CN114546641A - 一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统 - Google Patents

一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，涉及数据资源分配技术领域，包括监控中心，所述监控中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及能源调配模块，根据所获得的每个通信请求的开始时间和预计结束时间生成时间跨度变化图；在时间跨度变化图内根据网关的线程数，生成线程占用信道，然后通过对每个网关内的线程占用信道的在使用数量以及网关的存储空间进行分析，从而使得网关内的线程占用信道得到使用的同时，不会使得因为网关的内存空间不足，导致信息在传输过程中失败，提高信息传输的效率，同时减少信息在传输过程中的多余排队时间，主动为信息传输寻找适合传输路径。

Description

一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统
技术领域
本发明涉及数据资源分配技术领域，具体是一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统。
背景技术
物联网基于互联网或传统电信网，能够让所有被独立寻址的普通物理对象之间相互通信，形成互联互通的网络；与物联网有关的服务器用于将各种设备连接在一起，进而对其进行集中管理和控制，实现物和物相联。
而网关作为连接感知网络与传统通信网络的纽带，其运行状态直接决定信息的传递效率，如何对网关的运行状态进行监控，并对网关的资源进行合理分配，是我们需要解决的问题，为此，现提供一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及能源调配模块；
所述数据采集模块由若干个数据采集终端组成，将数据采集终端安装在每个网关和通信节点上，通过数据采集终端分别获取网关和通信节点的运行数据；
所述数据处理模块用于对数据采集终端所获取到的网关和通信节点的运行数据进行处理，获得网关的时间跨度变化图以及数据存储资源的使用情况；
所述数据分析模块用于根据数据处理模块处理后的数据，对网关的运行状态进行分析，并根据分析结果将网关标记为禁止使用网关或允许使用网关；
所述能源调配模块用于根据数据分析模块的分析结果对网关内接收到的通信请求的传输路径进行调配。
进一步的，所述数据采集终端获取网关和通信节点的运行数据的过程包括：
获取通信节点的通信请求，所述通信节点的通信请求包括所需要传输的信息的字节数以及数据传输速度；获取网关所接收到的通信请求数量，并获取通信请求的来源对应的通信节点，并将网关所接收到的通信请求发送至数据处理模块。
进一步的，每个网关连接有若干个通信节点，将每个网关和通信节点进行标号，根据每个网关和通信节点的编号、IP地址、网关和通信节点的所在位置、信息存储空间上限以及线程数。
进一步的，所述通信节点至少与一个网关进行连接。
进一步的，所述数据处理模块对数据采集模块所获取到的数据的处理过程包括：
当接收到多个通信请求时，根据接收到通信请求的开始时间进行排序；
根据通信请求获得所需要传输的信息的字节数以及数据传输速度，得到每个通信请求完成数据传输所需要的时长，最后获得每个通信请求完成数据传输时的预计结束时间；根据所获得的每个通信请求的开始时间和预计结束时间生成时间跨度变化图；在时间跨度变化图内根据网关的线程数，生成线程占用信道；
根据通信请求分别获取所需要传输的信息的字节数；根据每个通信请求的开始时间按照顺序，对相应通信请求内的所需要传输的信息的字节数进行逐一累加，获得网关的剩余使用存储空间。
进一步的，所述线程占用信道内在同一时间内只能存在一条时间跨度线，当网关接收到通信请求时，则在其中一条线程占用信道内形成时间跨度线；实时读取时间跨度变化图中每个线程占用信道内是否存在时间跨度线，并获得同一时刻出现的时间跨度线的数量。
进一步的，所述数据分析模块对网关的运行状态进行分析的过程包括：
读取网关对应的时间跨度变化图中同一时刻出现的时间跨度线的数量，判断当前网关内的线程占用信道数量是否满足通信需求，当满足通信需求时，则获取网关的剩余使用存储空间，根据该网关的剩余使用存储空间将该网关标记为禁止接入网关或允许接入网关。
进一步的，所述能源调配模块对通信请求的传输路径进行调配的过程包括：
当网关被标记为禁止接入网关，则获取与发送该通信请求的通信节点相连的其他网关中，是否存在允许接入网关；当存在允许接入网关时，获取该允许接入网关的剩余使用存储空间，将该网关的剩余使用存储空间与通信请求所需要发送的信息的字节数进行对比，判断该该网关是否可使用；
当网关被标记为允许接入网关，则获取下一个通信请求对应的所需要发送的信息的字节数，获取该通信请求对应的所需要发送的信息发送至网关内后的剩余使用存储空间，判断该网关是否可使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据所获得的每个通信请求的开始时间和预计结束时间生成时间跨度变化图；在时间跨度变化图内根据网关的线程数，生成线程占用信道，然后通过对每个网关内的线程占用信道的在使用数量以及网关的存储空间进行分析，从而使得网关内的线程占用信道得到使用的同时，不会使得因为网关的内存空间不足，导致信息在传输过程中失败，提高信息传输的效率，同时减少信息在传输过程中的多余排队时间，主动为信息传输寻找适合传输路径。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及能源调配模块；
