CN108768701A - 一种物联网传感器节点故障标记方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网传感器节点故障标记方法及装置，通过读取有效感知数据中的传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据，根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表，依次发送测试数据包给异常节点列表中的传感器节点请求返回应答数据，如果该传感器节点在应答时间阈值内无法返回应答数据，标记该传感器节点产生感知故障。本发明可以通过一段时间的测试，对物联网中的边缘传感器节点进行针对性测试，快速的自动定位到出现故障的边缘传感器节点，为维护人员的维修提供了便利。

Description

一种物联网传感器节点故障标记方法及装置

技术领域

本公开涉及物联网故障检测领域，具体涉及一种物联网传感器节点故障标记方法及装置。

背景技术

物联网中的“物”，指的是数量众多的传感器和执行器向物联网提供数据并执行来自云端或用户与电脑、手机、车载系统、智能家电或其它平台交互产生的指令。众多的边缘传感器节点通常是小型低成本的智能设备，但正是由于它们访问的资源有限，往往被很容易出现故障并且很难被实时的监测与定位到，物联网节点包含物联网传感器，但是物联网中包含的感知节点可以有很多种不同类型的传感器，各种传感器传输的数据多种多样，与边缘传感器节点交互的服务器以及与之连接的网络已经拥有了成熟的故障监测技术，而边缘传感器节点到目前为止还未具备这样的技术。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术的不足，为了实时的监测与定位众多的边缘传感器节点出现的故障，提供一种物联网传感器节点故障标记方法及装置，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1，读取物联网内各边缘传感器节点最近24小时获取的感知数据；

步骤2，过滤感知数据中的无效数据获取有效感知数据；

步骤3，读取有效感知数据中的传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据；

步骤4，根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表；

步骤5，依次发送测试数据包给异常节点列表中的传感器节点请求返回应答数据；

步骤6，如果该传感器节点在应答时间阈值内无法返回应答数据，标记该传感器节点产生感知故障；

其中，所述感知数据为传感器节点编号、传感器采集时间与各边缘传感器节点所获取的物理量数值，所述物理量数值包括温度值、湿度值、坐标轴、磁力值等。

其中，所述异常传感器节点为最近24小时获取的感知数据中有异常数据的传感器节点，所述异常数据为传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值数据。

进一步地，在步骤1中，所述物联网包括至少一个边缘传感器节点，所述边缘传感器节点包括至少一种传感器，所述感知数据为传感器所获取的物理量数值。

进一步地，在步骤2中，所述无效数据为同一时间读取且数值相同的重复感知数据。

进一步地，在步骤3中，遍历同一个传感器节点的所有数据包，把最近24小时的数据包按照采集的时间的先后顺序依次判断是否有时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据，所述读取时间阈值为30秒，读取时间阈值以秒为单位并可人工调整。

进一步地，在步骤4中，根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表的方法包括以下子步骤：

步骤4.1，读取异常数据；

步骤4.2，根据异常数据确定异常传感器节点切将异常传感器节点构建异常节点列表；

步骤4.3，删除异常节点列表中重复的传感器节点编号。

进一步地，在步骤5中，所述应答时间阈值为30秒，所述应答时间阈值可人工调整，30秒为默认值，应答时间阈值以秒为单位并可人工调整，例如1800秒。

本发明还提供了一种物联网传感器节点故障标记装置，其特征在于，所述装置包括：

感知读取单元，用于读取物联网内各边缘传感器节点最近24小时获取的感知数据；

无效过滤单元，用于过滤感知数据中的无效数据获取有效感知数据；

异常判断单元，用于读取有效感知数据中的传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据；

列表提取单元，用于根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表；

异常请求单元，用于依次发送测试数据包给异常节点列表中的传感器节点请求返回应答数据；

异常标记单元，用于如果该传感器节点在应答时间阈值内无法返回应答数据，标记该传感器节点产生感知故障。

本公开的有益效果为：本发明公开了一种物联网传感器节点故障标记方法及装置，可以通过一段时间的测试，对物联网中的边缘传感器节点进行针对性测试，快速定位到出现故障的边缘传感器节点，为维护人员的维修提供了便利。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：

