[發(fā)明專利]一種基于城域級物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)的場景智能分析系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711214859.2
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107995278B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑敏
• 申請（專利權(quán)）人: 特斯聯(lián)（北京）科技有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 張斯盾

1.一種基于城域級物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)的場景智能分析系統(tǒng)，包括城域級物聯(lián)網(wǎng)感知層、城域級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層、城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層和城域級物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層；其特征在于：

所述的城域級物聯(lián)網(wǎng)感知層由交互空間模塊構(gòu)成，所述的交互空間模塊包括電磁感應(yīng)傳感器、光譜傳感器、音頻和視頻傳感器、衛(wèi)星遙感系統(tǒng)、GNSS傳感器、紅外傳感器、霍爾傳感器；交互空間模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制和管理標準，為整個物聯(lián)網(wǎng)的信息網(wǎng)絡(luò)采集環(huán)境中發(fā)生的所有物理事件和全部數(shù)據(jù)；

所述的城域級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層由交互通道和交互協(xié)議構(gòu)成，交互通道包括PAN網(wǎng)絡(luò)、LAN網(wǎng)絡(luò)、WLAN網(wǎng)絡(luò)、WAN網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)、GPS網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)；所述的交互協(xié)議為適用于交互通道的各類協(xié)議；交互通道和交互協(xié)議將城域級物聯(lián)網(wǎng)感知層上傳過來的所有物理事件和全部數(shù)據(jù)傳遞給城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層進行儲存，并將城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層接收到的城域級物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的決策信息發(fā)送給交互空間模塊；并且，所述的交互通道和交互協(xié)議將城域級物聯(lián)網(wǎng)感知層上傳過來的所有物理事件和全部數(shù)據(jù)傳遞給城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層的具體內(nèi)容包括：

(2.1)數(shù)據(jù)處理：設(shè)Gⁿ為某一區(qū)域內(nèi)對應(yīng)于時間的信息量指標數(shù)列，n代表區(qū)域序號，采集事件的形式信息定義為語法信息，采集事件的意義信息定義為語義信息，事件的效用信息稱為語用信息，分別依次用符號Δl_g、Δl_s、Δl_p表示；

(2.2)建立灰色系統(tǒng)預(yù)測模型中的GM(h,l)模型：

a和u為由原始數(shù)據(jù)決定的模型參數(shù)，

(2.3)還原處理：

進行生成數(shù)據(jù)的逆運算，預(yù)測數(shù)據(jù)為各事件對應(yīng)的指標；

為Gⁿ(t_i)的預(yù)測值；

(2.4)精度檢驗：

殘差和相對殘差的檢驗包括：

殘差

相對殘差

G⁰(t_i)為標準區(qū)域第t_i時刻的信息量指標數(shù)列；

(2.5)若E(t_i)、e(t)小于等于系統(tǒng)設(shè)定的閾值E0和e0，則將Gⁿ(t_i)傳送至城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層；若E(t_i)、e(t)大于系統(tǒng)設(shè)定的閾值E0和e0，則暫停所在區(qū)域的物聯(lián)網(wǎng)工作，待閾值重新小于等于系統(tǒng)設(shè)定的閾值E0和e0，再恢復城域級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層工作；

所述的城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層是基于內(nèi)存和硬盤相結(jié)合的大型服務(wù)器；包括Mongo DB數(shù)據(jù)庫、Hbase數(shù)據(jù)庫、Redis數(shù)據(jù)庫、NoSQL數(shù)據(jù)庫、Cassandra數(shù)據(jù)庫；城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層通過分布式存儲架構(gòu)存儲城域級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和城域級物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層傳遞的異構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；

所述的城域級物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層是把城域級物聯(lián)網(wǎng)感知層獲取到的、城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層傳遞的數(shù)據(jù)信息進行分析、處理、存儲、過濾，并對城域級物聯(lián)網(wǎng)感知層所處的環(huán)境進行分析，根據(jù)分析結(jié)果提供用戶所需的服務(wù)，對物聯(lián)網(wǎng)中的客體進行智能化的識別、定位、跟蹤、監(jiān)測、決策和管理的數(shù)據(jù)終端；

其中，所述城域級物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層把城域級物聯(lián)網(wǎng)感知層獲取到的、城域級物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)層傳遞的數(shù)據(jù)信息進行分析、處理、存儲、過濾，利用多種類型的物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行多尺度的抽象；具體包括：(1)將每一個事件和客體設(shè)定為節(jié)點，將任務(wù)均衡分配到每一個節(jié)點上，在相鄰節(jié)點之間，通過其中一個節(jié)點q向另一個節(jié)點f發(fā)送一個帶當前時間戳的信標幀，在鄰居節(jié)點f收到該信標幀后，立即將該數(shù)據(jù)包中的時間戳TS進行提取，并創(chuàng)建一個返回ACK包，將時間戳數(shù)據(jù)加入到ACK包中，推送至大型服務(wù)器；(2)原節(jié)點q收到該ACK包后，從中提取需要的時間戳信息TS，再根據(jù)當前系統(tǒng)時間TM，計算節(jié)點的傳輸時延T＝(TM-TS)/2；(3)每個節(jié)點分別與其周圍節(jié)點依次計算傳輸時延，并將這些時延存入路由表信息中，其中系統(tǒng)的原節(jié)點的傳輸時延的值為0；信息每隔一段固定時間，就會重新進行發(fā)包，來根據(jù)實時的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，更新路由表；(4)計算出經(jīng)過A節(jié)點路徑到達系統(tǒng)的原節(jié)點的傳輸時延，當鄰居節(jié)點之間傳輸時延估計完成后，在節(jié)點i發(fā)送一個廣播請求包，獲取相鄰節(jié)點的迭代累加時延；當節(jié)點i收到鄰居節(jié)點的返回包后，提取出其中的迭代累加時延；將提取出的鄰居節(jié)點迭代累加時延與自身和鄰居節(jié)點間的傳輸時延估計值相加，結(jié)果保存入節(jié)點i的經(jīng)由鄰居節(jié)點傳輸至系統(tǒng)的原節(jié)點的迭代累加時延集；(5)節(jié)點i根據(jù)迭代累加時延集的結(jié)果以及大型服務(wù)器發(fā)送的操作信息，在結(jié)果保存入迭代累加時延集后進行操作；通過獲取所有處于節(jié)點集中的節(jié)點信息，根據(jù)每個節(jié)點的信息以及網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的剩余信息綜合，計算出每個節(jié)點的時延信息；根據(jù)該信息，調(diào)用隨機函數(shù)，在節(jié)點集中選擇節(jié)點進行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，以增加網(wǎng)絡(luò)整體的魯棒性。