在具体实施过程中，每个网关连接有若干个通信节点，将每个网关的标号记为i，其中i＝1，2，……，n，且n为整数；
分别将与标号为i的连接的每个通信节点标记为ij，其中j＝＝1，2，……，m，且m为整数；所述通信节点具体为节点智能盒子；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，根据每个网关和通信节点的基础信息和基础参数，生成对应网关和通信节点的数据信息包，并将所生成的数据信息包上传至监控中心进行保存；所述网关和通信节点的基础信息包括网关和通信节点的编号、IP地址以及网关和通信节点的所在位置；所述网关和通信节点的基础参数包括信息存储空间上限以及线程数；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述通信节点至少与一个网关进行连接。
所述数据采集模块由若干个数据采集终端组成，将数据采集终端安装在每个网关和通信节点上，通过数据采集终端分别获取网关和通信节点的运行数据，所述数据采集终端获取网关和通信节点的运行数据的过程包括：
获取通信节点的通信请求，所述通信节点的通信请求包括所需要传输的信息的字节数以及数据传输速度，并将所需要传输的信息的字节数标记为TZij，将对应通信节点的数据传输速度标记为TVij；
获取网关所接收到的通信请求数量，并获取通信请求的来源对应的通信节点，并将网关所接收到的通信请求发送至数据处理模块；
将数据采集终端所获取到的数据发送至数据处理模块。
所述数据处理模块用于对数据采集终端所获取到的网关和通信节点的运行数据进行处理，具体处理过程包括：
当网关接收到通信节点的通信请求时，将接收到通信节点的开始时间标记为ti1；
当接收到多个通信请求时，则将网关接收到通信请求的开始时间进行先后排序；
根据通信请求获得所需要传输的信息的字节数TZij以及数据传输速度TVij，从而获得每个通信请求完成数据传输所需要的时长TCij，其中TCij＝TZij/TVij；则根据所获得的TCij，获得每个通信请求完成数据传输时的预计结束时间，将预计结束时间标记为ti2；
根据所获得的每个通信请求的开始时间ti1和预计结束时间ti2生成时间跨度变化图；
在时间跨度变化图内根据网关的线程数，生成线程占用信道，所述网关的线程数为a，其中a＞0，且a为整数；
当网关接收到通信请求时，则在其中一条线程占用信道内形成时间跨度线；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，在同一时间，同一个线程占用信道内只能存在一条时间跨度线；
实时读取时间跨度变化图中每个线程占用信道内是否存在时间跨度线，并将同一时刻出现的时间跨度线的数量标记为b；
将所获得的时间跨度线的数量与时间跨度变化图发送至数据分析模块；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，通信节点所传输的数据在上传至网关内时，需要占用网关内的数据存储资源，所述数据处理模块对网关内的数据存储资源进行处理的过程包括：
将网关的信息存储空间上限标记为CRi；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所需要传输的信息在传输至网关内后，当所需要传输的信息未完成全部传输过程之前，所需要传输的信息暂时存储在网关内；
根据通信请求，根据通信请求分别获取所需要传输的信息的字节数TZij，同时获得每个通信请求的开始时间ti1；
则根据每个通信请求的开始时间ti1按照顺序，对相应通信请求内的所需要传输的信息的字节数进行逐一累加，获得网关的剩余使用存储空间，将网关的剩余使用存储空间标记为SRi；
Figure BDA0003507119100000061
其中c为累加的通信请求数量，且c≤a；
将数据处理模块处理后的数据发送至数据分析模块。
所述数据分析模块用于根据数据处理模块处理后的数据，对网关的运行状态进行分析，具体分析过程包括：
读取网关对应的时间跨度变化图中同一时刻出现的时间跨度线的数量标记为b，则当b＜a时，则表示当前网关内的线程占用信道数量满足通信需求，则获取网关的剩余使用存储空间SRi，
Figure BDA0003507119100000062
将c取值为b，则当0≤SRi＜S0时，则表示该网关的剩余使用存储空间不足，将该网关标记为禁止接入网关；当SRi≥S0时，则表示该网关的剩余使用存储空间充足，则将该网关标记为允许接入网关；其中S0为剩余使用存储空间阈值；
当b≥a时，则表示该网关内的线程占用信道数量过载，将所有的通信请求进行筛选；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当网关内的线程占用信道数量过载时，则获取每个通信请求的开始时间ti1的先后顺序，并向能源调配模块发送通信筛选请求。
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，通过对每个网关内的线程占用信道的在使用数量以及网关的存储空间进行分析，从而使得网关内的线程占用信道得到使用的同时，不会使得因为网关的内存空间不足，导致信息在传输过程中失败，保证了信息传输的效率和完整性。
所述能源调配模块用于根据数据分析模块的分析结果对网关内接收到的通信请求的传输路径进行调配，具体过程包括：