图1所示为本公开的一种物联网传感器节点故障标记方法的流程图；

图2所示为本公开实施方式的一种物联网传感器节点故障标记装置。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示为根据本公开的一种物联网传感器节点故障标记方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本公开的实施方式的一种物联网传感器节点故障标记方法。

本公开提出一种物联网传感器节点故障标记方法，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1，读取物联网内各边缘传感器节点最近24小时获取的感知数据；

步骤2，过滤感知数据中的无效数据获取有效感知数据；

步骤3，读取有效感知数据中的传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据；

步骤4，根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表；

步骤5，依次发送测试数据包给异常节点列表中的传感器节点请求返回应答数据；

步骤6，如果该传感器节点在应答时间阈值内无法返回应答数据，标记该传感器节点产生感知故障；

其中，所述感知数据为传感器节点编号、传感器采集时间与各边缘传感器节点所获取的物理量数值，所述物理量数值包括温度值、湿度值、坐标轴、磁力值等。

其中，所述异常传感器节点为最近24小时获取的感知数据中有异常数据的传感器节点，所述异常数据为传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值数据。

进一步地，在步骤1中，所述物联网包括至少一个边缘传感器节点，所述边缘传感器节点包括至少一种传感器，所述感知数据为传感器所获取的物理量数值。

进一步地，在步骤2中，所述无效数据为同一时间读取且数值相同的重复感知数据。

进一步地，在步骤3中，遍历同一个传感器节点的所有数据包，把最近24小时的数据包按照采集的时间的先后顺序依次判断是否有时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据，所述读取时间阈值为30秒的默认值，读取时间阈值以秒为单位并可人工调整，30秒的默认值以opnet14.5仿真取的最优值。

进一步地，在步骤4中，根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表的方法包括以下子步骤：

步骤4.1，读取异常数据；

步骤4.2，根据异常数据确定异常传感器节点切将异常传感器节点构建异常节点列表；

步骤4.3，删除异常节点列表中重复的传感器节点编号。

进一步地，在步骤5中，所述应答时间阈值为30秒，所述应答时间阈值可人工调整，30秒为默认值，该默认值为在opnet14.5+win10+VS2010仿真环境下仿真得到的优化值，时间阈值为时间格式，以秒为单位，例如1800秒。

本发明还提供了一种物联网传感器节点故障标记装置，如图2所示，所述装置包括：

感知读取单元，用于读取物联网内各边缘传感器节点最近24小时获取的感知数据；

无效过滤单元，用于过滤感知数据中的无效数据获取有效感知数据；

异常判断单元，用于读取有效感知数据中的传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据；

列表提取单元，用于根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表；

异常请求单元，用于依次发送测试数据包给异常节点列表中的传感器节点请求返回应答数据；

异常标记单元，用于如果该传感器节点在应答时间阈值内无法返回应答数据，标记该传感器节点产生感知故障。

采用opnet14.5+win10+VS2010仿真环境下，在仿真过程中，仿真实验设置为1000个物联网传感器节点随机分布在100X100米的区域，各物联网传感器的节点通过网关与基站进行通信，假定每个物联网传感器的节点每30秒发送一次数据信息，数据包的长度为100bytes，分簇的消息长度为25bytes，T(n)等于5个TDMA帧长。测试表明本公开提出的方案能够有效标记处大部分的传感器故障节点，传感器故障节点标记成功率为80%以上。

