CN112104756A - 一种物联网数据上报方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物联网数据上报方法及系统，该方法包括：多个服务器端实时监测并生成负载指数p值，并将负载指数p值发送至物联网终端，物联网终端检测自身的连接延时指数q值，并计算服务器的连接指数p+q值后排序，计服务器的数量为M，对连接指数p+q值最小的服务器端分配最多的连接次数M次，对连接指数p+q值排序第二的服务器端分配连接次数M‑1次，按序依次完成首次循环分配，直至对连接指数p+q值最大的服务器分配最小的连接次数，每个服务器完成分配的连接次数后该首次循环过程结束。本发明能够使物联网终端自动选择连接的服务器上报数据，均衡服务器负载及网络负载，使资源配置更优化。

Description

一种物联网数据上报方法及系统

技术领域

本公开涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种物联网数据上报方法及系统。

背景技术

物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

物联网终端出厂存有多个服务器的地址，在每一次数据上报的时需上报指定的服务器，因此现有技术多为服务器决定终端的选择，而对于物联网的应用中多终端、多服务器，并且服务器资源和网络资源受限的情况下，导致各个服务器负载不均衡及网络负载不均衡，增加了服务器的运行压力，也浪费了终端的运行资源。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种物联网数据上报方法及系统，该方法及系统主要针对物联网的应用中多终端、多服务器，并且服务器资源和网络资源受限的情况下，能够使物联网终端自动选择连接的服务器上报数据，均衡服务器负载和网络负载并在一定程度上提升终端的上报效率，使整体资源配置更优化。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种物联网数据上报方法，包括首次循环过程：多个服务器端实时监测并生成该服务器的负载指数p值，并在物联网终端连接该服务器端时将负载指数p值发送至物联网终端，物联网终端获取负载指数p值，同时检测自身的连接延时指数q值，并计算每个服务器的连接指数p+q值后由小到大进行排序，计服务器的数量为M，对连接指数p+q值最小的服务器端分配最多的连接次数M次，对连接指数p+q值排序第二的服务器端分配连接次数M-1次，按序依次完成首次循环分配，直至对连接指数p+q值最大的服务器分配最小的连接次数，每个服务器完成分配的连接次数后该首次循环过程结束。

进一步地，在所述首次循环过程之前还包括单次连接过程，所述单次连接过程包括：将初始状态下每个服务器端的负载指数p值和物联网终端的连接延时指数q值均定义为零，物联网终端按照每个服务器地址存储的先后顺序进行依次连接。

进一步地，还包括后续循环过程：在完成首次循环过程的连接后，计算每个服务器在完成分配的连接次数后的连接指数p+q值的平均值T，再对该平均值T由小到大进行排序，对平均值T最小的服务器端分配最多的连接次数M次，对平均值T排序第二的服务器端分配连接次数M-1次，按序依次完成后续循环分配，直至对平均值T最大的服务器分配最小的连接次数，重复执行该后续循环过程，以实时优化连接服务器的次序和次数的信息。

进一步地，所述物联网终端将计算的连接指数p+q值及对应的连接次数、连接指数p+q值的平均值T及对应的连接次数进行存储并实时更新。

进一步地，所述服务器的地址存储顺序均由烧录上位机随机生成。

本发明还提供一种物联网数据上报系统，包括多台服务器和多个物联网终端，所述服务器包括负载监测模块和终端通信模块；

所述负载监测模块用于检测当前服务器的负载情况，并实时生成负载指数p值；

所述终端通信模块用于接收来自物联网终端的通信请求；

所述物联网终端包括云端通信模块、连接监测模块和连接控制模块；

所述连接监测模块用于监测每一次连接服务器所需要的时间，并生成连接延时指数q值；

所述连接控制模块用于发起并控制每一次连接，获取从服务器返回的负载指数p值和从所述连接监测模块得到的连接延时指数q值，并选择最小的连接指数p+q值对应的服务器地址后传输至所述云端通信模块，同时向所述云端通信模块发起连接指令；

