CN106209930A - 感测网络系统、其方法与节点 - Google Patents

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Abstract

一种感测网络系统、其方法与节点,感测网络系统包括彼此链接的多个节点,每一个节点具有感测装置与储存装置。每一节点的储存装置划分有第一储存区与第二储存区,第一储存区用以储存此节点的感测装置所感测的数据,第二储存区用以储存其它多个节点的至少其中之一的感测装置所感测的数据的至少一部分,以及此节点将其感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它多个节点的至少其中之一,以将此节点的感测装置所感测的数据的至少一部分储存于其它多个节点的至少其中之一的储存装置的第二储存区。

Description

感测网络系统、其方法与节点

技术领域

[0001] 本发明是一种感测网络系统(sensor network system),且特别是一种可以不具有中央服务器(central server)的感测网络系统、其方法与节点(node),其中节点会储存自己所感测的数据与其它节点所感测的数据。

背景技术

[0002]目前,感测网络系统被大量地应用于生活周遭中。举例来说,居家照顾系统、监视系统与物连网(Internet of things)皆是感测网络系统。感测网络系统是在特定区域内设置多个节点,并使此等节点通过因特网(Internet)连结中央服务器,其中,多个节点例如为具有摄影装置、温度感测装置或定位装置的电子装置等。中央服务器例如为云端服务器,且可以具有或链接多个云端硬盘。这些节点所感测的数据会通过因特网上传到中央服务器,以将感测的数据储存于上述多个云端硬盘中。

[0003] 请参照图1,图1是一种传统感测网络系统的示意图。传统感测网络系统I包括多个节点101〜105、因特网12与云端服务器与硬盘的集合13。多个节点101〜105通过因特网12与云端服务器与硬盘的集合13链接。云端服务器与硬盘的集合13具有多个云端服务器与多个云端硬盘,以作为中央服务器。

[0004] —般来说,当避免节点101〜105失效或被偷窃,其储存的自身感测的数据也会跟着消失,因此,需要使用上述云端服务器与硬盘的集合13储存多个节点101〜105所感测的数据。如此,也造成了传统感测网络系统I需要多个云端服务器与多个云端硬盘,导致建置成本昂贵。

[0005] 另外一方面,于传统感测网络系统I中,因为多个节点101〜105需要上传其自身感测的数据,但却很少需要下载数据,因此导致上传数据量较多与下载数据量较少的不对称传输情况。上述的不对称传输情况更导致整个传统感测网络系统I的下载带宽使用效率不佳。

发明内容

[0006] 本发明实施例提出一种感测网络系统,其包括彼此链接的多个节点,每一个节点具有感测装置与储存装置。每一节点的储存装置划分有第一储存区与第二储存区,第一储存区用以储存此节点的感测装置所感测的数据,第二储存区用以储存其它多个节点的至少其中之一的感测装置所感测的数据的至少一部分,以及此节点将其感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它多个节点的至少其中之一,以将此节点的感测装置所感测的数据的至少一部分储存于其它多个节点的至少其中之一的储存装置的第二储存区。

[0007] 本发明实施例提出一种设置于感测网络系统的节点,其包括感测装置、传输装置、储存装置与处理装置,其中处理装置电性耦接感测装置、传输装置与储存装置。感测装置用以感测以获得数据。传输装置用来接收设置于感测网络系统的其它多个节点的至少其中之一的感测装置所感测的数据的至少一部分。储存装置包含第一储存区与第二储存区,其中储存装置的第一储存区用以储存此节点的感测装置所感测的数据,而储存装置的第二储存区用以储存其它多个节点的至少其中之一的感测装置所感测的数据的至少一部分。传输装置另用以将此节点的感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它多个节点的至少其中之一,以将此节点的感测装置所感测的数据的至少一部分储存于其它多个节点的至少其中之一的储存装置的第二储存区。

[0008] 本发明实施例提出一种数据处理方法,其执行于设置于感测网络系统的彼此链接的多个节点的每一个,其中每一节点具有感测装置与储存装置,且储存装置包含第一储存区与第二储存区。所述数据处理方法具有步骤如下。使用节点的感测装置进行感测,以获得数据。使用节点的储存装置的第一储存区储存此节点的感测装置所感测的数据。使用节点接收设置于感测网络系统的其它多个节点的至少其中之一的感测装置所感测的数据的至少一部分。使用节点的储存装置的第二储存区储存其它多个节点的至少其中之一的感测装置所感测的数据的至少一部分。使用节点将其感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它多个节点的至少其中之一,以将此节点的感测装置所感测的数据的至少一部分储存于其它多个节点的至少其中之一的储存装置的第二储存区。

[0009] 综上所述,本发明实施例提供了一种感测网络系统、其方法与节点,其下载带宽使用效率较佳且建置成本较低。

[0010] 为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,但是此等说明与所附图式仅系用来说明本创作,而非对本创作的权利范围作任何的限制。

