CN114786212A - 一种物联网传输控制方法、设备及在物联网组网中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及WSNs传输控制技术领域，且公开了一种物联网传输控制方法、设备及在物联网组网中的应用，包括：由通信模块、能量供应模块、传输控制模块组成的汇聚节点装置S，所述传输控制模块负责接收传感器节点SNi发送的数据包DSNij、通过拆卸组装得到组装式数据包ADS并且进行临时性存储、根据发送能力调控组装式数据包ADS的具体发送事项，不仅能够有效解决汇聚节点拥塞问题，而且也起到了保护数据安全的有益技术效果。

Description

一种物联网传输控制方法、设备及在物联网组网中的应用
技术领域
本发明涉及WSNs传输控制技术领域，具体为一种物联网传输控制方法、设备及在物联网组网中的应用。
背景技术
无线传感网络(WSNs)是由大量随机分布在检测区域内的资源受限的微型传感器节点通过自组织和多跳方式构成的无线网络。传感器节点是WSNs的基本构成单位，主要由感知模块、处理模块、通信模块、能量供应模块组成，传感器节点将采集到的数据通过无线通信的方式发送到汇聚节点(Sink)，最后通过Internet网络或是其他网络通信方式将数据发送到终端用户。
由于WSNs拓扑结构通常是汇聚模式，当多个不同的传感器节点向同一个汇聚节点发送数据、并且汇聚节点的接收速率高于其自身的发送速率时，汇聚节点需要发送的分组流量超过其发送能力，汇聚节点就会发生节点级别的拥塞，导致缓存溢出，造成数据分组的丢失和网络排队延迟的増加。
本发明提供一种物联网传输控制方法，以解决汇聚节点拥塞问题。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对无线传感网络(WSNs)中存在的汇聚节点拥塞问题，本发明提供一种物联网传输控制方法、设备及在物联网组网中的应用。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种物联网传输控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，汇聚节点装置S的传输控制模块接收传感器节点SNi发送的数据包DSNij；
其中，i为传感器节点SN的序列编号，i=1,2,…,n1；
j为数据包DSNi的序列编号，j=1,2,…,n2；
步骤S2，传输控制模块的数据处理子模块负责对数据包DSNij进行处理，具体的处理方法如下：
步骤S2-1，根据数据的本征属性特征将数据包DSNij拆分成若干个子数据包DSNij-J，并且提取子数据包DSNij-J的文件大小FSDSNij-J；
其中，J为子数据包DSNij的序列编号，J=1,2,…,n3；
步骤S2-2，根据预先设定的文件大小范围数值[FSd，FSu]，从子数据包DSNij-J中随机提取若干个，当选取的子数据包DSNij-J的文件大小FSDSNij-J之和在[FSd，FSu]之内时，可以建立一个组装式数据包ADS；
其中，FSd为预先设定的文件大小FS的下限，FSu为预先设定的文件大小FS的上限，S为组装式数据包AD的序列编号，S=1,2,…,n4；
步骤S3，传输控制模块的数据存储子模块对组装式数据包ADS进行临时性存储处理；
步骤S4，传输控制模块的数据分发子模块根据汇聚节点装置S的通信模块的发送能力，负责调控组装式数据包ADS的具体发送事项。
一种物联网传输控制设备，包括：由通信模块、能量供应模块、传输控制模块组成的汇聚节点装置S，所述传输控制模块负责接收传感器节点SNi发送的数据包DSNij、通过拆卸组装得到组装式数据包ADS并且进行临时性存储、根据发送能力调控组装式数据包ADS的具体发送事项。
优选的，所述传输控制模块包括数据接收子模块、数据处理子模块、数据存储子模块、数据分发子模块，所述传输控制模块内的任一子模块与其他子模块之间均存在交互通信。
