CN112822744B - 城市大脑系统中的管理数据发送系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种城市大脑系统中的管理数据发送系统，包括：数据存储服务器、用户终端管理装置和多个用户终端；在用户终端管理装置中预先存储多个用户终端的信息，该信息中包括各用户终端向数据存储服务器发送单位量数据时消耗的单位消耗能量，多个用户终端之间发送单位量数据时消耗的用户终端间单位消耗能量；用户终端管理装置接收到第一用户终端的数据发送请求之后，比较第一用户终端直接发送时的总消耗能量ES1和第一用户终端分别通过其他用户终端发送时的总消耗能量ES2、ES3、…、ESn；将总消耗能量最小的用户终端确定为中继用户终端，第一用户终端通过中继用户终端所述管理数据。根据本发明，通过各用户终端之间的协作，节省发送管理数据时的能耗。

Description

城市大脑系统中的管理数据发送系统
技术领域
本发明涉及城市大脑系统的数据发送技术，尤其涉及在城市大脑系统中的进行无线通信的数据存储服器和多个用户终端之间发送管理数据的管理数据发送系统。
背景技术
在城市大脑系统中，需要各用户终端实时、高效地向分布在各区域中的数据存储服务期发送城市管理数据。在此，城市管理数据包括各种监控视频、政务宣传视频、表格、文本文件、城市管理采集数据等，每天都包含大量数据。
通常，设置数据存储服器的环境和位置是预先设定的，设定之后不能移动；各用户终端则数量庞大，且随时移动，其所处环境也无法预测和限定。再者，数据服务器与各用户终端之间的通信是利用移动通信网络进行，各用户终端之间除了通过移动通信网络进行通信之外，还可以通过局域网、WIFI、蓝牙等移动终端间直接通信方式进行通信。
由于一个数据存储服务器需要响应多个用户终端，因此，数据存储服务器会动态地向要求发送管理数据的各用户终端分配通信信道资源，而且，会根据各用户终端的距离，对各用户终端要求不同的编码方式和数据发送次数。对于用户终端来说，每次进行发送数据的无线通信都要消耗较多的能量，如果被要求的重复发送次数较多，则发送数据所消耗的能量是不可忽视的量，因此，需要尽可能减少自身的发送次数，以降低数据发送时的能耗。
因此，当某个用户终端因环境限制，与数据存储服务器进行通信时的耗消耗能量较大的情况下，可以通过消耗能量较少的邻近的用户终端协作进行数据发送工作。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种城市大脑系统中的管理数据发送系统，通过实施管理邻近的各用户终端,选择消耗能量较低的用户终端向数据存储服务器发送管理数据，节省发送管理数据时的能耗。
本发明提供的城市大脑系统中的管理数据发送系统，包括：数据存储服务器，用于存储来自多个用户终端的管理数据；用户终端管理装置，定期地接收来自所述数据存储服务器的系统信息和来自所述多个用户终端的通信状态信息，并且对所述多个用户终端进行发送数据的管理；以及多个用户终端，与所述用户终端管理装置位于相同的局域网中，包括存储有要发送的所述管理数据的第一用户终端；其中，所述数据存储服务器定期地与所述多个用户终端进行通信，根据各用户终端的通信状态确定各个用户终端向所述数据存储服务器发送管理数据时需要重复发送的数据发送次数，并且将所述数据发送次数发送给所述用户终端管理装置；在所述用户终端管理装置中预先存储有所述多个用户终端的信息，所述信息中包括各个所述用户终端向所述数据存储服务器发送单位量数据时消耗的单位消耗能量，以及所述多个用户终端之间发送单位量数据时消耗的用户终端间单位消耗能量；当所述用户终端管理装置接收到来自所述第一用户终端的数据发送请求之后，比较所述第一用户终端直接向所述数据存储服务器发送所述管理数据时的总消耗能量ES1和所述第一用户终端分别通过其他用户终端向所述数据存储服务器发送所述管理数据时的总消耗能量ES2、ES3、…、ESn；如果所述总消耗能量ES1不是最小，所述用户终端管理装置将总消耗能量最小的用户终端确定为中继用户终端，所述用户终端管理装置向所述第一用户终端发送所述中继用户终端的终端识别信息和所述数据存储服务器要求所述中继用户终端的数据发送次数，所述第一用户终端向所述中继用户终端发送所述管理数据和所述数据存储服务器要求所述中继用户终端的数据发送次数，所述所述中继用户终端按照所述数据发送次数向所述数据存储服务器发送所述管理数据。