附图说明

[0011] 图1是一种传统感测网络系统的示意图。

[0012] 图2是本发明实施例的可以不具有中央服务器的感测网络系统的示意图。

[0013]图3是本发明实施例的节点的功能方块的示意图。

[0014]图4A是本发明实施例的节点储存与传送自身感测的数据的数据处理方法的流程图。

[0015]图4B是本发明实施例的节点接收与储存其它节点感测的数据的数据处理方法的流程图。

具体实施方式

[0016] 在下文将参看随附图式更充分地描述各种例示性实施例,在随附图式中展示一些例示性实施例。然而,本发明概念可能以许多不同形式来体现,且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言,提供此等例示性实施例使得本创作将为详尽且完整,且将向熟习此项技术者充分传达本创作概念的范畴。在诸图式中,可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似组件。

[0017] 本发明实施例提供一种可以不具有中央服务器的感测网络系统,其中此感测网络系统的多个节点彼此连结。每一个节点的储存装置可以具有第一储存区与第二储存区,其中第一储存区用来储存自身感测的数据,而第二储存区则用以储存其它节点感测的数据。

[0018] 多个节点之间是通过点对点(Peer to Peer,P2P)传输方式来传输其感测的数据,节点会将自身感测的数据切分会多个数据段(data fragment),并将多个数据段的全部或部分传送给其它一个或数个节点储存。由于每一个节点储存其它节点感测的数据,故在其中一个节点失效或被偷窃时,仍然可以通过其它节点获得此失效或被偷窃的节点感测的数据。另外一方面,由于节点会储存其它节点感测的数据,因此,下载带宽也会被充分地被使用,且感测网络系统也不需要使用中央服务器来储存及管理各节点感测的数据。相较于传统感测网络系统,本发明实施例的感测网络系统的下载带宽使用效率较佳且建置成本较低。

[0019] 选择性地,本发明实施例的感测网络系统可以使用大数据(big data)的储存概念来降低取回失效或被偷窃的节点所感测的数据时的错误发生机率,亦即增加数据取回的容错能力。假设感测网络系统有N个节点,则对于每一个节点而言,其可以使用其它M个节点储存本身所感测的数据,其中N为大于2的整数,M为正整数且大于N/2。当其中一个节点失效或被偷窃时,可以通过读取此节点之外的其它L个节点所储存的此节点感测的数据,便能正确地取回此失效或被偷窃的节点所感测的数据,其中L为整数且大于M/2。

[0020] 请参照图2,图2是本发明实施例的可以不具有无中央服务器的感测网络系统的示意图。可以不具有中央服务器的感测网络系统2包括多个节点201〜207与因特网21,其中多个节点201〜207可以通过因特网21而彼此互相连结。

[0021] 于此实施例中,感测网络系统2可以是居家照顾系统、监视系统与物连网,而且依据感测网络系统2的类型,节点201〜207可以是具有摄影装置、温度感测装置或定位装置的电子装置。另外,节点201〜207彼此可以通过无线或有线的方式连结因特网21,甚至,感测网络系统2可以不具有因特网21,而多个节点201〜207直接彼此连结。总而言之,本发明并不限制感测网络系统2与节点201〜207的类型,且也不限制节点201〜207的连结方式。

[0022] 于此实施例中,多个节点201〜207之间是通过点对点传输方式来传输其感测的数据。以节点201为例,当节点201通过其感测装置进行感测而获得数据时,节点201会使用其储存装置中的第一储存区来储存此数据。同时,节点201会通过其处理装置将其感测的数据切分为多个数据段,并且通过传输装置将此多个数据段的全部或部分传送给其它至少一节点202〜207的储存装置的第二储存区储存。另外,其它节点202〜207对其感测的数据的数据处理方式可以由节点201对其感测的数据的数据处理方式得知,故不再赘述。

[0023] 选择性地,本发明实施例的感测网络系统2可以使用大数据的储存概念来增加数据取回的容错能力。举例来说,节点201〜207的数目为7 (N = 7),节点202所感测的数据会被分成多个数据段,这些数据段会被传送给例如其它4 (M = 4>N/2)个节点204〜207,且节点204〜207的储存装置的第二储存区可以储存节点202所感测的数据的全部或部分数据段。当节点202失效或被偷窃时,系统2仅需要读取例如其它3 (L = 3>M/2)个节点205〜207的储存装置的第二储存区,以正确地取回节点202所感测的数据。

[0024] 在此请注意,若不考虑增加数据取回的容错能力,则感测网络系统2可选择性地不使用大数据的储存概念,而仅使用例如至少一节点203的储存装置的第二储存区来储存节点202感测的数据,且当节点202失效或被偷窃时,仅读取节点203的储存装置的第二储存区,来获得节点202所感测的数据。

