CN109714792B - 一种数据收集方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据收集方法、装置及***，其中方法包括：S1监测装置接收***网关从无线传感器网络处获取的感知数据；S2所述监测装置对接收的感知数据进行分析，获得对应的分析结果，所述分析结果包括检测出的异常感知数据；S3所述监测装置以图表形式显示接收的所有感知数据，以及显示所述分析结果。

Description

一种数据收集方法、装置及***

技术领域

本发明涉及数据收集和处理技术领域，具体涉及一种数据收集方法、装置及***。

背景技术

相关技术中，在设定的监测区域对某一个目标进行监测时，通常通过人为地手持检测设备进行检测，进而将检测数据录入***，这种数据收集的方式十分麻烦，效率低下。此外，如何对数据进行相应的管理，以为相关管理人员提供实时准确的数据信息，是一个问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种数据收集方法、装置及***。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供了一种数据收集方法，该方法包括：

监测装置接收***网关从无线传感器网络处获取的感知数据；

所述监测装置对接收的感知数据进行分析，获得对应的分析结果，所述分析结果包括检测出的异常感知数据；

所述监测装置以图表形式显示接收的所有感知数据，以及显示所述分析结果；

其中，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和单个汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的感知数据，所述汇聚节点通过无线通信方式与传感器节点进行通信，收集所述感知数据并通过所述***网关传送至所述监测装置。

在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述监测装置还存储接收的感知数据和所述分析结果。

在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述监测装置还支持对存储数据的多条件的逻辑组合的检索。

在本发明第一方面实施例的一种能够实现的方式中，所述监测装置还在检测出异常的感知数据时向预先设定的用户终端发送报警信息。

本发明第二方面提供了一种数据收集装置，所述数据收集装置包括依次连接的数据接收模块、数据分析模块和数据显示模块，其中：

所述数据接收模块用于接收***网关从无线传感器网络处获取的感知数据；

所述数据分析模块用于对接收的感知数据进行分析，获得对应的分析结果，所述分析结果包括检测出的异常感知数据；

所述数据显示模块用于以图表形式显示接收的所有感知数据，以及显示所述分析结果；

其中，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和单个汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的感知数据，所述汇聚节点通过无线通信方式与传感器节点进行通信，收集所述感知数据并通过所述***网关传送至所述数据接收模块。

在本发明第二方面实施例的一种能够实现的方式中，所述数据收集装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储接收的感知数据和所述分析结果。

在本发明第二方面实施例的一种能够实现的方式中，所述数据收集装置还包括数据发送模块，所述数据发送模块在所述数据分析模块检测出异常的感知数据时向预先设定的用户终端发送报警信息。

本发明第三方面提供了一种数据收集***，所述数据收集***包括无线传感器网络、***网关和监测装置，所述无线传感器网络、***网关和监测装置用于执行如上所述的数据收集方法。

本发明的有益效果：基于无线传感器网络实现了充电桩感知数据的实时采集以及发送至监测装置进行处理，且基于监测装置实现了所监测位置的感知数据的异常分析和管理，能及时向用户提供准确的信息，具有及时性、准确性较高的特点。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明一个示例性实施例的一种数据收集方法的流程示意图；

图2是本发明一个示例性实施例的一种数据收集装置的结构示意框图；

图3是本发明一个示例性实施例的一种数据收集***的结构示意框图。

附图标记：

数据接收模块1、数据分析模块2、数据显示模块3、无线传感器网络10、***网关20、监测装置30。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本发明第一方面实施例提供了一种数据收集方法，该方法包括：

S1监测装置接收***网关从无线传感器网络处获取的感知数据；

S2所述监测装置对接收的感知数据进行分析，获得对应的分析结果，所述分析结果包括检测出的异常感知数据；

S3所述监测装置以图表形式显示接收的所有感知数据，以及显示所述分析结果；

其中，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和单个汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的感知数据，所述汇聚节点通过无线通信方式与传感器节点进行通信，收集所述感知数据并通过所述***网关传送至所述监测装置。

