[發明專利]一種物聯網內實時數據傳輸方法

無效

• 申請號: 201110246039.8
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102307235A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 金炯
• 申請（專利權）人: 江蘇合成物聯網科技有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

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技術領域

本發明設計一種物聯網數據傳輸方法，特別是一種物聯網內實時數據傳輸方法。

背景技術

隨著物聯網概念的普及，各種應用層出不窮，突出表現在交通、物流、公共健康、環境監測、基礎設施監測等領域。無線傳感器網絡作為物聯網兩大支柱性技術之一，與無線射頻識別技術（RFID?–?Radio?Frequency?Identification）一起，在近十年來取得了長足的發展，為物聯網的進一步推廣夯實了基礎。如今的傳感器不僅體積更小，價格更低廉，更是集成了音頻視頻等設備，具備了實時數據采集的功能；網絡技術也不斷演化推進，實現了自組織定位、網內信息處理、魯棒抗干擾等功能。因此，新一代傳感器網絡，如物聯網，將進一步綜合傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和無線通信技術，能夠協同感知、收集、監測各類信息，進行信息智能化分析處理，并做出相應的決策和反應。由于其廣泛的應用性，各類數據將更加紛繁復雜，可以預見，未來的傳感器網絡不僅需要支持傳統的彈性（沒有具體流量限制）數據流，更需要支持新興的非彈性（實時）數據流。

傳感器網絡中的擁塞控制不但能夠有效的避免網絡擁塞的發生，而且在資源受限型網絡中能夠最大限度的利用有限的資源，進而從整體上優化網絡性能。基于擁塞控制的重要性，傳感器網絡中已經存在不少擁塞控制協議，比如ARC[1],?CODA[2],?IFRC[3],?WRCP[4],?RCRT[5]等。然而，上述協議只是單純的針對彈性數據流而設計的，沒有充分考慮到非彈性數據流大量產生和存在的可能性。具體的講，我們通常用效用函數????????????????????????????????????????????????來描述數據帶寬和其效用（或服務質量）之間的關系。彈性數據流的效用函數往往可以用對數函數來表示，比如，其中r_s是帶寬，可見對于彈性數據流而言，只要是非零帶寬就會對應一個非零的效用值。而非彈性數據流的效用函數是S形（Sigmoid）函數，即需要帶寬超過S形的拐點值才會有一定的效用值。鑒于它們的不同性質，如果我們將已有的只是針對彈性數據流而設計的擁塞協議用于存在非彈性數據流的網絡，其結果會導致更加嚴重的網絡擁塞和帶寬分配的嚴重不公平性。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種物聯網內實時數據傳輸方法，通過新的擁塞協議，實現了信道資源分配的公平性，網絡性能優化以及實現了系統兼容可用性的效果。

本發明公開了一種物聯網內實時數據傳輸方法，包括由物理層、媒介存取控制層、網絡層、傳輸層和應用層組成的通信協議棧，物聯網內實時數據傳輸方法還包括如下步驟所述的擁塞協議：

1）：傳輸層，傳輸層還包括流量控制器模塊和漏桶算法模塊，

a?傳輸層接收應用層產生的數據流；

b流量控制器模塊依據流量控制器的計算分配每個數據流的流量值；

c?漏桶算法模塊依據步驟b產生的流量值分配令牌；

d?傳輸層以步驟c獲得的令牌為前提轉發數據流；

2）：媒介存取控制層，媒介存取控制層還包括轉發引擎模塊和通信棧模塊，

e?轉發引擎模塊接收步驟d中轉發的數據流；

f?轉發引擎模塊通過周期性廣播法于系統中獲得節點緩沖區節點隊列背壓信息；

g?由步驟f獲得的背壓信息根據倒退窗算法獲得隊列背壓以及最大隊列背壓；

h?根據步驟g獲得的隊列背壓以及最大隊列背壓對數據流進行分組；

i?通信棧模塊發送由步驟h獲得的數據流。

本發明公開的物聯網內數據實時傳輸方法不但合理的解決了彈性數據流和非彈性數據流共存的問題，公平分配并有效利用了有限的網絡資源，而且優化了整體網絡性能，最大化了媒介存取控制層的數據吞吐量，提高了網絡利用率。

本發明公開的物聯網內實時數據傳輸方法的一種改進，流量控制器包括彈性數據流量控制器和非彈性數據流量控制器。本改進通過對應用層產生的數據流進行差別控制，對數據流中的彈性數據流和非彈性數據流分別采用彈性數據流控制器和非彈性數據流控制器進行特定的帶寬流量分配，實現了網絡帶寬資源的合理分配利用，有效地提高了數據流的網絡傳輸效率。