[0025] 接着,请参照图3,图3是本发明实施例的节点的功能方块的示意图。于本发明实施例中,图2中的节点201〜207可以节点3来实现,但本发明并不以此为限。节点3包括感测装置30、传输装置31、处理装置32与储存装置33,其中处理装置32电性耦接感测装置30、传输装置31与储存装置33。

[0026] 于此实施例中,感测装置30可以受控于处理装置32,以进行感测,从而获取感测的数据。举例来说,感测装置30可以是摄影机、温度感测装置或定位装置等,但本发明并不以此为限。处理装置32用以指示储存装置33使用其第一储存区331储存感测装置30所感测的数据。

[0027] 另外,处理装置32还会将感测装置30感测的数据分为多个数据段,并且控制传输装置31将此多个数据段的全部或部分传送给其它至少一节点,以将感测装置30感测的数据的全部或部分储存于其它至少一节点中。处理装置32还控制传输装置31接收来自于其它至少一节点的感测装置所感测的数据的多个数据段,以指示储存装置33使用其第二储存区332储存来自于其它至少一节点的感测装置所感测的数据。

[0028] 接着,请参照图4A与图4B,图4A是本发明实施例的节点储存与传送自身感测的数据的数据处理方法的流程图,而图4B是本发明实施例的节点接收与储存其它节点感测的数据的数据处理方法的流程图。于本发明实施例中,感测网络系统中的每一个节点会执行如图4A与图4B的数据处理方法,以藉此使感测网络系统在不使用中央服务器来储存节点的感测数据的情况下,仍可以在节点失效或被偷窃时,取回失效或被偷窃的节点所感测的数据,且能进一步地增加下载带宽使用效率。

[0029] 图4A与图4B的数据处理方法系可同时或依序被节点所执行,但本发明并不限制图4A与图4B的数据处理方法何者需要先执行或是否同时执行。于图4A的步骤S401中,节点会进行感测,以获得其感测的数据。然后,在步骤S402中,节点会将其感测的数据储存于其储存装置的第一储存区中。接着,在步骤S403中,节点会将其感测的数据分为多个数据段。然后,在步骤S404中,节点会将此多个数据段传送给其它至少一个节点。

[0030] 于图4B的步骤S411中,节点会接收来自于其它节点所感测的数据的多个数据段。接着,在步骤S412中,节点会将接收的多个数据段组合为其它节点所感测的数据。然后,在步骤S413中,节点会将其它节点所感测的数据储存于其储存装置的第二储存区中。

[0031] 在此请注意,所述数据处理方法还包括「在其中一节点失效或被偷窃时,感测网络系统2可以通过读取储存有此失效或被偷窃的节点所感测的数据的其它节点的储存装置的第二储存区,来重新获得此失效或被偷窃的节点所感测的数据」的步骤(未绘于图式)。除此之外,若考虑到增加数据取回的容错能力,数据处理方法更可以使用如前面所述的大数据的储存概念。若上述失效或被偷窃的节点所感测的数据系分散地储存在其它多个节点的储存装置的第二储存区中,亦即上述其它多个节点系分别存有上述感测数据的部分数据段,系统2会读取上述多个节点的第二储存区中的数据段,并且加以组合,以形成上述感测数据。

[0032] 综合以上所述,本发明实施例提供了一种无须中央服务器来储存节点所感测的数据的感测网络系统、其方法与节点,所述感测网络系统、其方法与节点可以增加感测网络系统中的下载带宽使用效率,且还可以减少建置成本。较佳地,所述感测网络系统、其方法与节点还可以使用大数据的储存概念,以增加数据取回的容错能力。

[0033] 以上所述,仅为本发明最佳的具体实施例,惟本发明的特征并不局限于此,任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内,可轻易思及的变化或修饰,皆可涵盖在以下本案的专利范围。

[0034]【符号说明】

[0035] 1:传统感测网络系统

[0036] 101 〜105、201 〜207、3:节点

[0037] 12、21:因特网

[0038] 13:云端服务器与硬盘的集合

[0039] 2:感测网络系统

[0040] 30:感测装置

[0041] 31:传输装置

[0042] 32:处理装置

[0043] 33:储存装置

[0044] 331:第一储存区

[0045] 332:第二储存区

[0046] S401 〜S404、S411 〜S413:步骤流程。

Claims (16)

