CN111177196A - 时间窗聚合计算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种时间窗聚合计算方法及装置，其中，该方法包括：当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；在所述键的过期时长到达时,从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算，可以解决相关技术中当有海量的传感器都在向云服务器上报状态数据时，应用需要保存大量数据到应用内存中，而且还需要为每个传感器启动一个时间窗开启的定时器，对内存和CPU资源都要求较高的问题，大大减少了应用本身对CPU和内存的资源要求。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种时间窗聚合计算方法及装置。
背景技术
云服务器接收来自传感器的状态数据上报，当时间窗开始条件满足时，启动一个定时器做计时，同时把状态数据保存在应用内存中。当收到后续的状态数据上报时，检查对应的定时器是否运行中，如果是，则继续保存到内存中，否则说明时间窗口已经结束了，不必保存该数据。当定时器到点结束时，触发应用对内存中的数据进行聚合计算。
上述方案存在以下缺陷：
资源使用高：当有海量的传感器都在上报状态数据时，应用需要保存大量数据到应用内存中，而且还需要为每个传感器启动一个时间窗开启的定时器，对内存和CPU资源都要求较高。
健壮性差：如果应用突然崩溃或者需要重启，重启后缓存的内存数据也都丢失了，只能从启动开始重新接收数据来做聚合计算。
针对相关技术中当有海量的传感器都在上报状态数据时，应用需要保存大量数据到应用内存中，而且还需要为每个传感器启动一个时间窗开启的定时器，对内存和CPU资源都要求较高的问题，尚未提出解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种时间窗聚合计算方法及装置，以至少解决当有海量的传感器都在向云服务器上报状态数据时，应用需要保存大量数据到应用内存中，而且还需要为每个传感器启动一个时间窗开启的定时器，对内存和CPU资源都要求较高的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种时间窗聚合计算方法，包括：
当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；
在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；
在所述键的过期时长到达时,从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算。
可选地，将所述状态数据存储到所述键值数据库中包括：
将所述状态数据以键值对的形式存储到所述键值数据库中。
可选地，在从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算之后，所述方法还包括：
清除所述键值数据库中所述传感器上报的所述状态数据。
可选地，在在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长之前，所述方法还包括：
当接收到所述状态数据时,启动监听所述键值数据库中键的过期时长是否达到的监听线程。
可选地，在从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算之后，所述方法还包括：
在通过所述监听线程监听到所述键的过期时长达到时，停止将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。
可选地，在当所述键的过期时长到达时，从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算之前，所述方法还包括：
在检测到异常重启之后，判断所述键值数据库中是否存在所述键；
在判断结果为是的情况下，继续将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。
根据本发明的另一个实施例，还提供了一种时间窗聚合计算装置，包括：
设置模块，用于当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；
存储模块，用于在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；
聚合计算模块，用于在所述键的过期时长到达时,从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算。
可选地，所述存储模块，还用于
将所述状态数据以键值对的形式存储到所述键值数据库中。
可选地，所述装置还包括：
清楚模块，用于清除所述键值数据库中所述传感器上报的所述状态数据。
可选地，所述装置还包括：
启动模块，用于当接收到所述状态数据时,启动监听所述键值数据库中键的过期时长是否达到的监听线程。
可选地，所述装置还包括：
停止模块，用于在通过所述监听线程监听到所述键的过期时长到达时，停止将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。
可选地，所述装置还包括：
判断模块，用于在检测到异常重启之后，判断所述键值数据库中是否存在所述键；
继续存储模块，用于在判断结果为是的情况下，继续将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种计算机可读的存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
通过本发明，使用键值数据库的键事件通知机制，应用不必为每个传感器设置定时器来触发时间窗的开启和结束，而且保存数据到独立的键值数据库中，大大减少了应用本身对CPU和内存的资源要求，且由于采用键值数据库独立存储，即使应用重启，缓存的数据依然不会丢失，可以解决相关技术中当有海量的传感器都在向云服务器上报状态数据时，应用需要保存大量数据到应用内存中，而且还需要为每个传感器启动一个时间窗开启的定时器，对内存和CPU资源都要求较高的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的一种时间窗聚合计算方法的移动终端的硬件结构框图；
