CN108712469A - 一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，属于物联网领域。确定网络节点的节点集合：节点集合中包含网络节点的消息订阅节点和消息推送节点；传感网络的连接分配：首先与物联网中消息接收服务器取得联系，并确定各个消息接收服务器最大承载能力，将已经准备好接收连接任务的消息接收服务器加入消息接收服务器表中；传感网络的调度：根据已经制定好的连接调度算法；传感网络的维护：定期进行维护消息接收服务器列表，检测消息接收服务表中接收消息服务器的心跳和消息接收服务器的连接数；物联网中传感网络的操作系统装置：传感网络包括上位机和物联网终端，以及连接上位机和物联网终端的物联网节点，物联网根节点，也称为协调器。

Description

一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法
技术领域
本发明涉及一种物联网方法，具体是一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法。
背景技术
目前现有的物联网技术通常是按照设计者预先设想好的物联网业务逻辑来组织网络节点之间的通信连接和消息传递，若把物联网网络节点间的业务逻辑比喻为社交关系，那么物联网网络节点间的社交关系大都是被动建立的，无线传感网络由置于监测区域内的大量具有感知、计算和通信能力的微型传感器节点构成其目的是协同监测、采集和处理网络覆盖范围中监测对象的信息，并发送给观察服务器。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种物联网领域的一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，具体操作方法如下：
(1)确定网络节点的节点集合：节点集合中包含网络节点的消息订阅节点和消息推送节点，获取网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的信息数量，根据网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的消息数量，确定表征网络节点在节点集合中的重要性评估值，然后根据确定出的表征网络节点在节点集合中的重要性的评估值，对网络节点之间的关系进行调整。
(2)传感网络的连接分配：首先与物联网中消息接收服务器取得联系，并确定各个消息接收服务器最大承载能力，将已经准备好接收连接任务的消息接收服务器加入消息接收服务器表中，然后根据不同的业务需求，选择合适的分配调度算法，然后监听传感网络的连接。
(3)传感网络的调度：根据已经制定好的连接调度算法，在消息接收服务器表中选择消息接收服务器，将监听到的传感网连接分配给选中消息接收服务器，更新消息接收服务器表中消息接收服务器连接数信息，若消息接收服务器达到了所能承载的最大连接数，将消息接收服务器标记，暂时不给此消息接收服务器分配连接。
(4)传感网络的维护：定期进行维护消息接收服务器列表，检测消息接收服务表中接收消息服务器的心跳和消息接收服务器的连接数。
(5)物联网中传感网络的操作系统装置：传感网络包括上位机和物联网终端，以及连接上位机和物联网终端的物联网节点，物联网根节点，也称为协调器，其特征在于网络操作系统装置驻留在上位机或者物联网根节点中。
作为本发明进一步的改进方案：根据物联网中的传感网络连接分配和调度方法的步骤(1)中节点的属性信息包括：节点的消息订阅节点的数量和节点的消息推送节点的数量，网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的消息数量，确定表征所述网络节点在节点集合中的重要性的评估值，节点集合中每个消息推送节点对网络节点的贡献值和表征网络节点发布的消息在节点集合发布的消息中的重要性的评估值，确定表征网络节点在节点集合中的重要性评估。
作为本发明再进一步的改进方案：根据物联网中的传感网络连接分配和调度方法的步骤(2)中分配调度算法采用最少连接算法，中间件通过最少连接调度算法动态地将传感网络请求调度到已建立的连接数最少的消息接收服务器上，在物联网中消息接收服务器性能差异较大的情况下，中间件采用加权最少连接调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的消息接收服务器将承受较大比例的活动连接负载，中间件可以自动问询消息接收服务器的负载情况，并动态地调整期权值。
作为本发明再进一步的改进方案：根据物联网中的传感网络连接分配和调度方法的步骤(3)中分配的调度算法采用源地址散列算法，中间件根据传感网络连接地址，作为散列键从静态分配的散列表找出消息接收服务器，若消息接收服务器是可用的且未超载，将请求发送到该消息接收服务器，否则返回空。
作为本发明再进一步的改进方案：根据物联网中的传感网络连接分配和调度方法的步骤(4)中若消息接收服务器心跳正常，则将此消息接收服务器继续保留在消息接收服务器中，若消息接收服务器心跳异常，则将此消息接收服务器从消息接收服务器表中移除，将此消息接收服务器维护的传感网络连接重新分配，更新消息接收服务器表；若消息接收服务器连接与消息接收服务器表中不同，则更新消息接收服务器表。
