CN113068141B - 融合数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种融合数据传输方法，其主要流程主机首先发布融合指令，然后整理需要采集的节点列表，随机单发采集指令，根据收到了数据包情况，重新整理需要采集的节点列表，然后继续采集，直至节点列表被清空。节点上接收到融合指令，开始发送本节点数据，同时接受相邻节点的数据并与本节点数据一起打包。等待主机单播的采集指令，向主机发送数据。这种方法可以直接应用于现有设备的网络中，它从传输数据的交互次数入手，减少数据交互次数，从而在同样的硬件条件，同样的通信需求下，达到显著减少通信总耗时的目的。

Description

融合数据传输方法
技术领域
本发明涉及电子信息中的数据传输方法，特别是一种融合数据传输方法。
背景技术
在现有技术中当前无线物联网数据传输网络方案，多为组网通信，为取得良好的低功耗特性，组网设备一般都具有数据传输能力弱、数据传输耗时长的问题，而由于前述的问题也引出传输数据是功耗较高，且使用体验较差的缺点。具体的讲如图1所示，其表述的现有技术中一般物联网采集系统的结构图。
其中方块代表主机。圆圈代表节点设备(以下简称节点)。
主机与节点间通过某种方式(有线、无线等)保持通信链路；节点与节点间可能保持链路或不保持链路；节点亦可能通过节点转发间接与主机保持链路。双向箭头代表通信链路，虽然双向，并不一定指其一定要双向通信。数据采集时，由主机发起。设：网络中共有节点数目为N。传统数据采集方法：主机依次，对各节点发起数据采集指令；节点接收到采集指令后，回复采集到的数据。
在上述方案中，主机起码要发起N次采集指令才能获得所有节点的数据。同时由于节点与主机距离上的远近关系，某些节点可能需要通过其他节点转发数据才能将主机需要的数据转发到主机。因此整个采集过程中有非常大的可能包含了M次的数据交互，且M的将远大于N。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种能有效减少数据传输时间，降低整体网络能量消耗的融合数据传输方法。
为了到达上述目的，本发明设计的一种数据融合传输方法，包括采集数据的主机和提供被采集数据的若干个节点，具体方法包含以下步骤：a.主机发送融合指令；b.节点读取数据并融合；c.主机采集数据。
进一步的方案是，所述的步骤a为：主机已全网广播的方式，发送融合指令给所有节点，节点接收到前述指令后准备相应数据；所述的步骤b为：节点准备完成相应数据后，以相邻广播的方式，将相应数据发送给相邻的节点，相邻的节点收到数据后与本节点的数据一起打包。
进一步的方案是，所述的步骤c为：步骤1.主机将需要采集数据的节点列表，随机选择某节点，单播读取数据指令；步骤2.节点收到读取命令后单播回复打包好的数据；步骤3.主机接收打包好数据后，从该数据中提取所有包含的节点数据，并在节点列表中标记已获得数据的节点；步骤4.主机更新需要采集数据的节点列表，重新随机选择节点，循环前序步骤1-4，直至获取节点列表中的所有数据。
更进一步的方案是，所述的步骤b中节点准备的相应数据包括自身节点识别用ID、数据类型以及数据内容。
本发明所设计的融合数据传输方法，可以直接应用于现有设备的网络中，它从传输数据的交互次数入手，减少数据交互次数，从而在同样的硬件条件，同样的通信需求下，达到显著减少通信总耗时的目的。其主要具有以下特点：
1、不改变现有硬件设施，不提出更高需求。
2、成倍提升物联网数据采集系统的数据采集效率。
3、降低采集系统能量消耗，提升采集系统使用体验。
附图说明
图1是现有技术数据传输方式示意图。
图2是实施例1步骤a发送指令示意图。
图3是实施例1步骤b融合广播示意图。
图4是实施例1步骤c数据采集示意图。
图5是实施例1主机算法流程图。
图6是实施例1节点算法流程图。