所述云端通信模块用于接收所述连接控制模块发送的最小的连接指数p+q值对应的服务器地址信息，并向所述终端通信模块发起通信请求。

进一步地，所述物联网终端还包括存储模块，所述存储模块用于存储服务器的地址信息，以及每一次与服务器地址对应的连接指数p+q值。

进一步地，所述云端通信模块还用于接收来自所述服务器的负载指数p值，并将该负载指数p值信息发送至所述连接控制模块。

进一步地，所述连接控制模块还用于从所述云端通信模块获取当前连接服务器回传的负载指数p值，并计算连接指数p+q值，同时将该连接指数p+q值发送到所述存储模块进行存储。

本发明的一种物联网数据上报方法及系统，其有益效果在于：

（1）本发明针对物联网连接云平台时多终端多服务器的应用场景，让物联网终端自动动态优先连接负载较小的服务器，使各个服务器负载更均衡。

（2）本发明中数据连接的选择在物联网终端进行，这样能够减轻服务器的压力。

（3）物联网终端将连接服务器的网络延时考虑在连接指数的范围内，会自动连接延时相对较小的服务器；对于物联网终端来说延时更少体验更好。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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它的附图。

图1为本发明实施例中一种物联网数据上报方法的单次连接示意图；

图2为本发明实施例中一种物联网数据上报方法的首次循环连接示意图；

图3为本发明实施例中一种物联网数据上报方法的后续循环连接示意图；

图4为本发明实施例中一种物联网数据上报系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本公开实施例提供一种物联网数据上报方法，包括首次循环过程：多个服务器端实时监测并生成该服务器的负载指数p值，并在物联网终端连接该服务器端时将负载指数p值发送至物联网终端，物联网终端获取负载指数p值，同时检测自身的连接延时指数q值，并计算每个服务器的连接指数p+q值后由小到大进行排序，计服务器的数量为M，对连接指数p+q值最小的服务器端分配最多的连接次数M次，对连接指数p+q值排序第二的服务器端分配连接次数M-1次，按序依次完成首次循环分配，直至对连接指数p+q值最大的服务器分配最小的连接次数，每个服务器完成分配的连接次数后该首次循环过程结束。其中，上述服务器的地址存储顺序均由烧录上位机随机生成。

在本发明的上述实施方式中，在多物联网终端多服务器的情况下，在每一次物联网终端连接服务器的时候都会检测自身的连接延时指数q并获取服务器负载监测模块检测的服务器端的负载指数p。物联网终端通过对其连接的每一台服务器获取p+q的指数值，并对其排序，从而优选出连接延时指数q及负载指数p之和最小的服务器进行优先连接。本发明中由服务器端检测负载、物联网终端检测连接时间，最后由物联网终端确定连接的是哪个服务端，从而达到服务器负载与物联网终端连接服务器时间的优化。

具体地，对于有M个服务器的情况，对于连接指数p+q值最小的服务器端连接分配最多的连接次数，例如M次；对于连接指数p+q由小到大排序为第二的服务器端，连接次数次之，例如M-1；直到连接指数p+q值最大的服务器所分配的连接次数最小，例如1次。

在另一种实施方式中，在所述首次循环过程之前还包括单次连接过程，所述单次连接过程包括：将初始状态下每个服务器端的负载指数p值和物联网终端的连接延时指数q值均定义为零，物联网终端按照每个服务器地址的先后存储顺序进行依次连接。

为了使整体达到一个实时优化，在另一种实施方式中，还包括后续循环过程：在完成首次循环过程的连接后，计算每个服务器在完成分配的连接次数后的连接指数p+q值的平均值T，再对该平均值T由小到大进行排序，对平均值T最小的服务器端分配最多的连接次数M次，对平均值T排序第二的服务器端分配连接次数M-1次，按序依次完成后续循环分配，直至对平均值T最大的服务器分配最小的连接次数，重复执行该后续循环过程，以实时优化连接服务器的次序和次数的信息。

