CN105791423B - 基于物联网结构的存储系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及存储领域，尤其涉及一种基于物联网结构的存储系统及方法。传感器，采集前端设备外部的原始数据；存储模块，存储有所述传感器采集的原始数据和所述存储模块的自带数据；以及当一前端设备中存储模块的存储空间不足时，该前端设备向所述存储系统中其余的全部或部分前端设备发送请求，以使其余的所述全部或部分前端设备分享其存储模块中未被使用的空间给该前端设备使用；或者当一前端设备中的传感器发生故障，该前端设备从云端服务器下载更新信息更新所述自带数据后，开放该前端设备的存储模块，以将更新的所述自带数据分享给所述存储系统中其余前端设备使用，其中，多个所述前端设备之间共享所述自带数据。

Description

基于物联网结构的存储系统及方法
技术领域
本发明涉及存储领域，尤其涉及一种基于物联网结构的存储系统及方法。
背景技术
传统的物联网前端设备如图1所示：1-a是该设备的传感器，用于采集接受外部传递的信息；1-b是整个设备的控制处理中心(controller or processor)，用于处理来自传感器的信息，由微控制器或处理器实现；1-c是嵌入式非易失性存储器(emNVM)其存储的内容至少包含：①固件(firmware)：固件是一个系统最基础最底层工作的软件。而在硬件设备中固件就是硬件设备的灵魂，因为一些设备除了固件以外没有其他软件组成，因此固件也就决定着硬件设备的功能及性能；②数据记录(data recorded)：对从传感器采集来的信息或直接经过控制处理中心处理过的信息进行存储。由于工艺和成本等的限制，一般的嵌入式非易失性存储器的容量都不会做的太大，在此种嵌入式非易失性存储器中除去固件(firmware)所占的存储空间外所剩余的空间容量是十分有限的，所以能存储记录的数据也是有限的。而在设备的使用过程中难免会出现些意外状况致使某些模块出现故障，如果设备中传感器(sensor)模块出现了故障或者损坏，不论其他模块的状况如何，该设备都是已经无法使用，要么被抛弃，要么需要等待被更换，这不仅增加了成本，更是浪费了资源。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种避免资源浪费的基于物联网结构的存储系统及方法。
本发明采用如下技术方案：
一种基于物联网结构的存储系统，所述存储系统包括多个前端设备，所述各个前端设备中均包括：
传感器，采集前端设备外部的原始数据；
存储模块，存储有所述传感器采集的原始数据和所述存储模块的自带数据；以及
当一前端设备中存储模块的存储空间不足时，该前端设备向所述存储系统中其余的全部或部分前端设备发送请求，以使其余的所述全部或部分前端设备分享其存储模块中未被使用的空间给该前端设备使用；或者
当一前端设备中的传感器发生故障，该前端设备从云端服务器下载更新信息更新所述自带数据后，开放该前端设备的存储模块，以将更新的所述自带数据分享给所述存储系统中其余前端设备使用；
其中，多个所述前端设备之间共享所述自带数据。
优选的，所述第一前端设备和第二前端设备均包括：
控制处理中心，分别与所述传感器和所述存储模块连接，处理所述传感器采集的原始数据，得到处理数据。
优选的，所述存储模块为嵌入式非易失性存储器和/或PCM和/或MRAM和/或FeRAM和/或独立式非易失性存储器。
优选的，所述存储模块包括：
固件单元，存储所述自带数据中的固件程序；
资料库，存储所述自带数据中预存储的知识数据；
数据记录单元，存储所述原始数据和/或所述处理数据。
一种基于物联网结构的存储方法，所述存储方法包括：
第一前端设备的存储空间不足；
所述第一前端设备请求存储系统中其余全部或部分前端设备开放其存储模块中的未被使用的空间；
其余全部或部分前端设备分享其存储模块中未被使用的空间给所述第一前端设备使用。
优选的，所述存储方法还包括：
所述第一前端设备中的传感器发生故障，所述第一前端设备从云端服务器下载更新信息更新所述第一前端设备中存储模块的资料库后；
开放所述第一前端设备的存储模块，将更新的所述资料库分享给所述存储系统中其余前端设备使用。
优选的，所述存储方法还包括：
所述第一前端设备的传感器采集原始数据，处理所述原始数据得到处理数据；
将所述处理数据存储至存储模块。
优选的，所述存储方法中，
所述存储模块为嵌入式非易失性存储器和/或PCM和/或MRAM和/或FeRAM和/或独立式非易失性存储器。
