[發(fā)明專利]一種無線傳感網(wǎng)事務(wù)協(xié)調(diào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210036347.2
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102595446A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 管有慶;張可
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04W84/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)管理一致性，具體涉及無線傳感網(wǎng)保證數(shù)據(jù)一致性的事務(wù)協(xié)調(diào)方法。

背景技術(shù)

WSN（Wireless?Sensor?Networks,?無線傳感網(wǎng)）是一種分布式的環(huán)境，一般由基站和傳感器兩種類型的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，隨著WSN應(yīng)用領(lǐng)域的多樣性和復(fù)雜性，WSN不再僅僅以查詢處理為主，也涉及到了對傳感器元信息的更新操作，對于分布式環(huán)境下的數(shù)據(jù)更新，就需要事務(wù)處理技術(shù)支持來保證數(shù)據(jù)的一致性，另外WSN多以連續(xù)性的查詢?yōu)橹鳎匆恍┲芷谛缘某掷m(xù)性的查詢，對WSN的更新操作可能會影響連續(xù)查詢結(jié)果的正確性，所以通過無線傳感網(wǎng)事務(wù)協(xié)調(diào)方法來保證數(shù)據(jù)一致性。協(xié)調(diào)多個參與結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)更新以及協(xié)調(diào)更新與查詢操作的串行執(zhí)行是無線傳感網(wǎng)事務(wù)處理的核心技術(shù)。無線傳感網(wǎng)事務(wù)包括更新事務(wù)和查詢事務(wù)兩種，本發(fā)明通過協(xié)調(diào)者時間觸發(fā)器Tc和參與者時間觸發(fā)器Tp對協(xié)調(diào)者和參與者的協(xié)調(diào)過程進(jìn)行控制，參與者通過向協(xié)調(diào)者發(fā)送CONFLICT報文報告沖突，協(xié)調(diào)者通過廣播CANCEL報文來取消更新結(jié)果。即使在協(xié)調(diào)過程中有節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，也不會影響結(jié)果的一致性。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于提供一種無線傳感網(wǎng)事務(wù)協(xié)調(diào)方法，通過協(xié)調(diào)方法保證參與節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)更新的原子性以及查詢事務(wù)、更新事務(wù)并發(fā)執(zhí)行結(jié)果的一致性。

技術(shù)方法：本發(fā)明包括狀態(tài)集、事件集、協(xié)調(diào)者協(xié)調(diào)過程和參與者協(xié)調(diào)過程。協(xié)調(diào)方法涉及協(xié)調(diào)者和參與者兩方參與，通過無線傳感網(wǎng)事務(wù)協(xié)調(diào)方法來保證協(xié)調(diào)結(jié)果的一致性。

1.?一種無線傳感網(wǎng)事務(wù)協(xié)調(diào)方法，其特征在于該協(xié)調(diào)方法包括：狀態(tài)集、事件集、協(xié)調(diào)者協(xié)調(diào)過程和參與者協(xié)調(diào)過程，其協(xié)調(diào)方法按如下步驟進(jìn)行：

1.)?基站為協(xié)調(diào)者，傳感器節(jié)點(diǎn)為參與者；

協(xié)調(diào)者的狀態(tài)集為：{初始化狀態(tài)，消息收集狀態(tài)，已提交狀態(tài)，已取消狀態(tài)}；參與者的狀態(tài)集為：{初始化狀態(tài)，提交中狀態(tài)，取消中狀態(tài)，已提交狀態(tài)，已取消狀態(tài)}，

協(xié)調(diào)者和參與者協(xié)調(diào)過程中的事件集包括：{協(xié)調(diào)者定時器事件，參與者定時器事件，報文發(fā)送事件，報文接收事件}，

協(xié)調(diào)者和參與者協(xié)調(diào)過程中發(fā)送和接收的報文集包括：{事務(wù)上下文報文，確認(rèn)報文，沖突報文，取消報文}；

