CN112769707B - 一种在物联网中防止拥塞的方法、装置及系统 - Google Patents

一种在物联网中防止拥塞的方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在物联网中防止拥塞的方法、装置及系统，本发明实施例采用了物联网中的多个终端分别设置不同的传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段、物联网可接入的终端数量及物联网能够承受的最大数据传输时延设置，多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输数据时延值传输数据。这样，本发明实施例在特定时间段内就不会出现终端并发传输数据的情况，就可以在物联网中针对特定时间段且时延不敏感数据的数据上报时不造成拥塞。

Description

一种在物联网中防止拥塞的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种在物联网中防止拥塞的方法、装置及系统。
背景技术
随着计算机技术及互联网网络技术的发展，出现了物联网。物联网(IoT，Internetof things)即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。
物联网在数据传输过程中存在一些显著特点：一方面传输网络存在大连接及空口传输资源受限等特点；另一方面传输的数据常常是低优先级时延且不敏感数据。但是，在物联网中，对于大量传输数据的终端控制不好，使得大量终端会出现进行并发数据上报的情况，很容易触发物联网的网络拥塞。尤其是某些特定的时间段，比如下班后用电高峰期多个终端同时上报用电数据等，这类网络拥塞问题常常同时造成物联网的空口传输拥塞，以及用电拥塞。
目前在物联网中虽然存在一定的防拥塞方案，比如增大空口资源等，但是缺乏针对特定时间段且时延不敏感的数据时防止网络拥塞的方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种在物联网中防止拥塞的方法，该方法能够在物联网中针对特定时间段且时延不敏感数据的数据上报时不造成拥塞。
本发明实施例还提供一种在物联网中防止拥塞的装置，该装置能够在物联网中针对特定时间段且时延不敏感数据的数据上报时不造成拥塞。
本发明实施例还提供一种在物联网中防止拥塞的系统，该系统能够在物联网中针对特定时间段且时延不敏感数据的数据上报时不造成拥塞。
本发明实施例是这样实现的：
一种在物联网中防止拥塞的方法，包括：
物联网中的多个终端分别设置不同的传输数据的时延值，所述时延值基于物联网的拥塞时间段、物联网可接入的终端数量及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；
多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值传输数据。
所述多个终端分别设置不同的传输数据的时延值包括：
对于其中的每个终端，生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段。
所述计算得到处理时延值包括：
将随机数与物联网能够承受的最大数据传输时延之间的乘积，除以物联网可接入的终端数量，得到处理时延值。
所述多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值传输数据的过程为：
多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；
当定时其设置的传输数据时间到时时，传输数据。
所述传输数据为将数据上传到物联网，从物联网数据或周期性传输业务数据。
一种在物联网中防止拥塞的装置，包括：设置模块及传输模块，其中，
设置模块，用于设置传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；
传输模块，用于在传输数据时，根据所设置的传输时延值传输数据。
所述设置模块，还用于设置传输数据的时延值包括：
生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段。
所述传输模块，还用于根据所设置的传输时延值传输数据为：
根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；当定时其设置的传输数据时间到时时，传输数据。
一种在物联网中防止拥塞的系统，包括：物联网网络侧及多个终端，其中，
物联网网络侧，用于将物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延发送给多个终端；与终端之间传输数据；
多个终端，用于设置传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；在传输数据时，根据所设置的传输时延值传输数据。
所述多个终端，还用于设置传输数据的时延值包括：
生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段；
所述多个终端，还用于根据所设置的传输时延值传输数据为：
根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；当定时其设置的传输数据时间到时时，传输数据。
如上所见，本发明实施例采用了物联网中的多个终端分别设置不同的传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段、物联网可接入的终端数量及物联网能够承受的最大数据传输时延设置，多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输数据时延值传输数据。这样，本发明实施例在特定时间段内就不会出现终端并发传输数据的情况，就可以在物联网中针对特定时间段且时延不敏感数据的数据上报时不造成拥塞。
