CN115114377A - 一种大规模分布式可信数据同步方法与系统 - Google Patents

一种大规模分布式可信数据同步方法与系统 Download PDF

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CN115114377A CN202211028822.1A CN202211028822A CN115114377A CN 115114377 A CN115114377 A CN 115114377A CN 202211028822 A CN202211028822 A CN 202211028822A CN 115114377 A CN115114377 A CN 115114377A
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Abstract

本发明涉及数据同步的技术领域，揭露了一种大规模分布式可信数据同步方法与系统，所述方法包括：构建物联网设备数据锁状态转移模型，并依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略；基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵；基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型和区间时间同步模型；基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作。本发明所述方法基于数据交互策略实现物联网设备数据的有序存取，避免相同区间以及相邻区间物联网设备的读写冲突，实现更为高效的大规模数据同步。

Description

一种大规模分布式可信数据同步方法与系统
技术领域
本发明涉及数据同步的技术领域，尤其涉及一种大规模分布式可信数据同步方法与系统。
背景技术
随着物联网技术的快速发展使得应用服务可以部署在用户周边,降低时延并减少网络负载,提升服务质量。但是不同区域下的服务节点只为区域内用户提供服务,应用服务的模型参数，用户缓存的数据等保存在本地节点。当用户的地理位置发生变化时，业务的连续性无法保障，传统数据同步过程应用于物联网时存在数据错误、错乱、丢失等问题。针对该问题，本专利提出一种大规模分布式可信数据同步方法与系统，在保证数据安全的前提下，实现位于不同区域下服务节点之间数据的同步共享，同时去除传输过程中包含的大量冗余数据,提高网络带宽资源利用率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种大规模分布式可信数据同步方法，目的在于（1）通过设置物联网设备数据锁状态转移模型以及物联网设备数据交互策略，实现物联网设备数据的有序存取；（2）基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并在同一区间内的物联网设备以及不同区间的物联网设备分别提出区内时间同步模型以及区间时间同步模型，避免相同区间以及相邻区间物联网设备的读写冲突，实现更为高效的大规模数据同步。
实现上述目的，本发明提供的一种大规模分布式可信数据同步方法，包括以下步骤：
S1：构建物联网设备数据锁状态转移模型，并依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略；
S2：基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵；
S3：基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，确定区内物联网设备的数据同步操作序列，所述数据同步操作序列符合物联网设备交互策略：
S4：基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，确定区间物联网设备的数据同步操作序列；
S5：基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，得到大规模分布式可信数据同步结果。
作为本发明的进一步改进方法：
可选地，所述S1步骤中构建物联网设备数据锁状态转移模型，包括：
所述物联网设备包括物联网终端设备以及物联网边缘计算设备；
所述物联网终端设备包括无线传感器以及智能监控摄像头，所述无线传感器用于采集环境信息，在本发明实施例中，所述环境信息包括温度、湿度、气体浓度、电压强度、电流强度等，所述智能监控摄像头用于采集环境的图像信息，所述数据同步包括不同物联网终端设备所采集到数据的同步以及物联网终端设备采集数据与数据库存储数据的同步；
所述物联网边缘计算设备用于基于物联网终端设备所采集到的数据，执行相应服务的计算，所述服务包括基于监控图像的人脸识别服务、基于环境信息的用电负荷计算服务以及农业智能管理服务，所述相应服务的计算结果包括多个分析结果；
物联网终端设备通过采集环境信息数据，并将所采集到的数据存储到数据库中，物联网边缘计算设备可从数据库中读取相应数据，通过执行对应服务的计算，将计算结果存储到数据库中；
对数据库中的所存储的数据添加数据锁，并构建物联网设备数据锁状态转移模型，所述物联网设备数据锁状态转移模型中数据锁状态的转移形式为：