图2是根据本发明实施例的一种时间窗聚合计算方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的通过Redis过期通知机制实现动态时间窗聚合计算方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的时间窗聚合计算装置的框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例1
本申请实施例一所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种时间窗聚合计算方法的移动终端的硬件结构框图，如图1所示，移动终端10可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的报文接收方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network INterface CoNtroller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio FrequeNcy，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种时间窗聚合计算方法，应用于基站，时隙聚合后，向上述的移动终端发送。图2是根据本发明实施例的一种时间窗聚合计算方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键(Key)，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；
本发明实施例可以应用于智能家居，上述的传感器上报的状态数据有很多种，例如，可以是空调的温度传感器采集的室内温度、冰箱中的温度传感器采集的冰箱内部的温度等。
步骤S204，在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；
具体的，将所述状态数据以键值对(key-Value)的形式存储到所述键值数据库中，上述的键值数据库可以是Redis缓存系统，Redis是一个独立的KV(key/value)结构的缓存系统，提供了API支持应用程序通过Key快速地读写其value，包含过期设置，赋值，查询，删除等操作，Redis还支持key过期后的键事件通知。
在存储时，可以与传感器的标识对应存储，便于后续从缓存系统中读取或下载。
在本发明实施例中,对键值数据库不做具体限定,可以是Redis键值数据库,也可以是NoSQL数据库,也可以是其他类型的键值数据库。
步骤S206，在所述键的过期时长到达时,从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算；
具体的，当所述键的过期时间到达时，可以通过监听线程监听到键的过期时长是否达到；上述的聚合计算指的是对时间窗内缓存的状态数据进行聚合计算，例如，计算时间窗内多次上报的传感器的状态数据的平均值或方差等。
本发明实施例，使用了Redis的键事件通知机制，应用不必为每个传感器设置定时器来触发时间窗的开启和结束，而且保存数据到独立的Redis系统中，大大减少了应用本身对CPU和内存的资源要求，且由于采用Redis独立存储，即使应用重启，缓存的数据依然不会丢失，可以解决相关技术中当有海量的传感器都在上报状态数据时，应用需要保存大量数据到应用内存中，而且还需要为每个传感器启动一个时间窗开启的定时器，对内存和CPU资源都要求较高的问题。
本发明实施例，可以在根据所述传感器的标识从所述键值数据库中读取所述传感器上报的状态数据，并进行聚合计算之后，清除所述键值数据库Redis缓存系统中所述传感器上报的状态数据。进一步的，在通过所述监听线程监听到所述键的过期通知时，关闭即所述时间窗结束，并停止将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库Redis缓存系统中，直到下一次满足上述时间窗开启条件，再重新缓存传感器上报的状态数据。
本发明实施例中，在设置状态数据的键之前，当接收到所述状态数据时,启动监听所述键值数据库的键的过期时长是否到达的监听线程，通过监听线程便可以对键值数据库(Redis缓存系统)的键的过期通知，从而及时从缓存系统中读取时间窗内缓存的状态数据。
可选地，在当所述键K的过期时长到达时，从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算之前，在检测到异常重启之后，判断所述键值数据库中是否存在所述键；在判断结果为是的情况下，继续将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。由于采用了键值数据库独立存储，即使应用重启，缓存的数据依然不会丢失，还可以根据键值数据库中键是否存在来判断时间窗是否结束，从而决定是否继续执行聚合计算和保存对应传感器的上报数据。
下面以键值数据库为Redis缓存系统为例，对本发明实施例进行详细说明。
图3是根据本发明实施例的通过Redis过期通知机制实现动态时间窗聚合计算方法的流程图，如图3所示，包括：
步骤S301，应用启动后使用Redis的API侦听来自Redis的键事件通知；
步骤S302，应用启动接收来自传感器的上报状态数据；
步骤S303，当收到的数据满足时间窗开启条件时，赋值Redis中的一个key(K1)，设置过期时长为时间窗的时长(W1)，其中，时间窗开启条件根据状态数据的不同可以预先进行设置，例如，可以是传感器刚开机；
步骤S304，在时间窗开启后，应用保存来自S1的上报数据到Redis中的Y1中；
步骤S305，当K1因为时长到期而被Redis自动清理时，Redis会发送一个K1到期的通知给应用；
步骤S306，应用收到通知后获得传感器ID，从Redis读取Y1的数据并执行聚合计算；
步骤S307，清除Y1，关闭时间窗，不再保存传感器1的上报数据,直到下一次触发时间窗口计算。
本发明实施例利用了Redis中的key有过期时长的属性，以及Key过期时的事件通知机制，为每个传感器设置一个Key当做定时器，把Key的过期时间当做保存数据的时间窗，当Key到期时就自动触发该时间窗内保存数据的聚合计算。作为定时器的Key和实际保存数据的Key，名字中都包含传感器ID，这样当应用收到K1的过期通知时，根据K1中包含的传感器ID(1)就匹配到保存状态数据的Key:Y1，读取数据后删除Y1。