在本发明第一方面实施例的一种能够实现的方式中，所述监测装置还存储接收的感知数据和所述分析结果。

在本发明第一方面实施例的一种能够实现的方式中，所述监测装置还支持对存储数据的多条件的逻辑组合的检索。

在本发明第一方面实施例的一种能够实现的方式中，所述监测装置还在检测出异常的感知数据时向预先设定的用户终端发送报警信息。

如图2所示，本发明第二方面提供了一种数据收集装置，所述数据收集装置包括依次连接的数据接收模块1、数据分析模块2和数据显示模块3，其中：

所述数据接收模块1用于接收***网关从无线传感器网络处获取的感知数据；

所述数据分析模块2用于对接收的感知数据进行分析，获得对应的分析结果，所述分析结果包括检测出的异常感知数据；

所述数据显示模块3用于以图表形式显示接收的所有感知数据，以及显示所述分析结果；

其中，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和单个汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的感知数据，所述汇聚节点通过无线通信方式与传感器节点进行通信，收集所述感知数据并通过所述***网关传送至所述数据接收模块1。

在本发明第二方面实施例的一种能够实现的方式中，所述数据收集装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储接收的感知数据和所述分析结果。

在本发明第二方面实施例的一种能够实现的方式中，所述数据收集装置还包括数据发送模块，所述数据发送模块在所述数据分析模块2检测出异常的感知数据时向预先设定的用户终端发送报警信息。

如图3所示，本发明第三方面提供了一种数据收集***，所述数据收集***包括无线传感器网络10、***网关20、监测装置30，所述无线传感器网络10、***网关20、监测装置30用于执行如上所述的数据收集方法。

本发明上述实施例基于无线传感器网络实现了充电桩感知数据的实时采集以及发送至监测装置进行处理，且基于监测装置实现了所监测位置的感知数据的异常分析和管理，能及时向用户提供准确的信息，具有及时性、准确性较高的特点。

在本发明上述实施例的一种能够实现的方式中，所述汇聚节点初始时将满足下列条件的传感器节点判定为直接通信节点，将其他传感器节点判定为间接通信节点，并向各传感器节点广播判定信息：

式中，S_Oa表示汇聚节点与第a个传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离最近的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离次近的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离最远的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离次远的传感器节点的距离，N为网络中的传感器节点数量；

每隔一个预设的周期ΔT₀，所述汇聚节点计算所有直接通信节点的当前剩余能量的平均值Q_avg1，以及计算所有间接通信节点的当前剩余能量的平均值Q_avg2，当

时，所述汇聚节点选择一定数量的间接通信节点更新为直接通信节点，并将更新信息广播至所述一定数量的间接通信节点；

其中，在感知数据传输过程中，间接通信节点在其通信范围内相对于其距离汇聚节点更近的传感器节点中，选择最近的传感器节点作为下一跳，将采集的所监测位置的感知数据发送至下一跳；而直接通信节点将采集的感知数据直接发送至所述汇聚节点。

本实施例通过将传感器节点区分为直接通信节点和间接通信节点两种节点类型，使得传感器节点根据自身类型采用不同的通信方式与汇聚节点通信，提高了传感器节点与汇聚节点之间路由的灵活性。其中根据传感器节点的部署情况创造性地提出了相应的区分条件，确保有合适数量的传感器节点与汇聚节点直接通信，保障感知数据的收集；

无线传感器网络是由大量无线传感器节点以自组织模式构成的网络，它具有传感器节点密度高、网络拓扑变化频繁以及节点功率、计算能力和数据存储能力较好等特点，使得无线传感器网络能够用于监测领域中。然而，现有的无线传感器网络因传感器节点的能量有限，依然存在较多的缺陷。基于该问题，本实施例进一步基于各传感器节点的能量信息提供了间接通信节点的转换条件，其中在直接通信节点的平均能量低于一定条件时，所述汇聚节点将一定数量的间接通信节点转换为直接通信节点，有利于进一步平衡网络内各传感器节点的能量，进一步避免能量空洞现象的发生，提高无线传感器网络运行的稳定性。

在一种能够实现的方式中，所述直接通信节点接收到所述汇聚节点广播的判定信息后，获取其通信范围内的间接通信节点的标识信息，根据该标识信息建立可更新节点列表；

所述汇聚节点选择一定数量的间接通信节点更新为直接通信节点，包括：

(1)所述汇聚节点确定最大更新节点数量X：

式中，m为当前直接通信节点的数量，

表示对

的结果取整；

其中，若

取X＝m；

(2)所述汇聚节点随机选择X个直接通信节点，向该X个直接通信节点发送更新指令；直接通信节点接收到所述更新指令后，根据其可更新节点列表选择一个间接通信节点，向选择的间接通信节点转发该更新指令，从而驱使该间接通信节点转换为直接通信节点；