优选的，所述数据处理子模块负责把数据包DSNij通过拆卸组装，得到组装式数据包ADS，也可以通过拆分溯源，重新还原得到数据包DSNij。
一种物联网传输控制设备在物联网组网中的应用，包括如下步骤：
步骤S1，使用汇聚节点装置S作为无线传感网络的汇聚节点；
步骤S2，汇聚节点装置S的传输控制模块把传感器节点SNi发送的数据包DSNij通过拆卸组装得到组装式数据包ADS并且进行临时性存储；
步骤S3，传输控制模块根据发送能力将组装式数据包ADS发送到下一个节点，下一个节点通过拆分溯源重新还原得到数据包DSNij。
（三）有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明将数据包通过拆卸组装得到组装式数据包，将组装式数据包在数据存储子模块中进行临时性存储处理，可以显著提高汇聚节点的缓存能力，在接收速率和发送速率均保持不变的基础上，有效解决汇聚节点拥塞问题；
由于该组装式数据包具有文件大小标准统一的特性，所以在传输时可控性增强，并且组装式数据包打乱了原数据包的数据信息分布规律，使其变得杂乱无章，这样即使在信道传输过程中被攻击者截获，也很难读出正确的信息，这也起到了保护数据安全的有益技术效果。
具体实施方式
一种物联网传输控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，汇聚节点装置S的传输控制模块的数据接收子模块接收传感器节点SNi发送的数据包DSNij，并把接收的数据包DSNij直接交付给数据处理子模块；
其中，i为传感器节点SN的序列编号，i=1,2,…,n1；
j为数据包DSNi的序列编号，j=1,2,…,n2；
步骤S2，汇聚节点装置S的传输控制模块的数据处理子模块负责对数据包DSNij进行处理，具体的处理方法如下：
步骤S2-1，根据数据的本征属性特征将数据包DSNij拆分成若干个子数据包DSNij-J，并且提取子数据包DSNij-J的文件大小FSDSNij-J；
其中，J为子数据包DSNij的序列编号，J=1,2,…,n3；
步骤S2-2，根据预先设定的文件大小范围数值[FSd，FSu]，从子数据包DSNij-J中随机提取若干个，当选取的子数据包DSNij-J的文件大小FSDSNij-J之和在[FSd，FSu]之内时，可以建立一个组装式数据包ADS；
其中，FSd为预先设定的文件大小FS的下限，FSu为预先设定的文件大小FS的上限，S为组装式数据包AD的序列编号，S=1,2,…,n4；
步骤S2-3，接收到组装式数据包ADS的任一节点，可以根据组装式数据包ADS中的子数据包DSNij-J的序列编号J，拆分得到子数据包DSNij-J，根据子数据包DSNij-J中包含的关于传感器节点SNi和数据包DSNij的特征信息，重新还原得到数据包DSNij；
步骤S3，数据处理子模块将组装式数据包ADS交付给数据存储子模块，数据存储子模块对组装式数据包ADS进行临时性存储处理、并将组装式数据包ADS的传输任务信息发送给数据分发子模块；
步骤S4，数据分发子模块根据汇聚节点装置S的通信模块的发送能力，负责调控组装式数据包ADS的具体发送事项；
其中，将数据包DSNij通过拆卸组装得到组装式数据包ADS，将组装式数据包ADS在数据存储子模块中进行临时性存储处理，可以显著提高汇聚节点Sink的缓存能力，在接收速率和发送速率均保持不变的基础上，有效解决汇聚节点拥塞问题；
由于该组装式数据包ADS具有文件大小标准统一的特性，所以在传输时可控性增强，并且组装式数据包ADS打乱了原数据包DSNij的数据信息分布规律，使其变得杂乱无章，这样即使在信道传输过程中被攻击者截获，也很难读出正确的信息，这也起到了保护数据安全的有益技术效果；
一种物联网传输控制设备，包括由通信模块、能量供应模块、传输控制模块组成的汇聚节点装置S，所述传输控制模块包括数据接收子模块、数据处理子模块、数据存储子模块、数据分发子模块，所述传输控制模块内的任一子模块与其他子模块之间均存在交互通信；
