CN109640285A - 基于移动终端的大数据搜索方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于移动终端的大数据搜索方法及装置，其中该方法包括：大数据处理中心接收由无线传感器网络传送的监测数据；所述大数据处理中心根据传感器节点的标识分区存储各监测数据；所述大数据处理中心接收由移动终端发送的数据搜索请求，所述数据搜索请求包括请求搜索的监测数据的传感器节点标识；所述大数据处理中心根据所述数据搜索请求，将与所述请求搜索的监测数据的传感器节点标识对应的监测数据发送至所述移动终端。

Description

基于移动终端的大数据搜索方法及装置

技术领域

本发明涉及数据采集及搜索技术领域，具体涉及基于移动终端的大数据搜索方法及装置。

背景技术

相关技术中，采用有线监测设备进行环境监测时，往往需要布线，浪费人力成本，且监测得到的数据不能共享，也难以提供便捷的数据搜索功能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供基于移动终端的大数据搜索方法及装置。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供了基于移动终端的大数据搜索方法，该方法包括：

大数据处理中心接收由无线传感器网络传送的监测数据，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和一个与所述大数据处理中心连接的汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的监测数据，所述汇聚节点将传感器节点采集的监测数据发送至所述大数据处理中心；

所述大数据处理中心根据传感器节点的标识分区存储各监测数据；

所述大数据处理中心接收由移动终端发送的数据搜索请求，所述数据搜索请求包括请求搜索的监测数据的传感器节点标识；

所述大数据处理中心根据所述数据搜索请求，将与所述请求搜索的监测数据的传感器节点标识对应的监测数据发送至所述移动终端。

其中，所述移动终端为预先设定的移动终端。

本发明基于无线传感器网络技术实现了监测数据的采集，无需布线，降低了人力成本；根据传感器节点的标识进行数据分区存储和相应的数据搜索，实现了数据共享，使得用户能够通过移动终端便捷搜索所需的数据。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，该方法还包括：

所述大数据处理中心接收所述移动终端的加密指令，所述加密指令包括传感器节点标识；

所述大数据处理中心采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的传感器节点标识对应的监测数据进行加密。

本实施例通过对用户指定的监测数据进行加密，有利于防止重要的监测数据的泄露，保护用户的隐私，极大地提高了监测数据的安全性。

本发明第二方面提供了基于移动终端的大数据搜索装置，所述装置包括接收模块、控制模块、数据库和发送模块，其中，

接收模块，用于接收由无线传感器网络传送的监测数据，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和一个与所述大数据处理中心连接的汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的监测数据，所述汇聚节点将传感器节点采集的监测数据发送至所述接收模块；

控制模块，用于根据传感器节点的标识将各监测数据分区存储至数据库；

所述接收模块还用于接收由移动终端发送的数据搜索请求，所述数据搜索请求包括请求搜索的监测数据的传感器节点标识；

所述控制模块根据所述数据搜索请求，提取与所述请求搜索的监测数据的传感器节点标识对应的监测数据，并控制所述发送模块将所述对应的监测数据发送至所述移动终端。

根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括加密模块；所述接收模块还用于接收所述移动终端的加密指令，所述加密指令包括传感器节点标识；

所述加密模块采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的传感器节点标识对应的监测数据进行加密。

本发明基于无线传感器网络技术实现了监测数据的采集，无需布线，降低了人力成本；根据传感器节点的标识进行数据分区存储和相应的数据搜索，实现了数据共享，使得用户能够通过移动终端便捷搜索所需的数据。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明一个示例性实施例的基于移动终端的大数据搜索方法的流程示意图；

图2是本发明一个示例性实施例的基于移动终端的大数据搜索装置的结构框图。

附图标记：

接收模块1、控制模块2、数据库3、发送模块4。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本发明第一方面实施例提供了基于移动终端的大数据搜索方法，该方法包括：

S1大数据处理中心接收由无线传感器网络传送的监测数据，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和一个与所述大数据处理中心连接的汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的监测数据，所述汇聚节点将传感器节点采集的监测数据发送至所述大数据处理中心；