作为本发明再进一步的改进方案：根据物联网中的传感网络连接分配和调度方法的步骤(5)中网络标识信息，用于在一个物理连接的网关中区别一个或多个物联网网络；节点标识信息，用于区别物联网各通信节点和路由节点；端口标识信息用于区别物联网各通信节点智能设备的各端口；设备标识信息，用于区别物联网各节点智能设备端口连接的传感设备或控制设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的传感网络连接分配和调度方法，可以使得高并发、大吞吐的大型物联网项目良好运转，然后降低了无线传感器产品的研发成本和周期有利于无线传感器网络乃至物联网技术的推广和应用，使得复杂的无线传感器网络管理功能变得具有很强的复用性和模块化，降低各种无线传感器网络以及物联网应用当中与其他功能模块的耦合度，便于二次开发和推广，业务信息或业务号采用优先级同时也是通过按多业务的调度处理来实现网络操作系统的业务管理，这可大大提高复杂网络功能的处理能力。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例提供了一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，具体操作方法如下：
(1)确定网络节点的节点集合：节点集合中包含网络节点的消息订阅节点和消息推送节点，获取网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的信息数量，根据网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的消息数量，确定表征网络节点在节点集合中的重要性评估值，然后根据确定出的表征网络节点在节点集合中的重要性的评估值，对网络节点之间的关系进行调整；节点的属性信息包括：节点的消息订阅节点的数量和节点的消息推送节点的数量，网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的消息数量，确定表征所述网络节点在节点集合中的重要性的评估值，节点集合中每个消息推送节点对网络节点的贡献值和表征网络节点发布的消息在节点集合发布的消息中的重要性的评估值，确定表征网络节点在节点集合中的重要性评估。
(2)传感网络的连接分配：首先与物联网中消息接收服务器取得联系，并确定各个消息接收服务器最大承载能力，将已经准备好接收连接任务的消息接收服务器加入消息接收服务器表中，然后根据不同的业务需求，选择合适的分配调度算法，然后监听传感网络的连接；分配调度算法采用最少连接算法，中间件通过最少连接调度算法动态地将传感网络请求调度到已建立的连接数最少的消息接收服务器上，在物联网中消息接收服务器性能差异较大的情况下，中间件采用加权最少连接调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的消息接收服务器将承受较大比例的活动连接负载，中间件可以自动问询消息接收服务器的负载情况，并动态地调整期权值。
(3)传感网络的调度：根据已经制定好的连接调度算法，在消息接收服务器表中选择消息接收服务器，将监听到的传感网连接分配给选中消息接收服务器，更新消息接收服务器表中消息接收服务器连接数信息，若消息接收服务器达到了所能承载的最大连接数，将消息接收服务器标记，暂时不给此消息接收服务器分配连接；分配的调度算法采用源地址散列算法，中间件根据传感网络连接地址，作为散列键从静态分配的散列表找出消息接收服务器，若消息接收服务器是可用的且未超载，将请求发送到该消息接收服务器，否则返回空。
(4)传感网络的维护：定期进行维护消息接收服务器列表，检测消息接收服务表中接收消息服务器的心跳和消息接收服务器的连接数；消息接收服务器心跳正常，则将此消息接收服务器继续保留在消息接收服务器中。
(5)物联网中传感网络的操作系统装置：传感网络包括上位机和物联网终端，以及连接上位机和物联网终端的物联网节点，物联网根节点，也称为协调器，其特征在于网络操作系统装置驻留在上位机或者物联网根节点中；网络标识信息，用于在一个物理连接的网关中区别一个或多个物联网网络；节点标识信息，用于区别物联网各通信节点和路由节点；端口标识信息用于区别物联网各通信节点智能设备的各端口；设备标识信息，用于区别物联网各节点智能设备端口连接的传感设备或控制设备。
实施例2
本实施例提供了一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，具体操作方法如下：
(1)确定网络节点的节点集合：节点集合中包含网络节点的消息订阅节点和消息推送节点，获取网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的信息数量，根据网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的消息数量，确定表征网络节点在节点集合中的重要性评估值，然后根据确定出的表征网络节点在节点集合中的重要性的评估值，对网络节点之间的关系进行调整；节点的属性信息包括：节点的消息订阅节点的数量和节点的消息推送节点的数量，网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的消息数量，确定表征所述网络节点在节点集合中的重要性的评估值，节点集合中每个消息推送节点对网络节点的贡献值和表征网络节点发布的消息在节点集合发布的消息中的重要性的评估值，确定表征网络节点在节点集合中的重要性评估。
(2)传感网络的连接分配：首先与物联网中消息接收服务器取得联系，并确定各个消息接收服务器最大承载能力，将已经准备好接收连接任务的消息接收服务器加入消息接收服务器表中，然后根据不同的业务需求，选择合适的分配调度算法，然后监听传感网络的连接；分配调度算法采用最少连接算法，中间件通过最少连接调度算法动态地将传感网络请求调度到已建立的连接数最少的消息接收服务器上，在物联网中消息接收服务器性能差异较大的情况下，中间件采用加权最少连接调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的消息接收服务器将承受较大比例的活动连接负载，中间件可以自动问询消息接收服务器的负载情况，并动态地调整期权值。
