CN115086302A - 物联网设备数据传输优化方法、系统、物联网设备、介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种物联网设备数据传输优化方法、系统、物联网设备、介质，该方法包括系统接收各设备实时发送的数据，确定数据中包含的设备唯一标识和设备状态信息；将设备唯一标识与缓存哈希表进行匹配，若标识匹配不成功，则系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，同时系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若设备标识匹配成功，则系统通过设备唯一标识判断当前设备对应计数器是否为预设数据发送阀值，若是，则系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若不是，则计数器加/减预设值并退出本次处理过程。本发明形成一个相对均匀的数据传输流，不会丢失信息解决了如何在有限带宽的前提下，提高数据传输效率。
Description
技术领域
本文件涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种物联网设备数据传输优化方法、系统、物联网设备、介质。
背景技术
近年来，在国家大力支持和业内企业的不断努力下，物联网快速发展，人力成本快速上升的当前，物联网技术的应用是解决人力成本、提升运营效率的有效方法。物联网就是物物相连，而要实现物物相连本质上是实现物物之间的信息数据交互，，是把电子、通信、计算机三大领域的技术融合起来，在互联网的基础上实现物物相连。物联网是万物互联的基础，也是未来智慧工厂、智慧城市、智慧社区、智慧家庭等应用场景实现的基础。
现有物联网或自动化领域,设备数据传输量随着设备数量的增加线性增加；随着设备数量的增加，有限的网络带宽和数据传输的处理能力的协调成为技术瓶颈，传统的方法是降低数据发送频率，牺牲数据的实时性。
有鉴于此，亟需提供一种方法，可解决如何在有限带宽的前提下，提高数据传输效率，降低网络带宽的问题。
发明内容
本说明书一个或多个实施例提供了一种物联网设备数据传输优化方法，包括以下步骤：
系统接收各设备实时发送的数据，确定数据中包含的设备唯一标识和设备状态信息；
将获取的设备唯一标识，与系统中设置的缓存哈希表进行匹配，该缓存哈希表主键为各设备的唯一标识，键值为对应设备的状态和一个计数器；若标识匹配不成功，则系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，同时系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若设备标识匹配成功，则系统通过设备唯一标识判断当前设备对应计数器是否为预设数据发送阀值，若是，则系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若不是，则计数器加/减预设值并退出本次处理过程。
本说明书一个或多个实施例提供了一种物联网设备数据传输优化系统，包括通信连接的多台设备，数据处理和分发系统及数据接收系统；
数据处理和分发系统中设置用于存储多台设备信息的缓存哈希表，该缓存哈希表主键为各设备的唯一标识，键值为对应设备的状态和一个计数器；
各设备将包含设备唯一标识和设备状态信息的数据发送至数据处理和分发系统；
数据处理和分发系统，将获取各设备唯一标识，分别与系统中设置的缓存哈希表进行匹配，若标识匹配不成功，则数据处理和分发系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，同时数据处理和分发系统发送的数据信息至数据接收系统，并计数器数值初始化；若设备标识匹配成功，则数据处理和分发系统通过设备唯一标识判断当前设备对应计数器是否为预设数据发送阀值，若是，则系统发送的数据信息至数据接收系统，并计数器数值初始化；若不是，则计数器加/减预设值并退出本次处理过程。
本说明书一个或多个实施例提供了一种物联网设备，包括如上述所述的物联网设备数据传输优化系统。
本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的物联网设备数据传输优化方法。
本发明方法，当设备规模较大，通过设置计数器实现数据发送降频，多台设备需传输的数据均匀散列到多个时刻发送，从而形成一个相对均匀的数据传输流，又不会丢失信息，防止数据风暴的流量整形，解决了如何在有限带宽的前提下，提高数据传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例提供的物联网设备数据传输优化方法的流程图；