S2所述大数据处理中心根据传感器节点的标识分区存储各监测数据；

S3所述大数据处理中心接收由移动终端发送的数据搜索请求，所述数据搜索请求包括请求搜索的监测数据的传感器节点标识；

S4所述大数据处理中心根据所述数据搜索请求，将与所述请求搜索的监测数据的传感器节点标识对应的监测数据发送至所述移动终端。

其中，所述移动终端为预先设定的移动终端。在一种能够实现的方式中，所述大数据处理中心设有移动终端的身份识别信息；所述大数据处理中心接收到数据搜索请求前，根据所述身份识别信息对请求通信连接的移动终端进行身份认证，在身份认证成功后进行后续操作。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，该方法还包括：

所述大数据处理中心接收所述移动终端的加密指令，所述加密指令包括传感器节点标识；

所述大数据处理中心采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的传感器节点标识对应的监测数据进行加密。

本实施例通过对用户指定的监测数据进行加密，有利于防止重要的监测数据的泄露，保护用户的隐私，极大地提高了监测数据的安全性。

参见图2，本发明第二方面实施例提供了基于移动终端的大数据搜索装置，所述装置包括接收模块1、控制模块2、数据库3和发送模块4，其中，

接收模块1，用于接收由无线传感器网络传送的监测数据，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和一个与所述大数据处理中心连接的汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的监测数据，所述汇聚节点将传感器节点采集的监测数据发送至所述接收模块；

控制模块2，用于根据传感器节点的标识将各监测数据分区存储至数据库3；

所述接收模块1还用于接收由移动终端发送的数据搜索请求，所述数据搜索请求包括请求搜索的监测数据的传感器节点标识；

所述控制模块2根据所述数据搜索请求，提取与所述请求搜索的监测数据的传感器节点标识对应的监测数据，并控制所述发送模块4将所述对应的监测数据发送至所述移动终端。

根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括加密模块；所述接收模块还用于接收所述移动终端的加密指令，所述加密指令包括传感器节点标识；

所述加密模块采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的传感器节点标识对应的监测数据进行加密。

本发明上述实施例基于无线传感器网络技术实现了监测数据的采集，无需布线，降低了人力成本；根据传感器节点的标识进行数据分区存储和相应的数据搜索，实现了数据共享，使得用户能够通过移动终端便捷搜索所需的数据。

在上述的基于移动终端的大数据搜索方法和装置中，网络中每个传感器节点能调节的通信距离范围皆为[S_min，S_max]，网络初始化时，所述汇聚节点向各传感器节点广播hello消息，所述hello消息包括汇聚节点的位置信息、网络传感器节点数量信息以及直接通信距离阈值Y_min，Y_min＜0.8S_max；传感器节点接收到所述hello消息后，若传感器节点到汇聚节点的距离小于Y_min，则传感器节点选择与汇聚节点直接通信；若传感器节点到汇聚节点的距离不小于Y_min，传感器节点进一步与其通信范围内的传感器节点进行信息交互，根据交互内容计算自身的通信权值，若通信权值大于1/3，则该传感器节点直接与汇聚节点通信，否则在其通信范围内选择一传感器节点作为下一跳节点，以由下一跳节点转发其采集的监测数据，直至所述监测数据发送至汇聚节点，所述通信权值的计算公式为：

式中，D_r为传感器节点r的通信权值，Y_ro为传感器节点r到汇聚节点的距离，f(Y_ro-S_max)为一判断取值函数，当Y_ro-S_max＞0时，f(Y_ro-S_max)，当Y_ro-S_max≤0时，f(Y_ro-S_max)＝1，M_r为传感器节点r通信范围内的传感器节点数量，M_r(Y_min)为传感器节点r通信范围内相距不超过Y_min的传感器节点数量。

本实施例中，各传感器节点根据自身到汇聚节点的距离以及通信权值确定直接或者间接的方式与汇聚节点通信，提高了传感器节点路由的灵活性。其中，在传感器节点到汇聚节点的距离不小于直接通信距离阈值时，传感器节点进一步计算通信权值，并根据通信权值的大小确定直接或者间接的方式与汇聚节点通信。根据通信权值的定义可知，当传感器节点有能力与汇聚节点直接通信时，与传感器节点亲近的邻居节点越多，传感器节点的通信权值越大。由于邻居节点与传感器节点越亲近时，邻居节点选择该传感器节点作为下一跳节点的概率越大，通过上述机制确定通信方式，能够有助于有能力的下一跳节点优先选择直接通信方式将监测数据发送至汇聚节点，从而避免无谓的监测数据转发带来的能量消耗，延长无线传感器网络的生命周期，提高了监测数据无线采集方面的稳定时，为后续实现便捷的数据搜索奠定良好的基础。