其中，opnet14.5软件是一款功能非常强大的网络仿真技术软件包；它主要是为了分析网络的行为，性能，多数的网络在进行数据统计，数据分析、采集数据的时候都会使用到这款opnet14.5软件,由三个模块组成，支持仿真、建库等的操作。opnet14.5由厂家提供的标准库模块有：x.25、ATM、FDDI、Frame Relay、Ethernet（10M 、100M、1000M）、TokenRing、TCP/IP、UDP、RIP、OSPF、LAPB、TP4、DQDB、HSSB、 J1850、STB、CATV、SNA、AMPS、VSAT、circuit switching、client-sever等。第三方提供的库模块有：地形仿真库、大气仿真库、SUN网管接口、HP网管接口等。opnet14.5允许用户使用FSM（有限状态机）开发自己的协议，并提供了丰富的C语言库函数。opnet14.5支持面向对象的调试。对网络拓扑、节点/设备的体系结构、过程逻辑（状态机）、传输等不同层次的、不同类型的模型，都有专门的、符合人们习惯的工具来进行编 辑和浏览，而不象某些软件那样从上到下全部用框图表示。opnet14.5可运行在SUN、HP、Windows等多种工作站平台上。 到目前为止，全球已有多个单位采用opnet14.5技术，用于通信网络研究开发以及网络规划，该网络仿真技术软件包能很好的对本公开的一种物联网传感器节点故障标记装置进行仿真测试。

所述一种物联网传感器节点故障标记装置可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种物联网传感器节点故障标记装置可运行的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种物联网传感器节点故障标记装置的示例，并不构成对一种物联网传感器节点故障标记装置的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种物联网传感器节点故障标记装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路 (ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable GateArray，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种物联网传感器节点故障标记装置运行装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种物联网传感器节点故障标记装置可运行装置的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种物联网传感器节点故障标记装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（SecureDigital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (7)

1.一种物联网传感器节点故障标记方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，读取物联网内各边缘传感器节点最近24小时获取的感知数据；

步骤2，过滤感知数据中的无效数据获取有效感知数据；

步骤3，读取有效感知数据中的传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据；

步骤4，根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表；

步骤5，依次发送测试数据包给异常节点列表中的传感器节点请求返回应答数据；

步骤6，如果该传感器节点在应答时间阈值内无法返回应答数据，标记该传感器节点产生感知故障；

其中，所述感知数据为传感器节点编号、传感器采集时间与各边缘传感器节点所获取的物理量数值，所述物理量数值包括温度值、湿度值、坐标轴、磁力值。

2.根据权利要求1所述的一种物联网传感器节点故障标记方法，其特征在于，在步骤1中，所述物联网包括至少一个边缘传感器节点，所述边缘传感器节点包括至少一种传感器，所述感知数据为传感器所获取的物理量数值。

3.根据权利要求1所述的一种物联网传感器节点故障标记方法，其特征在于，在步骤2中，所述无效数据为同一时间读取且数值相同的重复感知数据。

4.根据权利要求1所述的一种物联网传感器节点故障标记方法，其特征在于，在步骤3中，遍历同一个传感器节点的所有数据包，把最近24小时的数据包按照采集的时间的先后顺序依次判断是否有时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据，所述读取时间阈值默认值为30秒，读取时间阈值以秒为单位并可人工调整。

5.根据权利要求1所述的一种物联网传感器节点故障标记方法，其特征在于，在步骤4中，根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表的方法包括以下子步骤：

步骤4.1，读取异常数据；

步骤4.2，根据异常数据确定异常传感器节点切将异常传感器节点构建异常节点列表；

步骤4.3，删除异常节点列表中重复的传感器节点编号。

6.根据权利要求1所述的一种物联网传感器节点故障标记方法，其特征在于，在步骤5中，所述应答时间阈值默认值为30秒，应答时间阈值以秒为单位并可人工调整。

7.一种物联网传感器节点故障标记装置，其特征在于，所述装置包括：

感知读取单元，用于读取物联网内各边缘传感器节点最近24小时获取的感知数据；

无效过滤单元，用于过滤感知数据中的无效数据获取有效感知数据；

异常判断单元，用于读取有效感知数据中的传感器数据传递时间的间隔大于读取时间阈值的异常数据；

列表提取单元，用于根据异常数据对异常传感器节点做异常标记并生成异常节点列表；

异常请求单元，用于依次发送测试数据包给异常节点列表中的传感器节点请求返回应答数据；

异常标记单元，用于如果该传感器节点在应答时间阈值内无法返回应答数据，标记该传感器节点产生感知故障。