在上述实施方式中，物联网终端在通过连接指数p+q排序连接的过程中也是在动态更新优化。对于每一个连接的服务器地址，每一次连接都会计算本次连接的连接指数p+q的值，同时会计算该服务器所有连接次数的连接指数p+q的值的平均值T。在本轮所有服务器都连接过的时候会得到每一个服务器地址对应的连接指数p+q平均值T；之后对该平均值T进行再一次由小到大的排序，并重复上述的连接次数分配方法，其中所述物联网终端将计算的连接指数p+q值及对应的连接次数、连接指数p+q值的平均值T及对应的连接次数进行存储并实时更新。这样能够动随时间的推移动态更新连接的分配，最终整体达到一个实时的优化。

因此，本发明的物联网数据上报方法主要包含单次连接、首次循环连接和后续循环连接过程。如图1所示，图1为单次连接过程示意图，主要描述每一次数据连接的时候内部服务器和物联网终端的内部模块的数据交换流程。如图2所示，图2为首次循环过程示意图，首次循环连接为当前终端对所有的服务器都进行了一次连接所需要做的操作内容。如图3所示，图3为后续循环过程示意图，在首次循环连接的基础之上已经确定了连接服务器的次序、次数等信息；这个次序和次数可能随着时间的推移而发生变化，所以需要循环连接方式来实时优化连接服务器的次序和次数的信息。从而使整个系统达到更优。

如图4所示，本发明还提供一种基于上述物联网数据上报方法的物联网数据上报系统，包括多台服务器1和多个物联网终端2，所述服务器1包括负载监测模块11和终端通信模块12；

所述负载监测模块11用于监测当前服务器1的负载情况，并实时生成负载指数p值；所述终端通信模块12用于接收来自物联网终端2的通信请求；

所述物联网终端2包括云端通信模块21、连接监测模块22、连接控制模块23和存储模块24；

所述连接监测模块22用于监测每一次连接服务器所需要的时间，并生成连接延时指数q值；

所述连接控制模块23用于发起并控制每一次连接，获取从服务器1返回的负载指数p值和从所述连接监测模块22得到的连接延时指数q值，并选择最小的连接指数p+q值对应的服务器地址后传输至所述云端通信模块21，同时向所述云端通信模块21发起连接指令；所述连接控制模块23还用于从所述云端通信模块21获取当前连接服务器回传的负载指数p值，并计算连接指数p+q值，同时将该连接指数p+q值发送到所述存储模块24进行存储。

所述云端通信模块21用于接收所述连接控制模块23发送的最小的连接指数p+q值对应的服务器地址信息，并向所述终端通信模块12发起通信请求。所述云端通信模块21还用于接收来自所述服务器的负载指数p值，并将该负载指数p值信息发送至所述连接控制模块23。

所述存储模块24还用于存储服务器的地址信息，以及每一次与服务器地址对应的连接指数p+q值。

实施例1

本实施例中，出厂状态下物联网终端存储模块中存有云端M个服务器的地址，每个地址的连接优先级均为1。

连接控制模块向存储模块取出存储地址为前的服务器地址，并通过云端通信模块向服务器发起TCP连接请求，同时连接监测模块开始计时，此时为t1时刻，等到物联网终端收到服务器返回的第一个ACK数据包的时刻记为t2，连接监测模块将t2-t1的值和一个固定系数k作为延时指数q值即q=k(t2-t1)，使q值始终保持在0-1之间。

服务器端的终端通信模块接收来自物联网终端的请求之后，立刻向负载监测模块获取当前负载指数p。p的计算方法例如负载模块检测当前服务器在一分钟CPU的平均使用率和服务器内存的平均占用率，p的值为两个值的平均。

服务器端终端通信模块将负载指数p回发至终端的云端通信模块。云端通信模块收到负载指数p之后立刻将其发送至连接终端控制模块。终端控制模块收到负载指数p之后立刻向连接监测模块获取此次连接的延时指数q。连接控制模块将次指数p+q的值对应于该服务器地址并存储在存储模块中。

物联网终端在首次连接之后，下一次物联网终端连接服务器时，从存储模块中按照当前存储顺序依次取没有连接过的服务器地址进行上述的单次连接。并存储每一个服务器地址对应的连接指数p+q值。在物联网终端存储的服务器均有一次连接之后对M个服务器地址按照指数p+q由小到大排序。此时第一次循环连接结束。