在一个实施例中，传感器节点在其通信范围内选择一传感器节点作为下一跳节点时，具体执行：

(1)获取其通信范围内相对于其距离汇聚节点更近的传感器节点作为备选节点，构建备选节点集；

(2)当传感器节点的通信权值大于0且不大于1/3时，传感器节点在其通信范围内选择与其距离最接近Y_min的传感器节点作为下一跳节点；

当传感器节点的通信权值等于0时，传感器节点按照下列方式确定下一跳节点：

1)初始时，确定选择距离为S_max，并传感器节点在备选节点集中选择与其距离最接近S_max的备选节点作为下一跳节点；

2)每隔一个预设的周期ΔT，传感器节点按照下列公式更新选择距离，并重新选择与其距离最接近当前更新的选择距离的备选节点作为下一跳节点：

式中，S_x(e+ΔT)为当前更新的传感器节点x的选择距离，S_x(e)为上一次更新的传感器节点x的选择距离，P_x为传感器节点x的当前剩余能量，P_0x为传感器节点x的初始能量，w为预设的基于能量的影响权值，w的取值范围为[2.5π，3π]。

其中，当更新的次数达到预设的次数阈值，或者更新的选择距离小于S_min时，所述传感器节点停止下一跳节点的更新。

本实施例提出了传感器节点选择下一跳节点的具体机制，其中提出了选择距离的选择指标。该机制中，当传感器节点的通信权值大于0且不大于1/3时，传感器节点在其通信范围内选择与其距离最接近Y_min的传感器节点作为下一跳节点，否则根据选择距离，选择与其距离最接近当前更新的选择距离的备选节点作为下一跳节点。本实施例有利于在保障监测数据的可靠转发的前提下，尽可能地减少转发监测数据的下一跳节点数量，从而有利于提高转发监测数据的效率，提高基于移动终端的大数据搜索的整体效率。

在一种能够实现的方式中，所述直接通信距离阈值Y_min由人为根据传感器节点部署情况进行预先设定。

在另一种能够实现的方式中，所述直接通信距离阈值Y_min按照下列方式确定：

(1)汇聚节点向各传感器节点广播请求消息并启动计时器；

(2)汇聚节点在计时器计时结束前接收传感器节点发送的响应该请求消息的反馈消息，所述汇聚节点在计时器计时结束后，根据已接收的反馈消息确定对应的传感器节点，构建传感器节点集，并根据反馈消息计算直接通信距离阈值Y_min：

式中，i表示所述传感器节点集中与传感器节点相距不超过0.8S_max的第i个传感器节点；Y_io(0.8S_max)表示所述第i个传感器节点到汇聚节点的距离，n为所述传感器节点集中与汇聚节点相距不超过0.8S_max的传感器节点的数量。

本实施例根据传感器节点的实际部署情况确定直接通信距离阈值Y_min，使得Y_min的设定更贴近实际情况，有利于后续更合理地确定传感器节点的路由方式。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统和终端的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路、数字信号处理器、数字信号处理系统、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于随机存取存储器、只读内存镜像、带电可擦可编程只读存储器或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储系统、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.基于移动终端的大数据搜索方法，其特征是，该方法包括：

大数据处理中心接收由无线传感器网络传送的监测数据，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和一个与所述大数据处理中心连接的汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的监测数据，所述汇聚节点将传感器节点采集的监测数据发送至所述大数据处理中心；

