[發明專利]一種用于面向內容的物聯網組網數據采集分發的通信方法

有效

• 申請號: 201910581531.7
• 申請日: 2019-06-29
• 公開（公告）號: CN110460526B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 李卓;王童彤;李明瀚
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04L12/725
• 分類號: H04L12/725;H04L12/741;H04L12/743;H04L29/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

本發明公開了一種用于面向內容的物聯網組網數據采集分發的通信方法，包括實時數據發送、數據采集發送和數據請求接收，實時數據發送端和數據采集發送端通過USB相連，實現實時數據采集；數據采集發送依次完成數據采集、數據打包和數據轉發，數據請求接收依次完成數據存儲、數據包解析和數據轉發，數據采集發送和數據請求接收的通信互為逆過程，當多個數據請求接收端請求實時數據時，可實現多個請求端需求的同時滿足。本發明可以滿足面向內容的物聯網對數據采集分發的組網通信可靠性、移動性等方面的需求。以采用命名數據網體系結構的物聯網組網為例，可以實現實時數據在數據采集發送端和數據請求接收端間的無線傳輸。

技術領域

本發明屬于面向內容的物聯網組網通信領域，特別針對其路由節點在數據采集分發可靠性、移動性等方面的需求。

背景技術

信息中心網絡(Information-Centric Networking，ICN)是一種全新的互聯網通信體系架構，它是一個數據內容互聯的網絡，而非主機互聯，其核心對象是信息，通過數據的名字來標識每一個信息單元。整個網絡中各個節點與程序在各種信息請求和應答行為的驅動下運行，而ICN網絡功能就是協調相關命名數據的傳輸和緩存，并用智能優化查詢正確的數據快速響應用戶的需求。由此可以看出，它區別于傳統IP的最大特點是它更關注于內容本身而非內容的存儲位置，從根本上改變了IP包的封裝結構和尋址方式，有利于移動通信設備跨區切換，降低通信時延，解決了傳統互聯網架構下無法應對高速移動通信、IP地址空間耗盡、網絡傳輸效率低、安全性差等問題。

命名數據網(Name Data Networking，NDN)作為未來互聯網體系架構專項研究的一個基礎研究信息中心網絡項目，是一種極具發展前景的網絡通信架構。它的通信基于兩個傳輸包類型，一種是請求包(Interest)，另一種是數據包(Data)，兩者根據完整或相對的名字進行匹配。數據名稱對于底層網絡來說是完全透明的，這樣就允許每個應用程序可以按照自己的需求來制定自己的數據命名規則。NDN中的請求包和數據包所包含的數據名稱本質上是一系列組件構成的二進制對象，并且采用了層級結構，這有利于在傳輸過程中按照名字的最長公共前綴進行匹配。其命名本身不再包含任何“從哪來”和“到哪去”的信息，使得通信的數據包與通信的端點脫離關系。數據包在傳輸的過程中可以被路由器緩存，以滿足后續相同的數據資源請求，從而實現數據的復用。它在路由轉發平面上保留了類似IP路由的路由轉發表(Forwarding Information Base，FIB)，增加了待處理請求表(PendingInterest Table，PIT)和數據緩存(Content Store，CS)數據結構，使得數據可以在傳輸路徑中間任意節點緩存、復制或者移動，盡可能長時間地保存接收到的數據，將數據緩存自身以滿足未來潛在的請求。它的路由策略是十分靈活的，可以自動同時支持各種路由協議，包括內容分發(許多用戶在不同的時間請求相同的數據)、組播(很多用戶在同一時間請求相同的數據)、移動性(擁護從不同的特點持續請求數據)、延遲容錯網絡(用戶之間間歇性通信)等。

作為一種以數據內容為核心，用戶需求為導向的新型互聯網通信模型，它的數據傳輸與位置無關，這為物聯網所需要的擴展性、移動性提供支持。而且，命名數據網通過對數據簽名和加密的方式可以實現網絡安全性，降低物聯網設備由維持加密連接所造成的負載。因此，命名數據網的設計初衷是為了解決互聯網大文件分發的問題，但是仍然能夠為物聯網提供良好的支持。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提出一種面向內容的物聯網組網數據采集分發的通信方法，以滿足面向內容的物聯網對數據采集分發的組網通信可靠性、移動性等方面的需求。

為了解決上述技術問題，本發明提出的一種用于面向內容的物聯網組網數據采集分發的通信方法，包括實時數據發送、數據采集發送和數據請求接收，實時數據發送端和數據采集發送端通過USB相連，實現實時數據采集；數據采集發送端和數據請求接收端實現同一路由環境下設備間實時數據的無線傳輸和分發，即當多個數據請求接收端請求實時數據時，可實現多個請求端需求的同時滿足。數據采集發送和數據請求接收的通信互為逆過程。