(3)传感网络的调度：根据已经制定好的连接调度算法，在消息接收服务器表中选择消息接收服务器，将监听到的传感网连接分配给选中消息接收服务器，更新消息接收服务器表中消息接收服务器连接数信息，若消息接收服务器达到了所能承载的最大连接数，将消息接收服务器标记，暂时不给此消息接收服务器分配连接；分配的调度算法采用源地址散列算法，中间件根据传感网络连接地址，作为散列键从静态分配的散列表找出消息接收服务器，若消息接收服务器是可用的且未超载，将请求发送到该消息接收服务器，否则返回空。
(4)传感网络的维护：定期进行维护消息接收服务器列表，检测消息接收服务表中接收消息服务器的心跳和消息接收服务器的连接数；消息接收服务器心跳异常，则将此消息接收服务器从消息接收服务器表中移除，将此消息接收服务器维护的传感网络连接重新分配，更新消息接收服务器表；消息接收服务器连接与消息接收服务器表中不同，则更新消息接收服务器表。
(5)物联网中传感网络的操作系统装置：传感网络包括上位机和物联网终端，以及连接上位机和物联网终端的物联网节点，物联网根节点，也称为协调器，其特征在于网络操作系统装置驻留在上位机或者物联网根节点中；网络标识信息，用于在一个物理连接的网关中区别一个或多个物联网网络；节点标识信息，用于区别物联网各通信节点和路由节点；端口标识信息用于区别物联网各通信节点智能设备的各端口；设备标识信息，用于区别物联网各节点智能设备端口连接的传感设备或控制设备。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，其特征是，具体步骤如下：
(1)确定网络节点的节点集合：节点集合中包含网络节点的消息订阅节点和消息推送节点，获取网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的信息数量，根据网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的消息数量，确定表征网络节点在节点集合中的重要性评估值，然后根据确定出的表征网络节点在节点集合中的重要性的评估值，对网络节点之间的关系进行调整；
(2)传感网络的连接分配：首先与物联网中消息接收服务器取得联系，并确定各个消息接收服务器最大承载能力，将已经准备好接收连接任务的消息接收服务器加入消息接收服务器表中，然后根据不同的业务需求，选择合适的分配调度算法，然后监听传感网络的连接；
(3)传感网络的调度：根据已经制定好的连接调度算法，在消息接收服务器表中选择消息接收服务器，将监听到的传感网连接分配给选中消息接收服务器，更新消息接收服务器表中消息接收服务器连接数信息，若消息接收服务器达到了所能承载的最大连接数，将消息接收服务器标记，暂时不给此消息接收服务器分配连接；
(4)传感网络的维护：定期进行维护消息接收服务器列表，检测消息接收服务表中接收消息服务器的心跳和消息接收服务器的连接数；
(5)物联网中传感网络的操作系统装置：传感网络包括上位机和物联网终端，以及连接上位机和物联网终端的物联网节点，物联网根节点，也称为协调器，其特征在于网络操作系统装置驻留在上位机或者物联网根节点中。
2.根据权利要求1所述的一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，其特征是，根据物联网中的传感网络连接分配和调度的步骤(1)中节点的属性信息包括：节点的消息订阅节点的数量和节点的消息推送节点的数量，网络节点和节点集合中每个节点的属性信息和发布的消息数量，确定表征所述网络节点在节点集合中的重要性的评估值，节点集合中每个消息推送节点对网络节点的贡献值和表征网络节点发布的消息在节点集合发布的消息中的重要性的评估值，确定表征网络节点在节点集合中的重要性评估。
3.根据权利要求1所述的一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，其特征是，根据物联网中的传感网络连接分配和调度的步骤(2)中分配调度算法采用最少连接算法，中间件通过最少连接调度算法动态地将传感网络请求调度到已建立的连接数最少的消息接收服务器上，在物联网中消息接收服务器性能差异较大的情况下，中间件采用加权最少连接调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的消息接收服务器将承受较大比例的活动连接负载，中间件可以自动问询消息接收服务器的负载情况，并动态地调整期权值。
4.根据权利要求1所述的一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，其特征是，根据物联网中的传感网络连接分配和调度的步骤(3)中分配的调度算法采用源地址散列算法，中间件根据传感网络连接地址，作为散列键从静态分配的散列表找出消息接收服务器，若消息接收服务器是可用的且未超载，将请求发送到该消息接收服务器，否则返回空。
5.根据权利要求1所述的一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，其特征是，根据物联网中的传感网络连接分配和调度的步骤(4)中若消息接收服务器心跳正常，则将此消息接收服务器继续保留在消息接收服务器中，若消息接收服务器心跳异常，则将此消息接收服务器从消息接收服务器表中移除，将此消息接收服务器维护的传感网络连接重新分配，更新消息接收服务器表；若消息接收服务器连接与消息接收服务器表中不同，则更新消息接收服务器表。
6.根据权利要求1所述的一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，其特征是，根据物联网中的传感网络连接分配和调度的步骤(5)中网络标识信息，用于在一个物理连接的网关中区别一个或多个物联网网络；节点标识信息，用于区别物联网各通信节点和路由节点；端口标识信息用于区别物联网各通信节点智能设备的各端口；设备标识信息，用于区别物联网各节点智能设备端口连接的传感设备或控制设备。
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