此外，优选地，所述第一用户终端向所述数据存储服务器直接发送所述管理数据时的总消耗能量ES1按照以下公式1计算，
ES1＝E1×Sd×M1 (公式1)
其中，E1是所述第一用户终端向所述数据存储服务器发送单位量数据时的单位消耗能量，Sd是以所述单位量为基数计算的所述管理数据的大小，M1是所述数据存储服务器要求所述第一用户终端重复发送的数据发送次数；
所述第一用户终端分别通过其他的各用户终端向所述数据存储服务器发送所述管理数据时的总消耗能量ES2、ES3、…、ESn按照以下公式2计算，
ESn＝E1n×Sd+En×Sd×Mn (公式2)
其中，n是所述多个用户终端的数量，E1n是所述第一用户终端向所述第一用户终端以外的第n个用户终端发送单位量数据时的终端间单位消耗能量，En是该第n个用户终端向所述数据存储服务器发送单位量数据时的单位消耗能量，Mn是所述数据存储服务器要求该第n个用户终端重复发送的数据发送次数。
此外，优选地，所述数据存储服务器开始接收所述中继用户终端发送的所述管理数据后，实时调整所述中继用户终端发送所述管理数据的发送次数。
此外，优选地，所述用户终端管理装置和所述多个用户终端之间、以及所述多个用户终端之间利用WIFI或蓝牙方式进行通信。
根据如上所述的本发明，通过利用用户终端管理装置协调管理多个用户终端的数据发送，选择消耗能量最少的用户终端发送管理数据，能够节省向数据存储服务器发送管理数据时的能耗。
附图说明
图1是本发明涉及的城市大脑系统中的数据存储服务器和各用户终端之间进行管理数据发送的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的具体实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
图1是本发明涉及的城市大脑系统中的管理数据发送系统的结构框图。如图1所示，所述管理数据发送系统包括数据存储服务器10、用户终端管理装置20和多个用户终端31、32、…、3n。
数据存储服务器10用于存储城市大脑系统中的包括管理数据在内的各种数据，这些数据可以来自各个用户终端31、32、…、3n，也可以是由其他服务系统或管理平台提供并事先存储在数据存储服务器10。
多个用户终端31、32、…、3n是具有访问该数据存储服务器的权限的移动终端，可以向所述数据存储服务器10发送各种管理数据。
用户终端管理装置20定期地接收来自数据存储服务器10的系统信息和来自多个用户终端31、32、…、3n的通信状态信息，并且对多个用户终端31、32、…、3n进行发送数据的管理。
其中，数据存储服务器10、用户终端管理装置20和多个用户终端31、32、…、3n位于共同的无线通信网络中，可通过无线通信方式相互间进行无线通信。用户终端管理装置20和多个用户终端31、32、…、3n位于共同的局域网中，可通过WIFI、蓝牙等通信方式进行通信。
由于一个数据存储服务器10需要响应多个用户终端31、32、…、3n，因此，数据存储服务器10会动态地向要求发送管理数据的各用户终端分配通信信道资源，而且，会根据各用户终端的距离、空闲状态等通信年状态，对各用户终端要求不同的编码方式和数据发送次数。对于用户终端来说，每次进行发送数据的无线通信都要消耗较多的能量，如果被要求的发送次数较多，则发送数据所消耗的能量是不可忽视的量，因此，需要尽可能减少自身的发送次数，以降低数据发送时的能耗。
在所述用户终端管理装置20中预先存储能够访问该数据存储服务器10的多个用户终端31、32、…、3n的信息，该信息中包括各用户终端31、32、…、3n向所述数据存储服务器10发送单位量数据时消耗的单位消耗能量，以及邻近的各用户终端31、32、…、3n之间发送单位量数据时消耗的用户终端间单位消耗能量。各用户终端31、32、…、3n向数据存储服务器10发送单位量数据时的单位消耗能量，以及邻近的各用户终端之间发送单位量数据时消耗的用户终端间单位消耗能量，可以通过公知的专业性测试方法预先测量。
在此，由于本发明应用于城市大脑系统中，所以能够访问该数据存储服务器10的用户终端都是具有允许访问权限的限定的用户终端31、32、…、3n，这些用户终端的单位消耗能量可以事先测量而取得。另外，虽然用户终端接收管理数据时也会消耗能量，但该消耗能量远小于发送管理数据时的消耗能量，因此，在本发明中忽略了用户终端之间接收管理数据时的消耗能量。毋庸置疑，在实际的城市大脑系统中，如果用户终端之间接收管理数据时的消耗能量较大而无法忽视，也应该把用户终端该接收管理数据时的消耗能量也加到各用户终端的总消耗能量中。