图2为本说明书一个或多个实施例提供的一种物联网设备数据传输优化方法中设备状态对比的流程图；
图3为本说明书一个或多个实施例提供的一种物联网设备数据传输优化方法中具体案例流程图；
图4为本说明书一个或多个实施例提供的一种物联网设备数据传输优化系统的结构示意图；
图5为本说明书一个或多个实施例提供的物联网设备的结构示意图。
图6为本说明书一个或多个实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。
方法实施例
根据本发明实施例，提供了一种物联网设备数据传输优化方法，如图1-2所示，根据本发明实施例的物联网设备数据传输优化方法，包括步骤：
步骤101、系统接收各设备实时发送的数据，确定数据中包含的设备唯一标识和设备状态信息；
步骤102、将获取的设备唯一标识，与系统中设置的缓存哈希表进行匹配，该缓存哈希表主键为各设备的唯一标识，键值为对应设备的状态和一个计数器；
步骤103、若标识匹配不成功，则系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，同时系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若设备标识匹配成功，转下一步；
步骤104、系统通过设备唯一标识判断当前设备对应计数器是否为预设数据发送阀值；
步骤105、若为预设数据发送阀值，则系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若不为，则计数器加/减预设值并退出本次处理过程。
本实施例方法，当设备规模较大，通过设置计数器实现数据发送降频，多台设备需传输的数据均匀散列到多个时刻发送，从而形成一个相对均匀的数据传输流，又不会丢失信息，防止数据风暴的流量整形，解决了如何在有限带宽的前提下，提高数据传输效率。
本实施例中，缓存哈希表为一个包含键->值映射的数据结构；且还缓存表哈希表实现get操作和put操作，具体如下所述。
本实施例优选的，如图2所示，系统在标识匹配成功后，即步骤步骤103与步骤104之间还执行以下流程步骤：
步骤1031、系统通过设备状态信息对比缓存哈希表中键值对应的设备状态信息判断是否一致；
步骤1032、若不一致，则系统发送的数据信息至数据接收终端，根据最新设备状态更新缓存哈希表中上一次设备状态，并且计数器数值初始化。可以理解的是本实施例中缓存哈希表用于保存每个设备的最新状态。
步骤1033、若一致，则跳转至步骤104。
本实施例通过上述步骤可实现当设备当前相比于上一个状态发生变化时或计数器达到预设数据发送阀值时再将随影设备数据进行发送至数据接收终端，该技术可以将一些长期没有状态更新的设备进行降频发送数据，同时又不会丢失信息，计数器的值即为加/减少发送的次数，形成一个相对均匀的数据传输流；即数据传输方法在大规模的物联网设备场景，不牺牲数据质量的情况下，保持良好的数据吞吐性能。
本实施例中，设备状态信息可为设备运转时设备整体或各零部件的状态信息、环境参数、位置信息或传感器采集的数据等等。
本实施例中，预设数据发送阀值可为0，可以理解为当系统确定计数器等于0时，将接收的对应设备的数据发送至数据接收终端，并计数器数值初始化设置。
本实施例优选的，本系统对于数据的处理与分发的过程一般周期性触发，如图3所示，下面以预设数据发送阀值可为0，计数器初始化数值为N为前提，说明每次的数据处理过程具体包括步骤：
A1、系统接收设备发送的数据，确定数据中包含的设备唯一标识和设备状态信息；
A2、以设备的唯一标识为主键，从缓存哈希表中查找判断该设备是否存在，如果不不存在，转步骤A3；若存在，转步骤A4；
A3、系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，置计数器为N，并转步骤A8；
A4、判断该设备状态信息与缓存哈希表中键值对应的设备状态信息是否一致，若不一致，则转步骤A5；若一致，则转步骤A6；
A5、根据最新设备状态更新缓存哈希表中上一次设备状态，置计数器为N，并转步骤A8；
A6、系统判断当前设备对应计数器是否为0，若是，则转步骤A8并置计数器为N；若不是，则转步骤A7；
A7、计数器减1并退出本次处理过程。
A8、系统发送的数据信息至数据接收终端。