2.)?協(xié)調(diào)者最初處于初始化狀態(tài)，協(xié)調(diào)者的初始化過程具體為：a.?基站作為協(xié)調(diào)者會根據(jù)需求通知事務(wù)管理器開啟一個全局事務(wù)，一個全局事務(wù)用一個隨機(jī)數(shù)來標(biāo)識，事務(wù)涉及的內(nèi)容包括事務(wù)標(biāo)識、事務(wù)上下文即事務(wù)要進(jìn)行的操作、該事務(wù)包含的參與者集合；?b.?準(zhǔn)入并發(fā)控制階段，協(xié)調(diào)者即基站端主要應(yīng)解決讀—寫造成的沖突，如一個查詢事務(wù)正在執(zhí)行，此時又開啟了一個更新事務(wù)，那么這時需要進(jìn)行沖突檢測；具體操作如下：事務(wù)管理器初始化該事務(wù)后，會把事務(wù)送入準(zhǔn)入并發(fā)控制模塊，準(zhǔn)入并發(fā)控制模塊檢查更新事務(wù)要修改的元信息與正在執(zhí)行的查詢事務(wù)查詢的數(shù)據(jù)是否存在關(guān)聯(lián)，如果存在關(guān)聯(lián)，則正在執(zhí)行的查詢事務(wù)與該更新事務(wù)相沖突，更新事務(wù)被掛起，被送入事務(wù)沖突隊列等待，查詢事務(wù)執(zhí)行完成后，會觸發(fā)事務(wù)管理器檢查事務(wù)沖突隊列，重啟被掛起的事務(wù)，如果不存在關(guān)聯(lián)，則進(jìn)入初始化狀態(tài)，發(fā)送事務(wù)上下文報文；

3.)?當(dāng)協(xié)調(diào)者報文發(fā)送事件到達(dá)時，協(xié)調(diào)者根據(jù)發(fā)送的報文內(nèi)容進(jìn)行分類處理，具體操作為：a.若為事務(wù)上下文報文，則協(xié)調(diào)者廣播事務(wù)上下文至各參與者，同時開啟協(xié)調(diào)者定時器，用于控制協(xié)調(diào)者的事務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，接著協(xié)調(diào)者進(jìn)入消息收集狀態(tài)；?b.?若為取消報文，則協(xié)調(diào)者廣播取消報文至各參與者，并直接取消定時器事件，接著協(xié)調(diào)者進(jìn)入事務(wù)已取消狀態(tài)；

4.)?當(dāng)協(xié)調(diào)者報文接收事件到達(dá)時，協(xié)調(diào)者根據(jù)接收到的報文內(nèi)容進(jìn)行分類處理，具體操作為：a.?若為確認(rèn)報文，如果協(xié)調(diào)者處于消息收集狀態(tài)，則協(xié)調(diào)者仍然處于消息收集狀態(tài)，繼續(xù)收集參與者發(fā)來的消息，并等待協(xié)調(diào)者定時器事件的觸發(fā)，如果協(xié)調(diào)者處于其他狀態(tài)，則不作任何處理；?b.?若為沖突報文，則說明某一參與者遇到事務(wù)沖突，整個全局事務(wù)需要撤銷操作來保證最終結(jié)果的一致性，此時協(xié)調(diào)者會廣播取消報文至各參與者，并取消協(xié)調(diào)者定時器事件，協(xié)調(diào)者進(jìn)入事務(wù)已取消狀態(tài)，事務(wù)結(jié)束；

5.)?當(dāng)協(xié)調(diào)者定時器事件到達(dá)時，若協(xié)調(diào)者一直沒收到?jīng)_突報文，收到的只是參與者發(fā)來的確認(rèn)報文，意味著所有參與者都沒有遇到?jīng)_突，事務(wù)可以進(jìn)行提交，協(xié)調(diào)者轉(zhuǎn)入事務(wù)已提交狀態(tài)；另外若協(xié)調(diào)者一直沒有收到某個參與者的確認(rèn)報文或沖突報文，則事務(wù)仍然正常提交，原因在于此種情況為參與者失效，而無線傳感網(wǎng)為自組織型網(wǎng)絡(luò)，會通過網(wǎng)絡(luò)自組織協(xié)調(diào)剔除失效的節(jié)點(diǎn)，所以事務(wù)協(xié)調(diào)結(jié)果仍然保持一致性狀態(tài)；