该数据存储服务器10定期地与能够访问该数据存储服务器10的各用户终端31、32、…、3n进行通信，确认各用户终端31、32、…、3n的包括距离、空闲状态等通信状态，并根据该通信状态确定各个用户终端31、32、…、3n向数据存储服务器10发送管理数据时需要重复发送的数据发送次数，并且，把各个用户终端31、32、…、3n的终端识别信息和数据发送次数对应起来发送给用户终端管理装置20进行存储。
在此，以第一用户终端31为例，说明在本发明涉及的管理数据发送系统中，用户终端向数据存储服务器10发送管理数据的过程。
当第一用户终端31需要向数据存储服务器10发送管理数据的时候，同用户终端管理装置20建立通信连接，向用户终端管理装置20发送请求向数据存储服务器10发送管理数据的数据发送请求。
所述用户终端管理装置20接收到来自第一用户终端31的数据发送请求之后，根据所存储的第一用户终端31的数据发送次数、要发送的管理数据的大小、该第一用户终端31向数据存储服务器10发送单位量数据时的单位消耗能量，按照以下公式1计算第一用户终端31向数据存储服务器10直接发送管理数据时的总消耗能量ES1。
ES1＝E1×Sd×M1 (公式1)
其中，E1是该第一用户终端31向数据存储服务器10发送单位量数据时的单位消耗能量，Sd是以所述单位量为基数计算的要发送管理数据的大小，M1是该数据存储服务器要求的第一用户终端的数据发送次数。
接着，所述用户终端管理装置20还根据所存储的第一用户终端31以外的其他的各用户终端32、33、…、3n的数据发送次数、所述其他的各用户终端分别向数据存储服务器10发送单位量数据时的单位消耗能量、第一用户终端31向各个其他的各用户终端32、33、…、3n分别发送单位量数据时的用户终端间单位消耗能量，按照以下公式2计算第一用户终端31分别通过其他的各用户终端32、33、…、3n向数据存储服务器10发送该管理数据时的总消耗能量ES2、ES3、…、ESn。其中，n是包括第一用户终端31在内的所有用户终端的数量。
ESn＝E1n×Sd+En×Sd×Mn (公式2)
其中，E1n是第一用户终端31向第一用户终端以外的第n个用户终端发送单位量数据时的终端间单位消耗能量，En是该第n个用户终端向数据存储服务器10发送单位量数据时的单位消耗能量，Sd是以所述单位量为基数计算的要发送管理数据的大小，Mn是该数据存储服务器10要求该第n个用户终端重复发送的数据发送次数。
然后，所述用户终端管理装置10比较第一用户终端31直接发送该管理数据的总消耗能量ES1和第一用户终端31分别通过其他用户终端32、33、…、3n发送该管理数据时的总消耗能量ES2、ES3、…、ESn。
根据上述比较结果，如果第一用户终端31的总消耗能量ES1最小，则用户终端管理装置10确定为第一用户终端31直接向数据存储服务器10发送该管理数据。用户终端管理装置10向第一用户终端31发送直接向数据存储服务器10发送管理数据的指示信号和数据存储服务器10要求第一用户终端31重复发送管理数据的数据发送次数，然后，第一用户终端31按照数据存储服务器10要求的该数据发送次数向数据存储服务器10发送该管理数据。
根据上述比较结果，如果第一用户终端31的总消耗能量ES1不是最小，所述用户终端管理装置20则将总消耗能量最小的用户终端确定为中继用户终端30。所述用户终端管理装置20将作为中继用户终端30的该用户终端的终端识别信息和数据存储服务器10要求该用户终端重复发送管理数据的数据发送次数，发送给第一用户终端31。接着，第一用户终端31与中继用户终端30建立通信连接，并向该中继用户终端30发送该管理数据。然后，中继用户终端30按照数据服务存储器10要求的数据发送次数，向数据存储服务器10发送该管理数据。
此外，所述数据存储服务器10还可以在开始接收用户终端发送的管理数据后，对已经接收到的部分管理数据进行分析，根据数据存储服务器自身的通信状况和已接收到该部分管理数据的编码状况、数据种类、数据大小、误码率等，实时调整该管理数据的发送次数，并且将调整后的发送次数发送给正在发送管理数据的用户终端。