当网关被标记为禁止接入网关，则获取与发送该通信请求的通信节点相连的其他网关中，是否存在允许接入网关；当存在允许接入网关时，获取该允许接入网关的剩余使用存储空间，将该网关的剩余使用存储空间与通信请求所需要发送的信息的字节数进行对比，则当该信息发送至网关内后的剩余使用存储空间≥S0时，则表示该网关可使用，则将所需要发送的信息发送至该网关内；当该信息发送至网关内后的剩余使用存储空间＜S0时，则表示该网关无法使用，则该信息请求进行等待序列。
当网关被标记为允许接入网关，则获取下一个通信请求对应的所需要发送的信息的字节数，获取该通信请求对应的所需要发送的信息发送至网关内后的剩余使用存储空间，当剩余使用存储空间≥S0时，则表示该网关可使用；当剩余使用存储空间＜S0时，则表示该网关无法使用，则获取与发送该通信请求的通信节点相连的其他网关中，是否存在允许接入网关。
当接收到通信筛选请求时，则将所有的通信请求进行标记，根据每个通信请求的开始时间ti1的先后顺序向网关内发送信息，当网关内的线程占用信道被占满或剩余使用存储空间剩余使用存储空间＜S0时，则停止传输。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，包括监控中心，其特征在于，所述监控中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及能源调配模块；
所述数据采集模块由若干个数据采集终端组成，将数据采集终端安装在每个网关和通信节点上，通过数据采集终端分别获取网关和通信节点的运行数据；
所述数据处理模块用于对数据采集终端所获取到的网关和通信节点的运行数据进行处理，获得网关的时间跨度变化图以及数据存储资源的使用情况；
所述数据分析模块用于根据数据处理模块处理后的数据，对网关的运行状态进行分析，并根据分析结果将网关标记为禁止使用网关或允许使用网关；
所述能源调配模块用于根据数据分析模块的分析结果对网关内接收到的通信请求的传输路径进行调配。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，其特征在于，所述数据采集终端获取网关和通信节点的运行数据的过程包括：
获取通信节点的通信请求，所述通信节点的通信请求包括所需要传输的信息的字节数以及数据传输速度；获取网关所接收到的通信请求数量，并获取通信请求的来源对应的通信节点，并将网关所接收到的通信请求发送至数据处理模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，其特征在于，每个网关连接有若干个通信节点，将每个网关和通信节点进行标号，根据每个网关和通信节点的编号、IP地址、网关和通信节点的所在位置、信息存储空间上限以及线程数。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，其特征在于，所述通信节点至少与一个网关进行连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，其特征在于，所述数据处理模块对数据采集模块所获取到的数据的处理过程包括：
当接收到多个通信请求时，根据接收到通信请求的开始时间进行排序；
根据通信请求获得所需要传输的信息的字节数以及数据传输速度，得到每个通信请求完成数据传输所需要的时长，最后获得每个通信请求完成数据传输时的预计结束时间；根据所获得的每个通信请求的开始时间和预计结束时间生成时间跨度变化图；在时间跨度变化图内根据网关的线程数，生成线程占用信道；
根据通信请求分别获取所需要传输的信息的字节数；根据每个通信请求的开始时间按照顺序，对相应通信请求内的所需要传输的信息的字节数进行逐一累加，获得网关的剩余使用存储空间。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，其特征在于，所述线程占用信道内在同一时间内只存在一条时间跨度线，当网关接收到通信请求时，则在其中一条线程占用信道内形成时间跨度线；实时读取时间跨度变化图中每个线程占用信道内是否存在时间跨度线，并获得同一时刻出现的时间跨度线的数量。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，其特征在于，所述数据分析模块对网关的运行状态进行分析的过程包括：
读取网关对应的时间跨度变化图中同一时刻出现的时间跨度线的数量，判断当前网关内的线程占用信道数量是否满足通信需求，当满足通信需求时，则获取网关的剩余使用存储空间，根据该网关的剩余使用存储空间将该网关标记为禁止接入网关或允许接入网关。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网网关和节点智能盒子的综合能源控制系统，其特征在于，所述能源调配模块对通信请求的传输路径进行调配的过程包括：
当网关被标记为禁止接入网关，则获取与发送该通信请求的通信节点相连的其他网关中，是否存在允许接入网关；当存在允许接入网关时，获取该允许接入网关的剩余使用存储空间，将该网关的剩余使用存储空间与通信请求所需要发送的信息的字节数进行对比，判断该该网关是否可使用；
当网关被标记为允许接入网关，则获取下一个通信请求对应的所需要发送的信息的字节数，获取该通信请求对应的所需要发送的信息发送至网关内后的剩余使用存储空间，判断该网关是否可使用。
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