1.一种感测网络系统,其特征在于,该感测网络系统包括: 彼此连结的多个节点,每一个节点具有感测装置与储存装置; 其中每一该节点的该储存装置划分有第一储存区与第二储存区,该第一储存区用以储存该节点的该感测装置所感测的数据,该第二储存区用以储存其它所述节点的至少其中之一的该感测装置所感测的数据的至少一部分,以及该节点将其该感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它所述节点的至少其中之一,以将该节点的该感测装置所感测的数据的至少一部分储存于其它所述节点的至少其中之一的该储存装置的该第二储存区。
2.根据权利要求1所述的感测网络系统,其特征在于,其中所述节点之间以点对点传输方式进行数据的传输。
3.根据权利要求1所述的感测网络系统,其特征在于,其中该节点将其该感测装置所感测的数据划分为多个数据段,并将其该感测装置所感测的数据的所述数据段的至少一部分传送给其它所述节点的至少其中之一。
4.根据权利要求1所述的感测网络系统,其特征在于,其中该节点接收其它所述节点的至少其中之一的该感测装置所感测的数据的多个数据段的至少一部分。
5.根据权利要求1所述的感测网络系统,其特征在于,其中所述节点的数目为N,该节点将其该感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它M个节点,其中N为大于2的整数,且M为大于N/2的整数。
6.根据权利要求5所述的感测网络系统,其特征在于,其中当该节点失效或被偷窃时,通过读取并组合储存有失效或被偷窃的该节点的该感测装置所感测的数据的至少一部分的其它L个节点的该储存装置的该第二储存区,以取得失效或被偷窃的该节点的该感测装置所感测的数据,其中L为大于M/2的整数。
7.一种设置于感测网络系统的节点,其特征在于,该节点包括: 感测装置,用以感测,以获得数据; 传输装置,用来接收设置于该感测网络系统的其它多个节点的至少其中之一的感测装置所感测的数据的至少一部分; 储存装置,包含第一储存区与第二储存区,其中该储存装置的该第一储存区用以储存该节点的该感测装置所感测的数据,而该储存装置的该第二储存区用以储存其它所述节点的至少其中之一的该感测装置所感测的数据的至少一部分;以及 处理装置,电性耦接该感测装置、该传输装置与该储存装置; 其中该传输装置另用以将该节点的该感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它所述节点的至少其中之一,以将该节点的该感测装置所感测的数据的至少一部分储存于其它所述节点的至少其中之一的储存装置的第二储存区。
8.根据权利要求7所述的节点,其特征在于,其中该节点与其它所述节点之间以点对点传输方式进行数据的传输。
9.根据权利要求7所述的节点,其特征在于,其中该节点的该处理装置将该节点的该感测装置所感测的数据划分为多个数据段,并控制该节点的该传输装置将该感测装置所感测的数据的所述数据段的至少一部分传送给其它所述节点的至少其中之一。
10.根据权利要求7所述的节点,其特征在于,其中该节点的该传输装置接收其它所述节点的至少其中之一的该感测装置所感测的数据的多个数据段的至少一部分。
11.根据权利要求7所述的节点,其特征在于,其中该感测网络系统中的所述节点的数目为N,该节点的该传输装置将该节点的该感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它M个节点,其中N为大于2的整数,且M为大于N/2的整数。
12.根据权利要求11所述的节点,其特征在于,其中当该节点失效或被偷窃时,通过读取储存有失效或被偷窃的该节点的该感测装置所感测的数据的至少一部分的其它L个节点的该储存装置的该第二储存区,以取得失效或被偷窃的该节点的该感测装置所感测的数据,其中L为大于M/2的整数。
13.一种数据处理方法,执行于设置于感测网络系统的彼此链接的多个节点的每一个,其中每一该节点具有感测装置与储存装置,且该储存装置包含第一储存区与第二储存区,其特征在于,该数据处理方法包括: 使用该节点的该感测装置进行感测,以获得数据; 使用该节点的该储存装置的该第一储存区储存该节点的该感测装置所感测的数据; 使用该节点接收设置于该感测网络系统的其它所述节点的至少其中之一的该感测装置所感测的数据的至少一部分;以及 使用该节点的该储存装置的该第二储存区储存其它所述节点的至少其中之一的该感测装置所感测的数据的至少一部分。
14.根据权利要求13所述的数据处理方法,其特征在于,该数据处理方法还包括: 使用该节点将其该感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它所述节点的至少其中之一,以将该节点的该感测装置所感测的数据的至少一部分储存于其它所述节点的至少其中之一的该储存装置的该第二储存区。
15.根据权利要求13所述的数据处理方法,其特征在于,其中所述节点的数目为N,该节点将其该感测装置所感测的数据的至少一部分传送给其它M个节点,其中N为大于2的整数,且M为大于N/2的整数。
16.根据权利要求15所述的数据处理方法,其特征在于,其中当该节点失效或被偷窃时,通过读取储存有失效或被偷窃的该节点的该感测装置所感测的数据的至少一部分的其它L个节点的该储存装置的该第二储存区,以取得失效或被偷窃的该节点的该感测装置所感测的数据,其中L为大于M/2的整数。
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