CN107590976A - 用于大数据采集的无线传感器终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大数据采集的无线传感器终端设备，包括计算模块和与计算模块连接的存储模块、电源模块，电源模块还分别与存储模块、通信模块连接。计算模块预先判决让用户感兴趣的大数据写入存储模块，然后跟踪监测存储模块中大数据的写入速度，当大数据产生速度很快即将发生存储空间溢出时，启用雾计算模式，通信模块向邻近的无线传感器终端请求借用存储空间，电源模块根据大数据的产生速度调节电量等级。本无线传感器终端根据大数据的价值和产生速度高效利用存储空间和电池能量，适用于农业、交通、医疗等行业大数据采集。

Description

用于大数据采集的无线传感器终端设备

技术领域

本发明涉及物联网技术，具体涉及一种用于大数据采集的无线传感器终端设备。

背景技术

传感器网络由分布在监测区域的大量传感器节点无线连接而成。传感器节点的存储、计算和通信能力都有限，其自带电池的能量也是有限的。因此节能和延长网络生命周期是传感器网络中协议和算法设计的首要目标。在传感器网络中，感知节点采集监测区域的多类型数据，并将采集到的数据通过通信节点以多跳方式发送到融合中心，融合中心对接收到的数据进行处理，输出用户感兴趣的信息。

传感器网络是物联网感知层的重要组成部分。在物联网中，大量终端产生的数据呈几何级数增长，很难用传统的数据分析方法处理。这些大规模的数据被称为大数据，有结构化的、半结构化的和非结构化的三种类型，具有大量、多样、高速、有价值四个典型特征。大数据可按行业划分，如农业大数据、交通大数据、医疗大数据。现有传感器节点的存储、计算、通信和电源模块主要针对小规模的数据采集，很少考虑大数据采集。因此，很有必要为大数据采集设计新的无线传感器终端。

发明内容

针对现有的无线传感器终端不适用于大数据采集的情形，本发明提出一种用于大数据采集的无线传感器终端设备，根据大数据的价值和产生速度高效利用存储空间和电池能量。

实现本发明目的的技术方案如下：

用于大数据采集的无线传感器终端设备，包括计算模块和与计算模块连接的存储模块、电源模块，电源模块还分别与存储模块、通信模块连接。

本发明用于大数据采集的无线传感器终端设备的使用方法是：

(1)由终端采集的大数据写入存储模块，当大数据产生速度很快时，存储空间可能不够用而发生溢出；

(2)在存储模块中写入用户感兴趣的数据类型，通过计算模块调用该数据类型对它采集的大数据进行预先判决，如果不是用户感兴趣的数据就丢弃，如果是用户感兴趣的数据就写入它的存储模块；

(3)计算模块跟踪监测存储模块中大数据的写入速度并且判断是否即将发生存储空间溢出，当大数据产生速度很快即将发生存储空间溢出时，启用雾计算模式，通信模块向邻近的无线传感器终端发送消息，请求借用存储空间；

(4)邻近的无线传感器终端如果有空闲的存储空间，其通信模块向第n个无线传感器终端的通信模块发出响应消息，如果没有邻近的无线传感器终端发出响应消息，第n个无线传感器终端就暂停采集大数据，待之前采集的大数据发送出去后再继续采集；

(5)无线传感器网络中用雾计算模式存储的大数据可以被其中所有无线传感器终端获取。

(6)电源模块根据大数据的产生速度调节电量等级，当大数据产生速度加快时，电量等级相应调高，以满足它的存储模块、计算模块和通信模块的供电需求，当没有用户感兴趣的大数据到来时，电源就进入休眠状态节约能量，之后当有用户感兴趣的大数据到来时，电源被唤醒为存储模块、计算模块和通信模块供电。

本发明的有益效果为：本无线传感器设备可用于大数据采集，具有大数据采集效率高、传感器终端的存储空间和电池能量利用率高等优点。

附图说明

图1为用于大数据采集的无线传感器设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，产生大数据的监测区域部署有N个传感器终端的无线传感器网络。每个无线传感器终端设备分别由计算模块、存储模块、电源模块和通信模块构成，计算模块与存储模块相连，电源模块分别与存储模块、通信模块、计算模块连接。计算模块预先判决让用户感兴趣的大数据写入存储模块，然后跟踪监测存储模块中大数据的写入速度，当大数据产生速度很快即将发生存储空间溢出时，启用雾计算模式，通信模块向邻近的无线传感器终端请求借用存储空间，电源模块根据大数据的产生速度调节电量等级。

实施例：

工作时，第n个终端采集的大数据写入它的存储模块，当大数据产生速度很快时，存储空间可能不够用而发生溢出。另外，部分采集的大数据可能不是用户感兴趣的，浪费宝贵的存储空间。因此，先在它的存储模块中写入用户感兴趣的数据类型，如农业用户希望知道土壤湿度状况，就在它的存储模块中写入土壤湿度，它的计算模块调用该数据类型对它采集的大数据进行预先判决，如采集的大数据有土壤温度、土壤湿度、光照，土壤温度和光照不是用户感兴趣的数据被丢弃，土壤湿度是用户感兴趣的数据被写入它的存储模块，然后它的计算模块跟踪监测它的存储模块中大数据的写入速度并且判断是否即将发生存储空间溢出，当土壤湿度大数据产生速度很快即将发生存储空间溢出时，启用雾计算模式，它的通信模块向邻近的无线传感器终端发送消息，请求借用存储空间。邻近的无线传感器终端如果有空闲的存储空间，其通信模块向第n个无线传感器终端的通信模块发出响应消息。如果没有邻近的无线传感器终端发出响应消息，第n个无线传感器终端就暂停采集土壤湿度大数据，待之前采集的土壤湿度大数据发送出去后再继续采集。无线传感器网络中用雾计算模式存储的土壤湿度大数据可以被其中所有无线传感器终端获取。为了节约能量，它的电源模块根据土壤湿度大数据的产生速度调节电量等级，当土壤湿度大数据产生速度很快时，电量等级最高；土壤湿度大数据产生速度快时，电量等级居中；土壤湿度大数据产生速度一般时，电量等级最低。大数据产生速度快慢的判决阈值和电量等级值根据实际情况由用户设定。当土壤湿度大数据产生速度加快时，电量等级相应调高，以满足它的存储模块、计算模块和通信模块的供电需求。当没有用户感兴趣的大数据到来时，电源就进入休眠状态节约能量，之后当有用户感兴趣的大数据到来时，电源被唤醒为存储模块、计算模块和通信模块供电。

Claims (1)

1.用于大数据采集的无线传感器终端设备，其特征是：包括计算模块和与计算模块连接的存储模块、电源模块，电源模块还分别与存储模块、通信模块连接。