CN108400840A - 一种智能家居管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能家居管理方法。它具体包括如下步骤:(1)改造并统一通信接口:定义新的网络帧数据结构,包括目的地址字段、源地址字段、类型字段、数据字段和CRC字段;(2)通讯协议做安全加密处理:为了保证长数据传输的性能和安全,对数据进行压缩处理;(3)完成数据组织结构:为了实现数据的连续写和读,采用SkipList算法实现数据结构,然后将数据进行传输和存储;(4)完成海量数据的分析:数据分析采取RPC异步并行分析的方法。本发明的有益效果是:通过数据压缩、数据传输、数据存储和数据计算,实现了智能家居领域的高效数据管理,从而完成乐对数据库的管理和维护工作。

Description

一种智能家居管理方法
技术领域
本发明涉及物联网相关技术领域,尤其是指一种智能家居管理方法。
背景技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。
传统的物联网管理领域缺少数据的有效整理,只完成了数据的传输和交换,这样做的缺点是缺少对数据管理,并因此减少数据的价值。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足,提供了一种能够对数据库进行管理和维护的智能家居管理方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种智能家居管理方法,具体包括如下步骤:
(1)改造并统一通信接口:定义新的网络帧数据结构,包括目的地址字段、源地址字段、类型字段、数据字段和CRC字段;
(2)通讯协议做安全加密处理:为了保证长数据传输的性能和安全,对数据进行压缩处理;
(3)完成数据组织结构:为了实现数据的连续写和读,采用SkipList算法实现数据结构,然后将数据进行传输和存储;
(4)完成海量数据的分析:数据分析采取RPC异步并行分析的方法。
本发明在改造并统一通信接口的基础上,通过数据压缩、数据传输、数据存储和数据计算,实现了智能家居领域的高效数据管理,从而完成乐对数据库的管理和维护工作。
作为优选,在步骤(1)中,目标地址字段和源地址字段为16进制IPv4数据,类型字段描述了设备类型,数据字段为应用层数据,数据字段的长度按照网络设备要求准备数据长度,CRC字段为校验字段,接收端程序按照CRC32抽样算法校验前面所有的数据,如发现错误则要求发送端重新发送。
作为优选,在步骤(1)中,数据字段的数据长度为46-1500字节,其中数据长度越长器以发送速度越快,为了保持数据结构,如发送数据为空则数据字段填写为46个0。
作为优选,在步骤(2)中,数据压缩方法如下:
(a)在原始数据字段中读取下一个字符,组成Entry(p,s),其中Entry是一个Code和它所代表的字符串,Entry(p,s)指的是编码后包含了前缀p和后缀s的字符串数组;
(b)判断是否认识该Entry(p,s),其判断的依据是该Entry(p,s)是否在标号集中,而标号集指的是编码后的字符串数组集合,如果认识,则将前缀p变成Entry标号,并返回到步骤(a)中;如果不认识,则进入到步骤(c)中;
(c)输出前缀p,后缀s变为新前缀,构成一个新Entry,并记录新Entry到标号集;
(d)判断是否到最后一个字符,如果是,则输出标号,压缩结束;如果不是,则返回到步骤(a)中。
例如:一个字符串可以由(A,B)来组成,其中A是前缀,B是后缀,一个前缀字符长度可以为0,一个prefix和一个character可以组成一个字符串,当A长度为0的时候,代表Root,根。
作为优选,在步骤(3)中,SkipList是一种随机化的数据结构,基于并联的有序链表,有多级的索引可以跳过大段的区间,称之为跳跃列表,其效率可比拟于二叉查找树,使用SkipList算法统计比指定的数值小的项的个数的时间复杂度是log(n)级的,故而数据节点中的数值发生变化时,更新的代价也是log(n)级。
作为优选,所述的跳跃列表是对有序的链表增加上附加的前进链接,增加是以随机化的方式进行的,故而在列表中的查找可以快速的跳过部分列表。
作为优选,在步骤(3)中,SkipList由很多层结构组成,每一层level是通过一定的概率随机产生的,每一层都是一个有序的链表,默认是升序,其中最底层Level 1的链表包含所有元素,如果一个元素出现在Level i的链表中,则它在Leveli之下的所有层链表中也都会出现,而每个数据节点包含两个指针,一个指向同一层链表中的下一个元素,另一个指向下面一层的同一个元素。
作为优选,由很多层结构组成的SkipList可以根据创建映射时所提供的Comparator进行排序,具体取决于使用的构造方法。
作为优选,在步骤(3)中,数据存储时的存储介质为硬盘或内存,其中硬盘中指针位置为下一个存储块的地址。
作为优选,在步骤(4)中,由于本质上RPC是一种集群调用,集群中的服务器性能有好有差,所以在实际应用需要以负载均衡作为辅助才能更好的实现并行计算,而在本方法中,主要应用了服务器的CPU资源,故而RPC异步并行分析方法中是以负载均衡算法为依据,CPU主频*CPU核心数做任务调度凭据。