附图说明
图1为本发明实施例提供的在物联网中防止拥塞的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的在物联网中防止拥塞的装置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的在物联网中防止拥塞的系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明实施例为了在物联网中针对特定时间段且时延不敏感数据的数据上报时不造成拥塞，采用了物联网中的多个终端分别设置不同的传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段、物联网可接入的终端数量及物联网能够承受的最大数据传输时延设置，多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输数据时延值传输数据。
这样，本发明实施例在特定时间段内就不会出现终端并发传输数据的情况，就可以在物联网中针对特定时间段且时延不敏感数据的数据上报时不造成拥塞。
图1为本发明实施例提供的在物联网中防止拥塞的方法流程图，其具体步骤为：
步骤101、物联网中的多个终端分别设置不同的传输数据的时延值，所述时延值基于物联网的拥塞时间段、物联网可接入的终端数量及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；
步骤102、多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值传输数据。
在该方法中，所述多个终端分别设置不同的传输数据的时延值包括：
对于其中的每个终端，生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段。
在该方法中，所述计算得到处理时延值包括：
将随机数与物联网能够承受的最大数据传输时延之间的乘积，除以物联网可接入的终端数量，得到处理时延值。
在该方法中，所述物联网的拥塞时间段、物联网可接入的终端数量及物联网能够承受的最大数据传输时延由物联网网络侧通过空口传输或直接设置在所述终端中，空口传输不限于广播方式或发送消息方式。
可以看出，由于在物联网中不同终端设置的随机数的不同，而最终所设置的传输时延值又受到随机数的影响，所以不同终端最终所设置的传输时延值是不同的，基于所设置的传输时延值传输数据的时间也是不同的，不会出现并发传输数据的问题。更进一步地，由于后续终端在设置的传输时延值时还需要判断是否在物联网的拥塞时间段范围内，从而避免了将传输时延值设置在物联网的拥塞时间段范围内，不会出现在物联网的拥塞时间段范围内中并发传输数据的情况。
多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值传输数据的过程为：
多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；
当定时其设置的传输数据时间到时时，传输数据。
在该方法中，所述传输数据为将数据上传到物联网，从物联网数据或周期性传输业务数据。
在该方法中，所述物联网的拥塞时间段、物联网可接入的终端数量及物联网能够承受的最大数据传输时延都是以秒为单位记录的。
在该方法中，所述物联网能够承受的最大数据传输时延小于等于传输数据的周期。
图2为本发明实施例提供的在物联网中防止拥塞的装置结构示意图，包括：设置模块及传输模块，其中，
设置模块，用于设置传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；
传输模块，用于在传输数据时，根据所设置的传输时延值传输数据。
在该装置中，设置模块，还用于设置传输数据的时延值包括：
生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段。
在该装置中，传输模块，还用于根据所设置的传输时延值传输数据的过程为：
根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；当定时其设置的传输数据时间到时时，传输数据。
图3为本发明实施例提供的在物联网中防止拥塞的系统结构示意图，包括：物联网网络侧及多个终端，其中，
物联网网络侧，用于将物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延发送给多个终端；与终端之间传输数据；
多个终端，用于设置传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；在传输数据时，根据所设置的传输时延值传输数据。
在该装置中，所述多个终端，还用于设置传输数据的时延值包括：
生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段。
在该装置中，所述多个终端，还用于根据所设置的传输时延值传输数据的过程为：
根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；当定时其设置的传输数据时间到时时，传输数据。
以下举一个具体例子对本发明实施例进行详细说明。
该例子假设在物联网中，路灯状态上报业务，多个路灯物联到物联网中，有三类业务：
业务1，在每天晚上7:00～7:15，必须控制完成开灯操作；
业务2，在每天早上7:00～7:15，必须控制完成关灯操作；
业务3，状态上报：每天任意时间，上报一次状态值。
在这个例子的应用场景中，路灯的状态上报为时延不敏感业务。
在该例子中，设置以下前提：
1、物联网中的终端上报周期为P，单位秒；