在此，用户终端管理装置20、第一用户终端31、其他用户终端32、33、…、3n之间的通信，优选利用利用WIFI、蓝牙等通信方式。
如上所述，本发明通过比较第一用户终端直接发送管理数据时的总消耗能量和通过邻近的中继用户终端发送管理数据时的总消耗能量，利用总消耗能量较小的用户终端发送管理数据，由此节约了发送数据时的用户终端的能耗。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。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上述实施例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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干程序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。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种城市大脑系统中的管理数据发送系统，其特征在于，包括：
数据存储服务器，用于存储来自多个用户终端的管理数据；
用户终端管理装置，定期地接收来自所述数据存储服务器的系统信息和来自所述多个用户终端的通信状态信息，并且对所述多个用户终端进行发送数据的管理；以及
多个用户终端，与所述用户终端管理装置位于相同的局域网中，包括存储有要发送的所述管理数据的第一用户终端；
其中，所述数据存储服务器定期地与所述多个用户终端进行通信，根据各用户终端的通信状态确定各个用户终端向所述数据存储服务器发送管理数据时需要重复发送的数据发送次数，并且将所述数据发送次数发送给所述用户终端管理装置；
在所述用户终端管理装置中预先存储有所述多个用户终端的信息，所述信息中包括各个所述用户终端向所述数据存储服务器发送单位量数据时消耗的单位消耗能量，以及所述多个用户终端之间发送单位量数据时消耗的用户终端间单位消耗能量；
当所述用户终端管理装置接收到来自所述第一用户终端的数据发送请求之后，比较所述第一用户终端直接向所述数据存储服务器发送所述管理数据时的总消耗能量ES1和所述第一用户终端分别通过其他用户终端向所述数据存储服务器发送所述管理数据时的总消耗能量ES2、ES3、…、ESn；
如果所述总消耗能量ES1不是最小，所述用户终端管理装置将总消耗能量最小的用户终端确定为中继用户终端，所述用户终端管理装置向所述第一用户终端发送所述中继用户终端的终端识别信息和所述数据存储服务器要求所述中继用户终端的数据发送次数，所述第一用户终端向所述中继用户终端发送所述管理数据和所述数据存储服务器要求所述中继用户终端的数据发送次数，所述中继用户终端按照所述数据发送次数向所述数据存储服务器发送所述管理数据。
2.根据权利要求1所述的管理数据发送系统，其特征在于，
所述第一用户终端向所述数据存储服务器直接发送所述管理数据时的总消耗能量ES1按照以下公式1计算，
ES1＝E1×Sd×M1 (公式1)
其中，E1是所述第一用户终端向所述数据存储服务器发送单位量数据时的单位消耗能量，Sd是以所述单位量为基数计算的所述管理数据的大小，M1是所述数据存储服务器要求所述第一用户终端重复发送的数据发送次数；
所述第一用户终端分别通过其他的各用户终端向所述数据存储服务器发送所述管理数据时的总消耗能量ES2、ES3、…、ESn按照以下公式2计算，
ESn＝E1n×Sd+En×Sd×Mn (公式2)
其中，n是所述多个用户终端的数量，E1n是所述第一用户终端向所述第一用户终端以外的第n个用户终端发送单位量数据时的终端间单位消耗能量，En是该第n个用户终端向所述数据存储服务器发送单位量数据时的单位消耗能量，Mn是所述数据存储服务器要求该第n个用户终端重复发送的数据发送次数。
3.根据权利要求1所述的管理数据发送系统，其特征在于，
所述数据存储服务器开始接收所述中继用户终端发送的所述管理数据后，实时调整所述中继用户终端发送所述管理数据的发送次数。
4.根据权利要求1所述的管理数据发送系统，其特征在于，
所述用户终端管理装置和所述多个用户终端之间、以及所述多个用户终端之间利用WIFI或蓝牙方式进行通信。
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