S11：当物联网终端设备采集完成信息数据，需要更新数据库中所存储的对应数据时，物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁由读锁转移为写锁，所述读锁表示只可对数据进行读取，不能进行修改，所述写锁表示即可对数据进行读取，又可对数据进行修改；
S12：物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁为无锁状态，当物联网边缘计算设备需要读取数据库中所存储数据时，将无锁状态转移为读锁，读取完毕后将读锁转移为无锁；当物联网边缘计算设备执行完毕对应服务的计算时，将无锁状态转移为写锁，物联网边缘设备可将计算结果存储到数据库中，存储完毕后将写锁转移为无锁；
在本发明实施例中，同一服务所依赖的数据存储在数据库的相邻位置；
当物联网边缘设备执行完毕对应服务的计算时，将服务编号的二进制结果与自身设备编号的二进制结果的加和作为验证码发送到数据库，数据库对验证码进行验证，验证流程为：对验证码减去物联网边缘设备的二进制结果，若计算结果为准确的服务编号，则验证通过，物联网边缘设备可将计算结果存储到对应数据库中。
可选地，所述S1步骤中依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略，包括：
所述物联网设备数据交互策略为：
若物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁为写锁，物联网边缘计算设备需要将计算结果存储到同一数据库区域时，物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁状态则转移为等待状态，等待物联网终端设备完成数据库所存储数据的更新；
若物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁为写锁，物联网终端设备需要将采集数据存储到同一数据库区域时，物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁状态则转移为等待状态，等待物联网边缘计算设备完成计算结果的存储。
可选地，所述S2步骤中基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，包括：
所述物联网设备执行服务的流程包括：
S21：利用物联网终端设备采集基础数据，所述基础数据为用于执行服务所需的数据；
S22：将所采集到的基础数据存储到数据库；
S23：物联网边缘计算设备从数据库中读取对应的基础数据；
S24：物联网边缘计算设备基于基础数据执行多步骤的分析计算，每一个步骤均会得到一个分析结果，将所得所有分析结果作为最终计算结果，并将最终计算结果存储到数据库中；
对于同一物联网设备服务，将物联网设备进行如下区域划分：
采集区域，包括用于多种环境信息数据采集的物联网终端设备，采集区域共一个分区间；
分析区域，包括用于得到N个分析结果的物联网边缘计算设备，分析区域共N个分区间，每个区间对应一种分析结果，计算得到每个分析结果所需的物联网边缘计算设备即为该分析结果所对应区间的所有物联网边缘计算设备，其中N表示执行服务所得到的分析结果的数目，物联网边缘计算设备的数目小于等于N。
可选地，所述S2步骤中对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵，包括：
所述同步分区机制为：
同一区间内的同一类物联网设备不允许同时向数据库写入数据；
不同区间的物联网设备需要等待所有前置物联网设备完成写入后才可加读锁读取数据，其中物联网终端设备为所有物联网边缘计算设备的前置物联网设备，计算步骤次序较大的物联网边缘计算设备为计算步骤次序较小的物联网计算设备的前置物联网设备；
所述分区数据同步矩阵包括矩阵A，矩阵B和矩阵C；
其中矩阵A为
Figure 135661DEST_PATH_IMAGE001
的类型矩阵，n表示物联网设备的总数，矩阵的第i列表示第i个物联网设备
Figure 995997DEST_PATH_IMAGE002
表示执行服务时物联网设备
Figure 659191DEST_PATH_IMAGE003
的前置物联网设备，矩阵中的元素表示物联网设备的区域类型，元素1表示该物联网设备的区域类型为采集区域，元素2表示该物联网设备的区域类型为分析区域；
矩阵B为
Figure 374337DEST_PATH_IMAGE001
的分区矩阵，若物联网设备
Figure 995942DEST_PATH_IMAGE003
和物联网设备
Figure 898171DEST_PATH_IMAGE004
在同一区间k，则矩阵B的第i列元素和第j列元素均为k，其中
Figure 630634DEST_PATH_IMAGE005
；
矩阵C为
Figure 200287DEST_PATH_IMAGE006
矩阵，若物联网设备
Figure 727214DEST_PATH_IMAGE003
为物联网设备
Figure 647897DEST_PATH_IMAGE004
的前置设备，则将矩阵C中第i行第j列的元素置为1。
可选地，所述S3步骤中基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，包括：