所述数据接收子模块负责接收传感器节点SNi发送的数据包DSNij，并把接收的数据包DSNij直接交付给数据处理子模块；
数据处理子模块负责把数据包DSNij通过拆卸组装，得到标准统一、便于传送、有助于保护数据安全的组装式数据包ADS，也可以通过拆分溯源，重新还原得到数据包DSNij；
数据存储子模块用于临时性存储组装式数据包ADS；
数据分发子模块负责调控组装式数据包ADS的具体发送事项；
一种物联网传输控制设备在物联网组网中的应用，包括如下步骤：
步骤S1，使用汇聚节点装置S作为无线传感网络WSNs的汇聚节点Sink，传感器节点SNi发送的数据包DSNij汇聚到汇聚节点装置S；
步骤S2，汇聚节点装置S的传输控制模块把数据包DSNij通过拆卸组装，得到标准统一、便于传送、有助于保护数据安全的组装式数据包ADS；
步骤S3，汇聚节点装置S将组装式数据包ADS通过Internet网络或是其他网络通信方式发送到终端用户，终端用户通过拆分溯源重新还原得到数据包DSNij。

Claims (5)

1.一种物联网传输控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，汇聚节点装置S的传输控制模块接收传感器节点SNi发送的数据包DSNij；
其中，i为传感器节点SN的序列编号，i=1,2,…,n1；
j为数据包DSNi的序列编号，j=1,2,…,n2；
步骤S2，传输控制模块的数据处理子模块负责对数据包DSNij进行处理，具体的处理方法如下：
步骤S2-1，根据数据的本征属性特征将数据包DSNij拆分成若干个子数据包DSNij-J，并且提取子数据包DSNij-J的文件大小FSDSNij-J；
其中，J为子数据包DSNij的序列编号，J=1,2,…,n3；
步骤S2-2，根据预先设定的文件大小范围数值[FSd，FSu]，从子数据包DSNij-J中随机提取若干个，当选取的子数据包DSNij-J的文件大小FSDSNij-J之和在[FSd，FSu]之内时，可以建立一个组装式数据包ADS；
其中，FSd为预先设定的文件大小FS的下限，FSu为预先设定的文件大小FS的上限，S为组装式数据包AD的序列编号，S=1,2,…,n4；
步骤S3，传输控制模块的数据存储子模块对组装式数据包ADS进行临时性存储处理；
步骤S4，传输控制模块的数据分发子模块根据汇聚节点装置S的通信模块的发送能力，负责调控组装式数据包ADS的具体发送事项。
2.一种物联网传输控制设备，其特征在于，包括：由通信模块、能量供应模块、传输控制模块组成的汇聚节点装置S，所述传输控制模块负责接收传感器节点SNi发送的数据包DSNij、通过拆卸组装得到组装式数据包ADS并且进行临时性存储、根据发送能力调控组装式数据包ADS的具体发送事项。
3.根据权利要求2所述的物联网传输控制设备，其特征在于，所述传输控制模块包括数据接收子模块、数据处理子模块、数据存储子模块、数据分发子模块，所述传输控制模块内的任一子模块与其他子模块之间均存在交互通信。
4.根据权利要求3所述的物联网传输控制设备，其特征在于，所述数据处理子模块负责把数据包DSNij通过拆卸组装，得到组装式数据包ADS，也可以通过拆分溯源，重新还原得到数据包DSNij。
5.一种物联网传输控制设备在物联网组网中的应用，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，使用汇聚节点装置S作为无线传感网络的汇聚节点；
步骤S2，汇聚节点装置S的传输控制模块把传感器节点SNi发送的数据包DSNij通过拆卸组装得到组装式数据包ADS并且进行临时性存储；
步骤S3，传输控制模块根据发送能力将组装式数据包ADS发送到下一个节点，下一个节点通过拆分溯源重新还原得到数据包DSNij。
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