本实施例优选的，当设备规模较大例如500，并且都保持状态不变时，如果基于一个固定值N的计数器去触发数据的发送，即在每间隔N次，发送例如500个设备的状态。对于网络传输以及数据处理都会带来一次波峰压力。为了解决这个问题，本实施例将计数器初始化数值设置为一个数值区间，具体的区间范围可以根据实际带宽进行调整；并设置一个游标用于指示区间的当前位置；每当需要初始化计数器为N时，N的值用游标所在位置的数值赋值；同时游标向前移动一位或向后移动一位，如果游标将超出数值区间上限或下限，则游标将归位到数值区间的下限或上限，或是游标向后移动一位，如果游标将超出数值区间下限，则游标将归位到数值区间的上限。下面例举说明：
以[3，6]区间为例，该数值区间包含有3，4，5，6四个数值；如果游标当前指示5，当某个设备需要初始化计数器时，则5作为该计数器初始化数值；假设此时游标后移一位位到6，说明下一个设备计数器初始化数值用6赋值，那么下一次游标将跳转指示到3；以此类推。因此500台设备的更新时刻会被均匀散列到四个时刻发送，从而形成一个相对均匀的数据传输流，也就不糊产生上述说说的波峰压力问题。
系统实施例
根据本发明实施例，提供了一种物联网设备数据传输优化系统，如图4所示，根据本发明实施例的物联网设备数据传输优化系统，包括：
通信连接的多台设备，数据处理和分发系统及数据接收系统；
数据处理和分发系统中设置用于存储多台设备信息的缓存哈希表，该缓存哈希表主键为各设备的唯一标识，键值为对应设备的状态和一个计数器；
各设备将包含设备唯一标识和设备状态信息的数据发送至数据处理和分发系统；
数据处理和分发系统，将获取各设备唯一标识，分别与系统中设置的缓存哈希表进行匹配，若标识匹配不成功，则数据处理和分发系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，同时数据处理和分发系统发送的数据信息至数据接收系统，并计数器数值初始化；若设备标识匹配成功，则数据处理和分发系统通过设备唯一标识判断当前设备对应计数器是否为预设数据发送阀值，若是，则系统发送的数据信息至数据接收系统，并计数器数值初始化；若不是，则计数器加/减预设值并退出本次处理过程。
本实施例优选的，所述数据处理和分发系统还实现以下处理步骤：
数据处理和分发系统在设备标识匹配成功后，首先通过设备状态信息对比缓存哈希表中键值对应的设备状态信息判断是否一致，若不一致，则系统发送的数据信息至数据接收终端，根据最新设备状态更新缓存哈希表中上一次设备状态，并且计数器数值初始化；若一致，则继续执行计数器对比步骤。
本实施例优选的，计数器初始化数值可设置为一个固定数值N。
本实施例优选的，计数器初始化数值为区间值，并设置一个游标用于指示数值区间的当前位置，当任意计数器需数值初始化，则将当前游标指示位置对应的值作为计数器初始化数值，同时游标向前移动一位，如果游标将超出数值区间上限值，则游标归位到区间的下限值；或游标向后移动一位，如果游标将超出数值区间下限值，则游标归位到区间的上限值。
本实施例中，数据接收系统可以和数据采集与分发系统一体部署,也可以作为两部分独立存在，例如传统的云端与本地架构，或者同局域网部署；无论何种架构，本发明不受其影响。
如图5所示，本实施例还提供了一种物联网设备，包括上述实施例中的物联网设备数据传输优化系统。
如图6所示，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中物联网设备数据传输优化方法，或者计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中物联网设备数据传输优化方法，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下方法步骤：
步骤101、系统接收各设备实时发送的数据，确定数据中包含的设备唯一标识和设备状态信息；
步骤102、将获取的设备唯一标识，与系统中设置的缓存哈希表进行匹配，该缓存哈希表主键为各设备的唯一标识，键值为对应设备的状态和一个计数器；
步骤103、若标识匹配不成功，则系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，同时系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若设备标识匹配成功，转下一步；
步骤104、系统通过设备唯一标识判断当前设备对应计数器是否为预设数据发送阀值；