基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，所述区内时间同步模型描述了对于同一物联网设备服务，同区间内不同物联网设备与数据库之间数据锁状态转移的时序过程，并将该时序过程作为区内物联网设备的数据同步操作序列，则对于任意物联网设备服务，任意区间k内第m个物联网设备
Figure 715210DEST_PATH_IMAGE007
与数据库之间数据锁状态转移的时序过程为：
Figure 545894DEST_PATH_IMAGE008
其中：
Figure 40460DEST_PATH_IMAGE009
表示物联网设备
Figure 854964DEST_PATH_IMAGE010
执行物联网服务的开始时间戳，
Figure 929230DEST_PATH_IMAGE011
表示物联网设备
Figure 942317DEST_PATH_IMAGE012
执行物联网服务的结束时间戳，
Figure 76626DEST_PATH_IMAGE013
表示物联网设备
Figure 971901DEST_PATH_IMAGE014
的加读锁时间戳；
Figure 849858DEST_PATH_IMAGE015
表示物联网设备
Figure 920713DEST_PATH_IMAGE014
执行物联网服务的时长；
Figure 960345DEST_PATH_IMAGE016
表示物联网设备
Figure 811757DEST_PATH_IMAGE014
的解读锁时间戳；
Figure 962247DEST_PATH_IMAGE017
表示物联网设备
Figure 746663DEST_PATH_IMAGE014
读取数据库中数据的时长，
Figure 957196DEST_PATH_IMAGE018
表示对应的读取数据量，
Figure 295904DEST_PATH_IMAGE019
表示读数据系数；
Figure 515664DEST_PATH_IMAGE020
表示物联网设备
Figure 623429DEST_PATH_IMAGE014
的加写锁时间戳；
Figure 863917DEST_PATH_IMAGE021
表示物联网设备
Figure 627605DEST_PATH_IMAGE014
修改数据库中数据的时长，
Figure 792001DEST_PATH_IMAGE022
表示对应的修改数据量，
Figure 246551DEST_PATH_IMAGE023
表示写数据系数；
Figure 267728DEST_PATH_IMAGE024
表示物联网设备
Figure 253133DEST_PATH_IMAGE014
的解写锁时间戳；
所述数据同步操作序列符合物联网设备交互策略，所述不同区间内物联网设备的关系数据来自同步分区机制和分区数据同步矩阵。
可选地，所述S4步骤中基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，包括：
基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，所述区间时间同步模型描述了不同区间内的物联网设备与数据库之间数据锁状态转移的时序过程，并将该时序过程作为区间物联网设备的数据同步操作序列，则对于任意物联网设备服务，任意区间k内第j个物联网设备
Figure 283537DEST_PATH_IMAGE025
与数据库之间数据锁状态转移的时序过程为：
Figure 631473DEST_PATH_IMAGE026
其中：
Figure 354709DEST_PATH_IMAGE027
表示物联网设备
Figure 92989DEST_PATH_IMAGE025
的加读锁时间戳，
Figure 458242DEST_PATH_IMAGE028
表示物联网设备
Figure 191843DEST_PATH_IMAGE025
的前置物联网设备
Figure 85981DEST_PATH_IMAGE029
的结束时间戳，
Figure 639453DEST_PATH_IMAGE030
表示前置物联网设备所在的区间，
Figure 277239DEST_PATH_IMAGE031
表示物联网设备
Figure 334188DEST_PATH_IMAGE025
与物联网设备
Figure 399227DEST_PATH_IMAGE029
在矩阵C中的对应元素值；
Figure 174416DEST_PATH_IMAGE032
表示物联网设备
Figure 350314DEST_PATH_IMAGE025
的解读锁时间戳；
Figure 261769DEST_PATH_IMAGE033
表示物联网设备
Figure 763289DEST_PATH_IMAGE025
的加写锁时间戳；
Figure 697878DEST_PATH_IMAGE034
表示物联网设备
Figure 270941DEST_PATH_IMAGE025
的解写锁时间戳；
Figure 974586DEST_PATH_IMAGE035
表示物联网设备
Figure 912587DEST_PATH_IMAGE025
读取数据库中数据的时长，
Figure 396789DEST_PATH_IMAGE036
表示对应的读取数据量，
Figure 445647DEST_PATH_IMAGE037