RPC(Remote Procedure Call)——远程过程调用,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协议。RPC协议假定某些传输协议的存在,如TCP或UDP,为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中,RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。RPC采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机,而服务提供程序就是一个服务器。首先,客户机调用进程发送一个有进程参数的调用信息到服务进程,然后等待应答信息。在服务器端,进程保持睡眠状态直到调用信息到达为止。当一个调用信息到达,服务器获得进程参数,计算结果,发送答复信息,然后等待下一个调用信息,最后,客户端调用进程接收答复信息,获得进程结果,然后调用执行继续进行。由于本质上RPC是一种集群调用,集群中的服务器性能有好有差,所以在实际应用需要以负载均衡作为辅助才能更好的实现并行计算。在本发明中,我们主要应用了服务器的CPU资源,所以我们以CPU性能作为负载均衡依据。
本发明的有益效果是:通过数据压缩、数据传输、数据存储和数据计算,实现了智能家居领域的高效数据管理,从而完成乐对数据库的管理和维护工作。
附图说明
图1是本发明的网络帧数据结构图;
图2是本发明的数据压缩方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
一种智能家居管理方法,具体包括如下步骤:
(1)改造并统一通信接口:定义新的网络帧数据结构,如图1所示,包括目的地址字段、源地址字段、类型字段、数据字段和CRC字段;目标地址字段和源地址字段为16进制IPv4数据,类型字段描述了设备类型,数据字段为应用层数据,数据字段的长度按照网络设备要求准备数据长度,CRC字段为校验字段,接收端程序按照CRC32抽样算法校验前面所有的数据,如发现错误则要求发送端重新发送;数据字段的数据长度为46-1500字节,其中数据长度越长器以发送速度越快,为了保持数据结构,如发送数据为空则数据字段填写为46个0。
(2)通讯协议做安全加密处理:为了保证长数据传输的性能和安全,对数据进行压缩处理;如图2所示,数据压缩方法如下:
(a)在原始数据字段中读取下一个字符,组成Entry(p,s),其中Entry是一个Code和它所代表的字符串,Entry(p,s)指的是编码后包含了前缀p和后缀s的字符串数组;
(b)判断是否认识该Entry(p,s),其判断的依据是该Entry(p,s)是否在标号集中,而标号集指的是编码后的字符串数组集合,如果认识,则将前缀p变成Entry标号,并返回到步骤(a)中;如果不认识,则进入到步骤(c)中;
(c)输出前缀p,后缀s变为新前缀,构成一个新Entry,并记录新Entry到标号集;
(d)判断是否到最后一个字符,如果是,则输出标号,压缩结束;如果不是,则返回到步骤(a)中。
例如:一个字符串可以由(A,B)来组成,其中A是前缀,B是后缀,一个前缀字符长度可以为0,一个prefix和一个character可以组成一个字符串,当A长度为0的时候,代表Root,根。
(3)完成数据组织结构:为了实现数据的连续写和读,采用SkipList算法实现数据结构,然后将数据进行传输和存储;SkipList是一种随机化的数据结构,基于并联的有序链表,有多级的索引可以跳过大段的区间,称之为跳跃列表,跳跃列表是对有序的链表增加上附加的前进链接,增加是以随机化的方式进行的,故而在列表中的查找可以快速的跳过部分列表,其效率可比拟于二叉查找树,使用SkipList算法统计比指定的数值小的项的个数的时间复杂度是log(n)级的,故而数据节点中的数值发生变化时,更新的代价也是log(n)级。SkipList由很多层结构组成,每一层level是通过一定的概率随机产生的,每一层都是一个有序的链表,默认是升序,也以根据创建映射时所提供的Comparator进行排序,具体取决于使用的构造方法,其中最底层Level 1的链表包含所有元素,如果一个元素出现在Level i的链表中,则它在Level i之下的所有层链表中也都会出现,而每个数据节点包含两个指针,一个指向同一层链表中的下一个元素,另一个指向下面一层的同一个元素。数据存储时的存储介质为硬盘或内存,其中硬盘中指针位置为下一个存储块的地址。
(4)完成海量数据的分析:数据分析采取RPC异步并行分析的方法。由于本质上RPC是一种集群调用,集群中的服务器性能有好有差,所以在实际应用需要以负载均衡作为辅助才能更好的实现并行计算,而在本方法中,主要应用了服务器的CPU资源,故而RPC异步并行分析方法中是以负载均衡算法为依据,CPU主频*CPU核心数做任务调度凭据。