所述大数据处理中心根据传感器节点的标识分区存储各监测数据；

所述大数据处理中心接收由移动终端发送的数据搜索请求，所述数据搜索请求包括请求搜索的监测数据的传感器节点标识；

所述大数据处理中心根据所述数据搜索请求，将与所述请求搜索的监测数据的传感器节点标识对应的监测数据发送至所述移动终端。

2.根据权利要求1所述的基于移动终端的大数据搜索方法，其特征是，网络中每个传感器节点能调节的通信距离范围皆为[S_min，S_max]，网络初始化时，所述汇聚节点向各传感器节点广播hello消息，所述hello消息包括汇聚节点的位置信息、网络传感器节点数量信息以及直接通信距离阈值Y_min，Y_min＜0.8S_max；传感器节点接收到所述hello消息后，若传感器节点到汇聚节点的距离小于Y_min，则传感器节点选择与汇聚节点直接通信；若传感器节点到汇聚节点的距离不小于Y_min，传感器节点进一步与其通信范围内的传感器节点进行信息交互，根据交互内容计算自身的通信权值，若通信权值大于1/3，则该传感器节点直接与汇聚节点通信，否则在其通信范围内选择一传感器节点作为下一跳节点，以由下一跳节点转发其采集的监测数据，直至所述监测数据发送至汇聚节点，所述通信权值的计算公式为：

式中，D_r为传感器节点r的通信权值，Y_ro为传感器节点r到汇聚节点的距离，f(Y_ro-S_max)为一判断取值函数，当Y_ro-S_max＞0时，f(Y_ro-S_max)，当Y_ro-S_max≤0时，f(Y_ro-S_max)＝1，M_r为传感器节点r通信范围内的传感器节点数量，M_r(Y_min)为传感器节点r通信范围内相距不超过Y_min的传感器节点数量。

3.根据权利要求2所述的基于移动终端的大数据搜索方法，其特征是，该方法还包括：

所述大数据处理中心接收所述移动终端的加密指令，所述加密指令包括传感器节点标识；

所述大数据处理中心采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的传感器节点标识对应的监测数据进行加密。

4.基于移动终端的大数据搜索装置，其特征是，所述装置包括接收模块、控制模块、数据库和发送模块，其中，

接收模块，用于接收由无线传感器网络传送的监测数据，所述无线传感器网络包括多个传感器节点和一个与所述大数据处理中心连接的汇聚节点，每个传感器节点采集所监测位置的监测数据，所述汇聚节点将传感器节点采集的监测数据发送至所述接收模块；

控制模块，用于根据传感器节点的标识将各监测数据分区存储至数据库；

所述接收模块还用于接收由移动终端发送的数据搜索请求，所述数据搜索请求包括请求搜索的监测数据的传感器节点标识；

所述控制模块根据所述数据搜索请求，提取与所述请求搜索的监测数据的传感器节点标识对应的监测数据，并控制所述发送模块将所述对应的监测数据发送至所述移动终端。

5.根据权利要求4所述的基于移动终端的大数据搜索装置，其特征是，网络中每个传感器节点能调节的通信距离范围皆为[S_min，S_max]，网络初始化时，所述汇聚节点向各传感器节点广播hello消息，所述hello消息包括汇聚节点的位置信息、网络传感器节点数量信息以及直接通信距离阈值Y_min，Y_min＜0.8S_max；传感器节点接收到所述hello消息后，若传感器节点到汇聚节点的距离小于Y_min，则传感器节点选择与汇聚节点直接通信；若传感器节点到汇聚节点的距离不小于Y_min，传感器节点进一步与其通信范围内的传感器节点进行信息交互，根据交互内容计算自身的通信权值，若通信权值大于1/3，则该传感器节点直接与汇聚节点通信，否则在其通信范围内选择一传感器节点作为下一跳节点，以由下一跳节点转发其采集的监测数据，直至所述监测数据发送至汇聚节点，所述通信权值的计算公式为：

式中，D_r为传感器节点r的通信权值，Y_ro为传感器节点r到汇聚节点的距离，f(Y_ro-S_max)为一判断取值函数，当Y_ro-S_max＞0时，f(Y_ro-S_max)，当Y_ro-S_max≤0时，f(Y_ro-S_max)＝1，M_r为传感器节点r通信范围内的传感器节点数量，M_r(Y_min)为传感器节点r通信范围内相距不超过Y_min的传感器节点数量。

6.根据权利要求5所述的基于移动终端的大数据搜索装置，其特征是，所述装置还包括加密模块；所述接收模块还用于接收所述移动终端的加密指令，所述加密指令包括传感器节点标识；

所述加密模块采用预设的加密算法，对与所述加密指令中的传感器节点标识对应的监测数据进行加密。