数据，并对来自汇聚节点网络的数据进行归一化处理，然后将归一化处理后的数据上传至管理平台4；
d.管理平台4接收数据，并对来自中继节点3的数据进行归一化处理，然后根据归一化处理后的数据生成决策指令，并将决策指令下发至中继节点3；
e.中继节点3接收决策指令，并通过汇聚节点网络将决策指令下发至各个汇聚节点2；
f.各个汇聚节点2接收决策指令，并通过各个感知节点自组织网络将决策指令下发至各个感知节点1。

Claims (2)

1.一种物联网海量感知数据高效传输***，其特征在于：包括感知节点（1）、汇聚节点（2）、中继节点（3）、管理平台（4）；
感知节点（1）的数目为若干个；各个感知节点（1）自动组网构成若干个感知节点自组织网络；
汇聚节点（2）的数目为若干个；各个汇聚节点（2）分别位于各个感知节点自组织网络的覆盖区域（5）内和各个感知节点自组织网络之间的盲区内；各个汇聚节点（2）组网构成汇聚节点网络；
中继节点（3）位于汇聚节点网络的覆盖区域（6）内；
管理平台（4）位于中继节点（3）的覆盖区域（7）内。
2.一种物联网海量感知数据高效传输方法，该方法在如权利要求1所述的物联网海量感知数据高效传输***中完成，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
a.各个感知节点（1）采集数据，并通过各个感知节点自组织网络将采集到的数据上传至各个汇聚节点（2）；
b.各个汇聚节点（2）接收数据，并对来自同一个感知节点自组织网络的数据进行归一化处理，然后通过汇聚节点网络将归一化处理后的数据上传至中继节点（3）；
c.中继节点（3）接收数据，并对来自汇聚节点网络的数据进行归一化处理，然后将归一化处理后的数据上传至管理平台（4）；
d.管理平台（4）接收数据，并对来自中继节点（3）的数据进行归一化处理，然后根据归一化处理后的数据生成决策指令，并将决策指令下发至中继节点（3）；
e.中继节点（3）接收决策指令，并通过汇聚节点网络将决策指令下发至各个汇聚节点（2）；
f.各个汇聚节点（2）接收决策指令，并通过各个感知节点自组织网络将决策指令下发至各个感知节点（1）。
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