优选的，所述存储方法还包括：
预存储自带数据于所述存储模块中。
优选的，所述自带数据包括固件程序和知识背景资料。
本发明的有益效果是：
当物联网网络中有设备的传感器模块出现了故障，此时只能选择去更换该设备。而在我们这种大容量前端设备组成的物联网网络中，如果设备中的传感器模块出现了故障而其余模块是能够完好运行的，这样我们可以控制传感器模块出现故障的设备开放它们的emNVM模块，将其中的资料库以及剩余的使用空间以及数据记录区给有需要的完好设备使用，从而提高整个物联网网络的工作效率也避免了资源的浪费。
附图说明
图1为现有技术中的基于物联网结构的存储系统结构示意图；
图2为本发明前端设备的结构示意图；
图3为本发明前端设备间的数据传输示意图；
图4-图5为本发明中故障状态、内存不足下的数据传输示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
本实施例提出一种使用大容量嵌入式非易失性存储器的物联网前端设备如图2所示：其组成结构至少包含以下三个部分，2-a为该设备的传感器；2-b是整个设备的控制处理中心，由微控制器或处理器实现；2-c是大容量嵌入式非易失性存储器模块(存储模块)，可以是新型非易失性存储器构成，比如PCM、MRAM、FeRAM等。在2-c中存储的内容包含了：①固件(firmware)(固件单元)或/和②知识背景资料库(knowledge background library)(资料库)：设备本身存储的一些数据(自带数据)在资料库，例如知识库，使设备可以查阅此知识库，并将2-a传感器采集进来的数据(原始数据)与此数据库内的知识对比并做出智能反应；③数据记录(data recorded)(数据记录单元)，可以是来自传感器采集的原始信息(原始数据)或者是储存经过2-b微控制器或处理器处理过的数据(处理数据)；④剩余未被使用的空间：我们使用的大容量存储器中除去固件或/和知识背景资料库所占的空间以及数据记录区外，还富余一些未被使用的空间。同传统的设备相比此种物联网前端设备嵌入式非易失性容量更大且存储器资源可以被相邻可通讯的物联网节点使用，如图3所示，a设备是物联网网络1中嵌入有大容量的新型存储器的物联网前端设备，b设备是物联网网络2中的一个节点，并且物联网网络1和物联网网络2是相邻可通讯的两个网络。当物联网网络2中的节点b设备因为某些原因，比如需要对一个数据进行额外的比对读写等，且需要用到网络1中a设备的②知识背景资料库或/和③数据记录区或/和④剩余未被使用的空间，那么通过网络2与网络1通讯请求开放a设备中emNVM模块(存储模块)中的②知识背景资料库或/和③数据记录区或/和④剩余未被使用的空间以供节点b设备使用。在物联网网络运行的过程中，我们这种物联网前端设备也难免会出现一些模块的故障或者损坏。如果在其使用过程中传感器模块出现故障或者损坏了，而其余的模块是完好状态的，那么如果要更换设备的话需要等待一定时间，浪费了此设备中大容量的emNVM模块。基于此种问题，我们拟把大容量嵌入式非易失性存储器提供给同物联网网络中可通讯的其他设备使用。
本实施例提出了一种将物联网前端设备中的大容量嵌入式非易失性存储器共享给同物联网网络中其他设备使用的方法。
当在一个物联网网络中有一个或者多个物联网前端设备(这里的设备是指大容量的物联网前端设备，当有多个前端设备的时候，可以分别定义为第一前端设备、第二前端设备、、、、、、等以此类推)的存储空间不足或者存储空间已经满了，并且不能够为了新数据的写入而去删除之前保存的数据记录时，我们可以通过与同物联网网络中存储空间富余的其它前端设备通信，请求开放它们的emNVM模块中未被使用的空间，分享给同物联网网络中存储空间不足或者存储空间已经满了的设备使用。如图4所示：该图为同一个物联网网络中的三个前端设备a、b、c，且这三个设备都为嵌入有大容量的新型存储器的物联网前端设备。现若该物联网网络运行过程中c设备的存储空间不足了，并且a设备或和b设备中的存储空间还有富余，在不影响a设备、b设备正常工作的前提条件下就可以通过请求a设备或/和b设备开放它们emNVM模块中的富余的存储空间，分享给c设备使用(可以分享给同物联网网络中任意一个存储空间不足的设备使用)直到c设备将自己的嵌入式大容量存储器上的存储空间释放出来。
