[發(fā)明專利]一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)及數(shù)據(jù)通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811596567.4
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109890000B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 農(nóng)章玲;耿哲;朱民;宋冀紅
• 申請（專利權(quán)）人: 山東和同信息科技股份有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W12/06;H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 北京華識知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 楊凌波

1.一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是，所述物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)包括云服務(wù)平臺、本地設(shè)備以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中：

所述云服務(wù)平臺與所述本地設(shè)備以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信；

所述本地設(shè)備中包括至少一個智能終端，各個所述智能終端之間通過Zigbee或者Wifi進行組網(wǎng)和通信；

其中，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括多個負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點和負(fù)責(zé)匯聚各傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)的匯聚節(jié)點，所述云服務(wù)平臺與所述匯聚節(jié)點進行數(shù)據(jù)通信；傳感器節(jié)點根據(jù)到匯聚節(jié)點的距離選擇直接通信或者間接通信的模式與所述匯聚節(jié)點通信，所述直接通信為傳感器節(jié)點直接將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述匯聚節(jié)點，所述間接通信為傳感器節(jié)點將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳節(jié)點，以由下一跳節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述采集的數(shù)據(jù)，直至該采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點；所述傳感器節(jié)點根據(jù)到匯聚節(jié)點的距離選擇直接通信或者間接通信的模式與所述匯聚節(jié)點通信，具體為：當(dāng)傳感器節(jié)點到匯聚節(jié)點的距離小于設(shè)定的距離閾值時，所述傳感器節(jié)點選擇直接通信的模式與所述匯聚節(jié)點通信；當(dāng)傳感器節(jié)點到匯聚節(jié)點的距離不小于設(shè)定的距離閾值時，所述傳感器節(jié)點選擇間接通信的模式與所述匯聚節(jié)點通信；

所述距離閾值由匯聚節(jié)點進行廣播至各傳感器節(jié)點，設(shè)定初始的距離閾值為D_T0；所述匯聚節(jié)點按照預(yù)設(shè)的周期ΔT₀周期性地獲取到其距離小于當(dāng)前距離閾值的所有傳感器節(jié)點的能量信息，所述能量信息包括傳感器節(jié)點的當(dāng)前剩余能量，

所述匯聚節(jié)點計算所述所有傳感器節(jié)點的當(dāng)前剩余能量平均值Q_avg，所述匯聚節(jié)點根據(jù)獲取的能量信息，統(tǒng)計當(dāng)前剩余能量低于Q_avg-Q_min的傳感器節(jié)點數(shù)量Z₁，當(dāng)時，所述匯聚節(jié)點更新當(dāng)前的距離閾值，其中Z₀為所述到其距離小于當(dāng)前距離閾值的傳感器節(jié)點的數(shù)量，Q_min為預(yù)設(shè)的最小能量值；所述當(dāng)前的距離閾值的更新公式為：

式中，D_T(p)為第p次更新的距離閾值，D_T(p-1)為第p-1次更新的距離閾值，k表示當(dāng)前剩余能量低于Q_avg-Q_min的傳感器節(jié)點中的第k個傳感器節(jié)點，D_min(k)為所述第k個傳感器節(jié)點到其通信范圍內(nèi)距離最近的傳感器節(jié)點的距離，D_max(k)為所述第k個傳感器節(jié)點到其通信范圍內(nèi)距離最遠(yuǎn)的傳感器節(jié)點的距離；

傳感器節(jié)點初始時與各鄰居節(jié)點即通信范圍內(nèi)的其他傳感器節(jié)點進行信息交互，構(gòu)建鄰居節(jié)點列表，并計算與各鄰居節(jié)點的相似度，將相似度存儲到所述鄰居節(jié)點列表中的相應(yīng)位置，所述相似度的計算公式為：

式中，X_aj為傳感器節(jié)點a與其鄰居節(jié)點j的相似度，m_a為傳感器節(jié)點a的鄰居節(jié)點數(shù)量，m_j為所述鄰居節(jié)點j的鄰居節(jié)點數(shù)量，m_a∩m_j為傳感器節(jié)點a與其鄰居節(jié)點j共有的鄰居節(jié)點數(shù)量；

傳感器節(jié)點選擇下一跳節(jié)點時，具體執(zhí)行：

(1)傳感器節(jié)點將相對于其距離匯聚節(jié)點更近、且當(dāng)前剩余能量大于Q_min的鄰居節(jié)點作為候選節(jié)點；

(2)傳感器節(jié)點按照設(shè)定的周期ΔT₁，周期性地按照下列公式確定自己的篩選距離：

式中，D_C(σ)為傳感器節(jié)點a在第σ次確定的篩選距離，D_C(σ-1)為傳感器節(jié)點a在第σ-1次確定的篩選距離，其中傳感器節(jié)點第一次確定的篩選距離為R_a，Q_a(σ-1)為傳感器節(jié)點a在第σ-1次確定篩選距離時的當(dāng)前剩余能量，Q_a(σ)為傳感器節(jié)點a在第σ次確定篩選距離時的當(dāng)前剩余能量，Q_a0為傳感器節(jié)點a的初始能量，δ為預(yù)設(shè)的能耗影響因子，δ的取值范圍為[0.4,0.6]，R_a為傳感器節(jié)點a的通信距離；

(3)傳感器節(jié)點在到其距離小于當(dāng)前的篩選距離的候選節(jié)點中，選擇相似度最小的鄰居節(jié)點作為下一跳節(jié)點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，其特征是，所述云服務(wù)平臺包括采用mysql的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器。