RPC(Remote Procedure Call)-远程过程调用,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协议。RPC协议假定某些传输协议的存在,如TCP或UDP,为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中,RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。RPC采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机,而服务提供程序就是一个服务器。首先,客户机调用进程发送一个有进程参数的调用信息到服务进程,然后等待应答信息。在服务器端,进程保持睡眠状态直到调用信息到达为止。当一个调用信息到达,服务器获得进程参数,计算结果,发送答复信息,然后等待下一个调用信息,最后,客户端调用进程接收答复信息,获得进程结果,然后调用执行继续进行。由于本质上RPC是一种集群调用,集群中的服务器性能有好有差,所以在实际应用需要以负载均衡作为辅助才能更好的实现并行计算。在本发明中,我们主要应用了服务器的CPU资源,所以我们以CPU性能作为负载均衡依据。
本发明在改造并统一通信接口的基础上,通过数据压缩、数据传输、数据存储和数据计算,实现了智能家居领域的高效数据管理,从而完成乐对数据库的管理和维护工作。

Claims (10)

1.一种智能家居管理方法,其特征是,具体包括如下步骤:
(1)改造并统一通信接口:定义新的网络帧数据结构,包括目的地址字段、源地址字段、类型字段、数据字段和CRC字段;
(2)通讯协议做安全加密处理:为了保证长数据传输的性能和安全,对数据进行压缩处理;
(3)完成数据组织结构:为了实现数据的连续写和读,采用SkipList算法实现数据结构,然后将数据进行传输和存储;
(4)完成海量数据的分析:数据分析采取RPC异步并行分析的方法。
2.根据权利要求1所述的一种智能家居管理方法,其特征是,在步骤(1)中,目标地址字段和源地址字段为16进制IPv4数据,类型字段描述了设备类型,数据字段为应用层数据,数据字段的长度按照网络设备要求准备数据长度,CRC字段为校验字段,接收端程序按照CRC32抽样算法校验前面所有的数据,如发现错误则要求发送端重新发送。
3.根据权利要求2所述的一种智能家居管理方法,其特征是,在步骤(1)中,数据字段的数据长度为46-1500字节,其中数据长度越长器以发送速度越快,为了保持数据结构,如发送数据为空则数据字段填写为46个0。
4.根据权利要求1所述的一种智能家居管理方法,其特征是,在步骤(2)中,数据压缩方法如下:
(a)在原始数据字段中读取下一个字符,组成Entry(p,s),其中Entry是一个Code和它所代表的字符串,Entry(p,s)指的是编码后包含了前缀p和后缀s的字符串数组;
(b)判断是否认识该Entry(p,s),其判断的依据是该Entry(p,s)是否在标号集中,而标号集指的是编码后的字符串数组集合,如果认识,则将前缀p变成Entry标号,并返回到步骤(a)中;如果不认识,则进入到步骤(c)中;
(c)输出前缀p,后缀s变为新前缀,构成一个新Entry,并记录新Entry到标号集;
(d)判断是否到最后一个字符,如果是,则输出标号,压缩结束;如果不是,则返回到步骤(a)中。
5.根据权利要求1所述的一种智能家居管理方法,其特征是,在步骤(3)中,SkipList是一种随机化的数据结构,基于并联的有序链表,有多级的索引可以跳过大段的区间,称之为跳跃列表,其效率可比拟于二叉查找树,使用SkipList算法统计比指定的数值小的项的个数的时间复杂度是log(n)级的,故而数据节点中的数值发生变化时,更新的代价也是log(n)级。
6.根据权利要求5所述的一种智能家居管理方法,其特征是,所述的跳跃列表是对有序的链表增加上附加的前进链接,增加是以随机化的方式进行的,故而在列表中的查找可以快速的跳过部分列表。
7.根据权利要求5或6所述的一种智能家居管理方法,其特征是,在步骤(3)中,SkipList由很多层结构组成,每一层level是通过一定的概率随机产生的,每一层都是一个有序的链表,默认是升序,其中最底层Level1的链表包含所有元素,如果一个元素出现在Leveli的链表中,则它在Leveli之下的所有层链表中也都会出现,而每个数据节点包含两个指针,一个指向同一层链表中的下一个元素,另一个指向下面一层的同一个元素。
8.根据权利要求7所述的一种智能家居管理方法,其特征是,由很多层结构组成的SkipList可以根据创建映射时所提供的Comparator进行排序,具体取决于使用的构造方法。
9.根据权利要求7所述的一种智能家居管理方法,其特征是,在步骤(3)中,数据存储时的存储介质为硬盘或内存,其中硬盘中指针位置为下一个存储块的地址。
10.根据权利要求1所述的一种智能家居管理方法,其特征是,在步骤(4)中,由于本质上RPC是一种集群调用,集群中的服务器性能有好有差,所以在实际应用需要以负载均衡作为辅助才能更好的实现并行计算,而在本方法中,主要应用了服务器的CPU资源,故而RPC异步并行分析方法中是以负载均衡算法为依据,CPU主频*CPU核心数做任务调度凭据。
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