当在一个物联网网络中有一个或者多个物联网前端设备中的传感器模块出现了故障无法正常工作，且其余模块能够完好运行时，这样我们可以通过控制那些传感器出现故障的设备，开放它们的emNVM模块，将各自emNVM模块中的②知识背景资料库以及④剩余未被使用的空间分享给同物联网网络中其它能够正常运行的设备使用。如图5所示：该图为同一个物联网网络中的三个前端设备a、b、c，这三个前端设备都是大容量的新型物联网前端设备，它们都是从不同的方位分析识别一个物体或者一种现象，所以这三个前端设备使用的资料库都是大致不相同的。如果其中a设备或和b设备的传感器出现了故障，那么我们可以通过控制在a设备或/和b设备中从云端(云端服务器)下载重新写入或/和添加新的给c设备用的更多的资料库，并且开放a设备或和b设备中的emNVM模块，将a设备或和b设备中的更新的②资料库以及④剩余未被使用的空间，分享给c设备使用以弥补方位缺失造成的损失。
在传统物联网网络中，当传统物联网前端设备存储空间不足时，此种情况下只能将其内部数据记录移走或者给该设备添加额外的存储单元。而我们使用大容量前端设备的物联网网络中，在该网络运转的过程中，因为每个设备的功能不一样，所以必定会出现一些设备中的存储空间是富余的，那么我们就可以分享这些存储空间富余的设备给存储空间不足的设备使用；而当传统物联网网络中有设备的传感器模块出现了故障，此时只能选择去更换该设备。而在我们这种大容量前端设备组成的物联网网络中，如果设备中的传感器模块出现了故障而其余模块是能够完好运行的，这样我们可以控制传感器模块出现故障的设备开放它们的emNVM模块，将其中的资料库以及剩余的使用空间以及数据记录区给有需要的完好设备使用，从而提高整个物联网网络的工作效率也避免了资源的浪费。
本发明一个较佳的实施例中，上述的大容量嵌入式非易失性存储器也可以是大容量独立式非易失性存储器。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (8)

1.一种基于物联网结构的存储系统，其特征在于，所述存储系统包括多个前端设备，所述各个前端设备中均包括：
传感器，采集前端设备外部的原始数据；
存储模块，存储有所述传感器采集的原始数据和所述存储模块的自带数据；以及
当一前端设备中存储模块的存储空间不足时，该前端设备向所述存储系统中其余的全部或部分前端设备发送请求，以使其余的所述全部或部分前端设备分享其存储模块中未被使用的空间给该前端设备使用；或者
当一前端设备中的传感器发生故障，该前端设备下载更新信息更新所述自带数据后，开放该前端设备的存储模块，以将更新的所述自带数据分享给所述存储系统中其余前端设备使用；
其中，多个所述前端设备之间共享所述自带数据。
2.根据权利要求1所述的基于物联网结构的存储系统，其特征在于，所述前端设备包括：
控制处理中心，分别与所述传感器和所述存储模块连接，处理所述传感器采集的原始数据，得到处理数据。
3.根据权利要求1所述的基于物联网结构的存储系统，其特征在于，所述存储模块为嵌入式非易失性存储器和/或相变存储器和/或磁性随机存储器和/或铁电随机存存储器和/或独立式非易失性存储器。
4.根据权利要求2所述的基于物联网结构的存储系统，其特征在于，所述存储模块包括：
固件单元，存储所述自带数据中的固件程序；
资料库，存储所述自带数据中预存储的知识数据；
数据记录单元，存储所述原始数据和/或所述处理数据。
5.一种基于物联网结构的存储方法，其特征在于，所述存储方法包括：
当一前端设备的存储空间不足；
所述前端设备请求存储系统中其余全部或部分前端设备开放其存储模块中的未被使用的空间；
其余全部或部分前端设备分享其存储模块中未被使用的空间给所述前端设备使用；
当所述前端设备中的传感器发生故障，所述前端设备从云端服务器下载更新信息更新所述前端设备中存储模块的资料库；
开放所述前端设备的存储模块，将更新的所述资料库分享给所述存储系统中其余前端设备使用；
所述前端设备的传感器采集原始数据，处理所述原始数据得到处理数据；
将所述处理数据存储至存储模块。
6.根据权利要求5所述的基于物联网结构的存储方法，其特征在于，所述存储方法中，
所述存储模块为嵌入式非易失性存储器和/或相变存储器和/或磁性随机存储器和/或铁电随机存存储器和/或独立式非易失性存储器。
7.根据权利要求5所述的基于物联网结构的存储方法，其特征在于，所述存储方法还包括：
预存储自带数据于所述存储模块中。
8.根据权利要求7所述的基于物联网结构的存储方法，其特征在于，所述自带数据包括固件程序和知识背景资料。
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