通过本发明实施例，因为使用了Redis的键事件通知机制，应用不必为每个传感器设置定时器来触发时间窗的开启和结束，而且保存数据到独立的Redis系统中，大大减少了应用本身对CPU和内存的资源要求。另外，因为采用了Redis独立存储，即使应用重启，缓存的数据依然不会丢失，还可以根据Redis中K1是否存在来判断时间窗是否结束，从而决定是否继续执行聚合计算和保存对应传感器的上报数据。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
实施例2
在本实施例中还提供了一种时间窗聚合计算装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图4是根据本发明实施例的时间窗聚合计算装置的框图，如图4所示，包括：
设置模块42，用于当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；
存储模块44，用于在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；
聚合计算模块46，用于在所述键的过期时长到达时,从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算。
可选地，所述存储模块44，还用于
将所述状态数据以键值对的形式存储到所述键值数据库中。
可选地，所述装置还包括：
清楚模块，用于清除所述键值数据库中所述传感器上报的所述状态数据。
可选地，所述装置还包括：
启动模块，用于当接收到所述状态数据时,启动监听所述键值数据库中键的过期时长是否达到的监听线程。
可选地，所述装置还包括：
停止模块，用于在通过所述监听线程监听到所述键的过期时长达到时，停止将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。
可选地，所述装置还包括：
判断模块，用于在检测到异常重启之后，判断所述键值数据库中是否存在所述键；
继续存储模块，用于在判断结果为是的情况下，继续将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
实施例3
本发明的实施例还提供了一种计算机可读的存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：
S11，当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；
S12，在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；
S13，在所述键的过期时长到达时,从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-ONly Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(RaNdom Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
实施例4
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S11，当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；
S12，在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；
S13，在所述键的过期时长到达时,从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种时间窗聚合计算方法，其特征在于，包括：
当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；
在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；
在所述键的过期时长到达时，从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述状态数据存储到所述键值数据库中包括：
将所述状态数据以键值对的形式存储到所述键值数据库中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算之后，所述方法还包括：
清除所述键值数据库中所述传感器上报的所述状态数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长之前，所述方法还包括：
当接收到所述状态数据时,启动监听所述键值数据库中键的过期时长是否到达的监听线程。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算之后，所述方法还包括：
在通过所述监听线程监听到所述键的过期时长到达时，停止将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在当所述键的过期时长到达时，从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算之前，所述方法还包括：
在检测到异常重启之后，判断所述键值数据库中是否存在所述键；
在判断结果为是的情况下，继续将所述传感器上报的状态数据存储到所述键值数据库中。
7.一种时间窗聚合计算装置，其特征在于，包括：
设置模块，用于当接收到的传感器的状态数据满足预定的时间窗开启条件时，在预置的键值数据库中设置所述状态数据对应的键，并将所述时间窗的时长设置为所述键的过期时长；
存储模块，用于在所述时间窗开启后，将所述状态数据存储到所述键值数据库中；
聚合计算模块，用于在所述键的过期时长到达时,从所述键值数据库中读取所述状态数据并进行聚合计算。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述存储模块，还用于
将所述状态数据以键值对的形式存储到所述键值数据库中。
9.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至6任一项中所述的方法。
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至6任一项中所述的方法。
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