步骤105、若为预设数据发送阀值，则系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若不为，则计数器加/减预设值并退出本次处理过程。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.物联网设备数据传输优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
系统接收各设备实时发送的数据，确定数据中包含的设备唯一标识和设备状态信息；
将获取的设备唯一标识，与系统中设置的缓存哈希表进行匹配，该缓存哈希表主键为各设备的唯一标识，键值为对应设备的状态和一个计数器；若标识匹配不成功，则系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，同时系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若设备标识匹配成功，则系统通过设备唯一标识判断当前设备对应计数器是否为预设数据发送阀值，若是，则系统发送的数据信息至数据接收终端，并计数器数值初始化；若不是，则计数器加/减预设值并退出本次处理过程。
2.如权利要求1所述的物联网设备数据传输优化方法，其特征在于，所述若设备标识匹配成功后，还包括步骤：
系统通过设备状态信息对比缓存哈希表中键值对应的设备状态信息判断是否一致，若不一致，则系统发送的数据信息至数据接收终端，根据最新设备状态更新缓存哈希表中上一次设备状态，并且计数器数值初始化；若一致，则继续执行计数器对比步骤。
3.如权利要求1所述的物联网设备数据传输优化方法，其特征在于，所述计数器初始化数值为数值N。
4.如权利要求1所述的物联网设备数据传输优化方法，其特征在于，所述计数器初始化数值为区间值，并设置一个游标用于指示数值区间的当前位置，当任意计数器需数值初始化，则将当前游标指示位置对应的值作为计数器初始化数值，同时游标向前移动一位，如果游标将超出数值区间上限值，游标归位到数值区间的下限值。
5.如权利要求1所述的物联网设备数据传输优化方法，其特征在于，所述计数器初始化数值为区间值，并设置一个游标用于指示数值区间的当前位置，当任意计数器需数值初始化，则将当前游标指示位置对应的值作为计数器初始化数值，同时游标向后移动一位，如果游标将超出数值区间下限值，游标归位到数值区间的上限值。
6.物联网设备数据传输优化系统，其特征在于，包括：
通信连接的多台设备，数据处理和分发系统及数据接收系统；
数据处理和分发系统中设置用于存储多台设备信息的缓存哈希表，该缓存哈希表主键为各设备的唯一标识，键值为对应设备的状态和一个计数器；
各设备将包含设备唯一标识和设备状态信息的数据发送至数据处理和分发系统；
数据处理和分发系统，将获取各设备唯一标识，分别与系统中设置的缓存哈希表进行匹配，若标识匹配不成功，则数据处理和分发系统将对应设备信息加入缓存哈希表中，同时数据处理和分发系统发送的数据信息至数据接收系统，并计数器数值初始化；若设备标识匹配成功，则数据处理和分发系统通过设备唯一标识判断当前设备对应计数器是否为预设数据发送阀值，若是，则系统发送的数据信息至数据接收系统，并计数器数值初始化；若不是，则计数器加/减预设值并退出本次处理过程。
7.如权利要求6所述的物联网设备数据传输优化方法，其特征在于，所述数据处理和分发系统还实现以下功能：
数据处理和分发系统在设备标识匹配成功后，首先通过设备状态信息对比缓存哈希表中键值对应的设备状态信息判断是否一致，若不一致，则系统发送的数据信息至数据接收终端，根据最新设备状态更新缓存哈希表中上一次设备状态，并且计数器数值初始化；若一致，则继续执行计数器对比步骤。
8.如权利要求6所述的物联网设备数据传输优化方法，其特征在于，所述计数器初始化数值为区间值，并设置一个游标用于指示数值区间的当前位置，当任意计数器需数值初始化，则将当前游标指示位置对应的值作为计数器初始化数值，同时游标向前移动一位，如果游标将超出数值区间上限值，游标归位到数值区间的下限值；或
所述计数器初始化数值为区间值，并设置一个游标用于指示数值区间的当前位置，当任意计数器需数值初始化，则将当前游标指示位置对应的值作为计数器初始化数值，同时游标向后移动一位，如果游标将超出数值区间下限值，游标归位到数值区间的上限值。
9.物联网设备，其特征在于，包括如权利要求6至8任一项所述的物联网设备数据传输优化系统。
10.计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的物联网设备数据传输优化方法。
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