(3)当已更新的间接通信节点的数量达到设定的数量阈值ρ，或者更新次数达到设定的次数阈值时，所述汇聚节点停止更新操作。

其中，ρ为网络中有能力与汇聚节点直接通信的传感器节点数量，可由专家更具网络情况进行合理确定。

本实施例以传感器节点的能量信息和数量信息作为最大更新节点数量确定所考虑的因素，进一步设定了最大更新节点数量的确定公式，使得汇聚节点在一个周期内更新节点通信模式的节点数量更为合理科学；本实施例进一步设置了汇聚节点停止更新操作的阈值条件，有利于避免由于无限次改变传感器节点的通信模式而给无线传感器网络的运行造成不利影响。

在一个实施例中，直接通信节点根据其可更新节点列表选择一个间接通信节点，具体执行：

(1)直接通信节点获取其可更新节点列表中各间接通信节点的信息，并根据该信息计算各间接通信节点的权值：

式中，H_Gb表示直接通信节点G的可更新节点列表中第b个间接通信节点的权值，Q_Gb为所述第b个间接通信节点的当前剩余能量，Q₇为预设的与汇聚节点直接通信所需的最小能量值，f(Q_Gb-Q_T)为判断取值函数，当Q_Gb-Q_T≥0时，f(Q_Gb-Q_T)＝1，当Q_Gb-Q_T＜0时，f(Q_Gb-Q_T)＝0；S_Gb为直接通信节点；与所述第b个间接通信节点的距离，D_G为直接通信节点；的通信距离，α为预设的能量影响权值，β为预设的距离影响权值；

(2)直接通信节点选择权值最大的间接通信节点转发该更新指令。

本实施例由直接通信节点根据其可更新节点列表来选择需要更新的间接通信节点，有利于平衡能耗，其中相应地提出了权值的计算公式，根据该权值确定间接通信节点，能够保证所选择的间接通信节点在更换通信方式后能够有足够的能量与汇聚节点直接通信，保证数据传输的稳定性，另一方面有利于减少由于模式变换给该间接通信节点带来的能量损耗。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将***的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的***和终端的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路、数字信号处理器、数字信号处理***、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于随机存取存储器、只读内存镜像、带电可擦可编程只读存储器或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储***、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种数据收集方法，其特征是，包括以下步骤：

监测装置接收***网关从无线传感器网络处获取的感知数据；

所述监测装置对接收的感知数据进行分析，获得对应的分析结果，所述分析结果包括检测出的异常感知数据；

所述监测装置以图表形式显示接收的所有感知数据，以及显示所述分析结果；

其中，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和单个汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的感知数据，所述汇聚节点通过无线通信方式与传感器节点进行通信，收集所述感知数据并通过所述***网关传送至所述监测装置；所述汇聚节点初始时将满足下列条件的传感器节点判定为直接通信节点，将其他传感器节点判定为间接通信节点，并向各传感器节点广播判定信息：

式中，S_Oa表示汇聚节点与第a个传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离最近的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离次近的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离最远的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离次远的传感器节点的距离，N为网络中的传感器节点数量；

每隔一个预设的周期ΔT₀，所述汇聚节点计算所有直接通信节点的当前剩余能量的平均值Q_avg1，以及计算所有间接通信节点的当前剩余能量的平均值Q_avg2，当

时，所述汇聚节点选择一定数量的间接通信节点更新为直接通信节点，并将更新信息广播至所述一定数量的间接通信节点；

其中，在感知数据传输过程中，间接通信节点在其通信范围内相对于其距离汇聚节点更近的传感器节点中，选择最近的传感器节点作为下一跳，将采集的所监测位置的感知数据发送至下一跳；而直接通信节点将采集的感知数据直接发送至所述汇聚节点；