比如说，本例子中的业务3的上报周期为P＝24*60*60＝86400秒；
2、物联网能够承受的最大数据传输时延为MAX_DELAY≤P，单位为妙；
比如说，本例子中的业务3的MAX_DELAY＝86400秒；
3、同一接入物联网中额设备覆盖下最大终端接入数量为MAX_UENUM；
4、在周期P内，存在n个时间段的传输数据流量高峰，这n个时间段由起始时间点确定，假设任一时间段x的开始时间点为tx，结束时间为Tx，则整个流量最高峰时间段构成时间数组T_Peak[2n]＝(t1,T1,t2,T2…tx,Tx…tn,Tn)；在这里，t1,T1,t2,T2…tx,Tx…tn,Tn，为每天从0点开始计算以秒为单位的时长；
在第二个例子中，假设物联网的某业务每天流量高峰时间段只有一个，为晚上[19：00，21；00]，则T_peak[2]＝(19*60*60，21*60*60)＝(68400，75600)。
在物联网中，任一终端发起接入、数据数据或其他周期性操作时，采用以下算法来避免物联网的数据拥塞。
1、终端生成一个小于MAX_UENUM的随机正整数Rand_x，即0≤Rand_x≤MAX_UENUM；
2、终端计算得到处理时延：T_Delay＝MAX_DELAY*Rand_x/MAX_UENUM；
3、终端获取当前的物联网系统时间T_CONST:T_CONST定义为每天从0点开始计算以秒为单位的时长；
在第三个例子中，假设当前时间为早上8:32，则T_CONST＝(8*60+32)*60＝30750
4、当前所设置的传输时延值T_Delay’＝T_Delay+T_CONST
5、从x+1到n，循环判断T_Delay’与T_Peak[2n]之间的关系：
a)如果T_Delay’<T_Peak[2n-1]，则T_Delay＝T_Delay’，退出循环；
b)如果T_Peak[2n-1]<T_Delay’<T_Peak[2n]，则将T_Delay’＝T_Delay’+(T_Peak[2n]-T_Peak[2n-1])，继续循环；
6、所设置的传输时延值为T_Delay’，启动定时器(Timer)；
7、Timer超时，发起对应的接入、数据上传或其他周期性业务。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种在物联网中防止拥塞的方法，其特征在于，包括：
物联网中的多个终端分别设置不同的传输数据的时延值，所述时延值基于物联网的拥塞时间段、物联网可接入的终端数量及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；
多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值传输数据；
所述多个终端分别设置不同的传输数据的时延值包括：
对于其中的每个终端，生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算得到处理时延值包括：
将随机数与物联网能够承受的最大数据传输时延之间的乘积，除以物联网可接入的终端数量，得到处理时延值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值传输数据的过程为：
多个终端在传输数据时，分别根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；
当定时器设置的传输数据时间到时，传输数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输数据为将数据上传到物联网，从物联网数据或周期性传输业务数据。
5.一种在物联网中防止拥塞的装置，其特征在于，包括：设置模块及传输模块，其中，
设置模块，用于设置传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；
传输模块，用于在传输数据时，根据所设置的传输时延值传输数据；
所述设置模块，还用于设置传输数据的时延值包括：
生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述传输模块，还用于根据所设置的传输时延值传输数据为：
根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；当定时器设置的传输数据时间到时，传输数据。
7.一种在物联网中防止拥塞的系统，其特征在于，包括：物联网网络侧及多个终端，其中，
物联网网络侧，用于将物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延发送给多个终端；与终端之间传输数据；
多个终端，用于设置传输数据的时延值，该时延值基于物联网的拥塞时间段及物联网能够承受的最大数据传输时延设置；在传输数据时，根据所设置的传输时延值传输数据；
所述多个终端，还用于设置传输数据的时延值包括：
生成小于物联网可接入的终端数量的随机数；
根据随机数和物联网能够承受的最大数据传输时延，计算得到处理时延值；
将处理时延值和当前物联网的系统时间值之和作为当前所设置的传输时延值；
判断当前所设置的传输时延值是否在某一物联网中设定的拥塞时间段内，如果否，则将当前所设置的传输时延值作为所设置的传输时延值，退出循环判断；
如果是，则将当前所设置的传输时延值所在的物联网中设定的拥塞时间段与当前所设置的传输时延值之和作为当前所设置的传输时延值，继续循环判断是否在某一物联网中设定的拥塞时间段；
所述多个终端，还用于根据所设置的传输时延值传输数据为：
根据所设置的传输时延值进行传输数据定时器的设置，设置的传输数据时间为所设置的传输时延值；当定时器设置的传输数据时间到时，传输数据。
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