第二次循环从排序位置为1（p+q最小值的服务器开始请求），共M次。并计算M次的p+q指数的平均数。M次之后向排序为2的服务器地址请求连接，共M-1次；并计算次M-1次的p+q指数的平均数。依照上述模式到排名第M的服务器请求，共1次；得到此次的p+q指数。重新对此轮循环中每个服务器地址所对应的指数p+q平均进行小到大排序。后续连接均按照第二次循环连接模式进行连接。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种物联网数据上报方法，其特征在于，包括首次循环过程：多个服务器端实时监测并生成该服务器的负载指数p值，并在物联网终端连接该服务器时将负载指数p值发送至物联网终端，物联网终端获取负载指数p值，同时检测自身的连接延时指数q值，并计算每个服务器的连接指数p+q值后由小到大进行排序，计服务器的数量为M，对连接指数p+q值最小的服务器端分配最多的连接次数M次，对连接指数p+q值排序第二的服务器端分配连接次数M-1次，按序依次完成首次循环分配，直至对连接指数p+q值最大的服务器分配最小的连接次数，每个服务器完成分配的连接次数后该首次循环过程结束。

2.根据权利要求1所述的物联网数据上报方法，其特征在于，在所述首次循环过程之前还包括单次连接过程，所述单次连接过程包括：将初始状态下每个服务器端的负载指数p值和物联网终端的连接延时指数q值均定义为零，物联网终端按照每个服务器地址存储的先后顺序进行依次连接。

3.根据权利要求2所述的物联网数据上报方法，其特征在于，还包括后续循环过程：在完成首次循环过程的连接后，计算每个服务器在完成分配的连接次数后的连接指数p+q值的平均值T，再对该平均值T由小到大进行排序，对平均值T最小的服务器端分配最多的连接次数M次，对平均值T排序第二的服务器端分配连接次数M-1次，按序依次完成后续循环分配，直至对平均值T最大的服务器分配最小的连接次数，重复执行该后续循环过程，以实时优化连接服务器的次序和次数的信息。

4.根据权利要求3所述的物联网数据上报方法，其特征在于，所述物联网终端将计算的连接指数p+q值及对应的连接次数、连接指数p+q值的平均值T及对应的连接次数进行存储并实时更新。

5.根据权利要求1至4任一项所述的物联网数据上报方法，其特征在于，所述服务器的地址存储顺序均由烧录上位机随机生成。

6.一种物联网数据上报系统，其特征在于，包括多台服务器和多个物联网终端，所述服务器包括负载监测模块和终端通信模块；

所述负载监测模块用于检测当前服务器的负载情况，并实时生成负载指数p值；

所述终端通信模块用于接收来自物联网终端的通信请求；

所述物联网终端包括云端通信模块、连接监测模块和连接控制模块；

所述连接监测模块用于监测每一次连接服务器所需要的时间，并生成连接延时指数q值；

所述连接控制模块用于发起并控制每一次连接，获取从服务器返回的负载指数p值和从所述连接监测模块得到的连接延时指数q值，并选择最小的连接指数p+q值对应的服务器地址后传输至所述云端通信模块，同时向所述云端通信模块发起连接指令；

所述云端通信模块用于接收所述连接控制模块发送的最小的连接指数p+q值对应的服务器地址信息，并向所述终端通信模块发起通信请求。

7.根据权利要求6所述的物联网数据连接系统，其特征在于：所述物联网终端还包括存储模块，所述存储模块用于存储服务器的地址信息，以及每一次与服务器地址对应的连接指数p+q值。

8.根据权利要求7所述的物联网数据连接系统，其特征在于：所述云端通信模块还用于接收来自所述服务器的负载指数p值，并将该负载指数p值信息发送至所述连接控制模块。

9.根据权利要求8所述的物联网数据连接系统，其特征在于：所述连接控制模块还用于从所述云端通信模块获取当前连接服务器回传的负载指数p值，并计算连接指数p+q值，同时将该连接指数p+q值发送到所述存储模块进行存储。

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