图中，在图1-图4中，方块标识主机，圆表示节点设备，线段及箭头表示数据的交互。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1。
本实施例描述的一种数据融合传输方法，包括采集数据的主机和提供被采集数据的若干个节点，具体方法包含以下步骤：
a.主机发送融合指令；
b.节点读取数据并融合；
c.主机采集数据。
如图2所示，所述的步骤a为：主机已全网广播的方式，发送融合指令给所有节点，节点接收到前述指令后准备相应数据；
如图3所示，所述的步骤b为：节点准备完成相应数据后，以相邻广播的方式，将相应数据发送给相邻的节点，此广播并不通知所有节点，仅仅通知其周围的相邻节点。同时广播的数据帧携带：节点识别用ID、数据类型、数据内容。相邻的节点收到数据后与本节点的数据一起打包。
如图4所示，所述的步骤c为：主机发送完融合指令后，等待一段时间后进行以下步骤：步骤1.主机将需要采集数据的节点列表，随机选择某节点，单播读取数据指令；步骤2.节点收到读取命令后单播回复打包好的数据；步骤3.主机接收打包好数据后，从该数据中提取所有包含的节点数据，并在节点列表中标记已获得数据的节点；步骤4.主机更新需要采集数据的节点列表，重新随机选择节点，循环前序步骤1-4，直至获取节点列表中的所有数据。
进一步的，在主机上其算法流程如图5所示，其主要流程是首先发布融合指令，然后整理需要采集的节点列表，随机单发采集指令，根据收到了数据包情况，重新整理需要采集的节点列表，然后继续采集，直至节点列表被清空。
在节点上的算法流程如图6所示，其主要流程是接收到融合指令，开始发送本节点数据，同时接受相邻节点的数据并与本节点数据一起打包。等待主机单播的采集指令，向主机发送数据。
在一般的物联网数据采集系统中，节点数目从几十到几百不等。一般应用场景中节点周围能直接相邻的节点数目平均大于10个以上，最多可达上百。
具体应用本方法时，受限于一次传输的数据量限制，打包时，选取适当数目节点的内容进行打包。在实际应用中，通常选10～20份节点数据打包。
在主机采集数据过程中，节点间的数据融合通常会达到设定的融合数目，主机采集节点的次数相较于现有技术的方案会趋向于减少，最终平均交互次数可以降低到原来1/10以下。考虑到不同的现场情况及数据类型复杂性。且节点发送的数据包的内容较现有技术方案采集数据大，采集总耗时并不是直接与交互数据次数的成比例关系，因此其具体缩小的采集时间可降低到普通采集的1/8左右。
本发明所公开的方案，实际上将一部分的主机所要完成的融合数据的工作，下放到节点上，从而减少了主机与节点之间的交互次数，进而降低了数据采集的时间和能量消耗。
本数据融合传输算法，在不改变现有硬件条件的基础上，结合应用，可大大提升物联网数据采集系统的效率，节点系统能量消耗，提升用户使用体验。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种数据融合传输方法，包括采集数据的主机和提供被采集数据的若干个节点，其特征是包含以下步骤：a.主机发送融合指令；b.节点读取数据并融合；c.主机采集数据；
所述的步骤a为：主机已全网广播的方式，发送融合指令给所有节点，节点接收到前述指令后准备相应数据；
所述的步骤b为：节点准备完成相应数据后，以相邻广播的方式，将相应数据发送给相邻的节点，相邻的节点收到数据后与本节点的数据一起打包;所述的步骤c为：
步骤1.主机将需要采集数据的节点列表，随机选择某节点，单播读取数据指令；
步骤2.节点收到读取命令后单播回复打包好的数据；
步骤3.主机接收打包好数据后，从该数据中提取所有包含的节点数据，并在节点列表中标记已获得数据的节点；
步骤4.主机更新需要采集数据的节点列表，重新随机选择节点，循环前序步骤1-4，直至获取节点列表中的所有数据；
所述的步骤b中节点准备的相应数据包括自身节点识别用ID、数据类型以及数据内容。
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