所述直接通信节点接收到所述汇聚节点广播的判定信息后，获取其通信范围内的间接通信节点的标识信息，根据该标识信息建立可更新节点列表；

所述汇聚节点选择一定数量的间接通信节点更新为直接通信节点，包括：

(1)所述汇聚节点确定最大更新节点数量X：

式中，m为当前直接通信节点的数量，

表示对

的结果取整；

其中，若

取X＝m；

(2)所述汇聚节点随机选择X个直接通信节点，向该X个直接通信节点发送更新指令；直接通信节点接收到所述更新指令后，根据其可更新节点列表选择一个间接通信节点，向选择的间接通信节点转发该更新指令，从而驱使该间接通信节点转换为直接通信节点；

(3)当已更新的间接通信节点的数量达到设定的数量阈值ρ，或者更新次数达到设定的次数阈值时，所述汇聚节点停止更新操作。

2.根据权利要求1所述的一种数据收集方法，其特征是，所述监测装置还存储接收的感知数据和所述分析结果。

3.根据权利要求2所述的一种数据收集方法，其特征是，所述监测装置还支持对存储数据的多条件的逻辑组合的检索。

4.根据权利要求1所述的一种数据收集方法，其特征是，所述监测装置还在检测出异常的感知数据时向预先设定的用户终端发送报警信息。

5.一种数据收集装置，其特征是，所述数据收集装置包括依次连接的数据接收模块、数据分析模块和数据显示模块，其中：

所述数据接收模块用于接收***网关从无线传感器网络处获取的感知数据；

所述数据分析模块用于对接收的感知数据进行分析，获得对应的分析结果，所述分析结果包括检测出的异常感知数据；

所述数据显示模块用于以图表形式显示接收的所有感知数据，以及显示所述分析结果；

其中，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和单个汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的感知数据，所述汇聚节点通过无线通信方式与传感器节点进行通信，收集所述感知数据并通过所述***网关传送至所述数据接收模块；所述汇聚节点初始时将满足下列条件的传感器节点判定为直接通信节点，将其他传感器节点判定为间接通信节点，并向各传感器节点广播判定信息：

式中，S_Oa表示汇聚节点与第a个传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离最近的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离次近的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离最远的传感器节点的距离，

表示汇聚节点与距离次远的传感器节点的距离，N为网络中的传感器节点数量；

每隔一个预设的周期ΔT₀，所述汇聚节点计算所有直接通信节点的当前剩余能量的平均值Q_avg1，以及计算所有间接通信节点的当前剩余能量的平均值Q_avg2，当

时，所述汇聚节点选择一定数量的间接通信节点更新为直接通信节点，并将更新信息广播至所述一定数量的间接通信节点；

其中，在感知数据传输过程中，间接通信节点在其通信范围内相对于其距离汇聚节点更近的传感器节点中，选择最近的传感器节点作为下一跳，将采集的所监测位置的感知数据发送至下一跳；而直接通信节点将采集的感知数据直接发送至所述汇聚节点；

所述直接通信节点接收到所述汇聚节点广播的判定信息后，获取其通信范围内的间接通信节点的标识信息，根据该标识信息建立可更新节点列表；

所述汇聚节点选择一定数量的间接通信节点更新为直接通信节点，包括：

(1)所述汇聚节点确定最大更新节点数量X：

式中，m为当前直接通信节点的数量，

表示对

的结果取整；

其中，若

取X＝m；

(2)所述汇聚节点随机选择X个直接通信节点，向该X个直接通信节点发送更新指令；直接通信节点接收到所述更新指令后，根据其可更新节点列表选择一个间接通信节点，向选择的间接通信节点转发该更新指令，从而驱使该间接通信节点转换为直接通信节点；

(3)当已更新的间接通信节点的数量达到设定的数量阈值ρ，或者更新次数达到设定的次数阈值时，所述汇聚节点停止更新操作。

6.根据权利要求5所述的一种数据收集装置，其特征是，所述数据收集装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储接收的感知数据和所述分析结果。

7.根据权利要求5所述的一种数据收集装置，其特征是，所述数据收集装置还包括数据发送模块，所述数据发送模块在所述数据分析模块检测出异常的感知数据时向预先设定的用户终端发送报警信息。

8.一种数据收集***，其特征是，所述数据收集***包括无线传感器网络、***网关和监测装置，所述无线传感器网络、***网关和监测装置用于执行如2-4任一项所述的数据收集方法。

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