表示读数据系数；
Figure 331695DEST_PATH_IMAGE038
表示物联网设备
Figure 440596DEST_PATH_IMAGE025
修改数据库中数据的时长，
Figure 146515DEST_PATH_IMAGE039
表示对应的修改数据量，
Figure 467906DEST_PATH_IMAGE040
表示写数据系数。
可选地，所述S5步骤中基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，包括：
基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，所述数据同步操作符合物联网设备数据交互策略，得到大规模分布式可信数据同步结果。
为了解决上述问题，本发明提供一种大规模分布式可信数据同步系统，所述系统包括：
数据锁状态转移模块，用于构建物联网设备数据锁状态转移模型，依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略；
分区装置，用于基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵；
数据同步模块，用于基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，得到大规模分布式可信数据同步结果。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的大规模分布式可信数据同步方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述大规模分布式可信数据同步方法。
相对于现有技术，本发明提出一种大规模分布式可信数据同步方法，该技术具有以下优势：
首先，本方案提出一种物联网设备数据锁状态转移模型以及数据交互策略，通过对数据库中的所存储的数据添加数据锁，并构建物联网设备数据锁状态转移模型，所述物联网设备数据锁状态转移模型中数据锁状态的转移形式为：当物联网终端设备采集完成信息数据，需要更新数据库中所存储的对应数据时，物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁由读锁转移为写锁，所述读锁表示只可对数据进行读取，不能进行修改，所述写锁表示即可对数据进行读取，又可对数据进行修改；物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁为无锁状态，当物联网边缘计算设备需要读取数据库中所存储数据时，将无锁状态转移为读锁，读取完毕后将读锁转移为无锁；当物联网边缘计算设备执行完毕对应服务的计算时，将无锁状态转移为写锁，物联网边缘设备可将计算结果存储到数据库中，存储完毕后将写锁转移为无锁。当物联网边缘设备执行完毕对应服务的计算时，将服务编号的二进制结果与自身设备编号的二进制结果的加和作为验证码发送到数据库，数据库对验证码进行验证，验证流程为：对验证码减去物联网边缘设备的二进制结果，若计算结果为准确的服务编号，则验证通过，物联网边缘设备可将计算结果存储到对应数据库中。所述物联网设备数据交互策略为：若物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁为写锁，物联网边缘计算设备需要将计算结果存储到同一数据库区域时，物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁状态则转移为等待状态，等待物联网终端设备完成数据库所存储数据的更新；若物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁为写锁，物联网终端设备需要将采集数据存储到同一数据库区域时，物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁状态则转移为等待状态，等待物联网边缘计算设备完成计算结果的存储。本方案通过设置物联网设备数据锁状态转移模型以及物联网设备数据交互策略，实现物联网设备数据的有序存取，并进行较为快捷的身份认证方案，保证数据库内所存储数据的可信性。
同时，本方案提出一种同一区间内不同物联网设备以及相邻区间物联网设备的数据同步模型构建方法，通过基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，所述区内时间同步模型描述了对于同一物联网设备服务，同区间内不同物联网设备与数据库之间数据锁状态转移的时序过程，并将该时序过程作为区内物联网设备的数据同步操作序列，则对于任意物联网设备服务，任意区间k内第m个物联网设备
Figure 474039DEST_PATH_IMAGE007
与数据库之间数据锁状态转移的时序过程为：
Figure 464826DEST_PATH_IMAGE008
其中：
Figure 923620DEST_PATH_IMAGE009
表示物联网设备
Figure 314281DEST_PATH_IMAGE010
执行物联网服务的开始时间戳，
Figure 174921DEST_PATH_IMAGE011
表示物联网设备
Figure 360046DEST_PATH_IMAGE012
执行物联网服务的结束时间戳，
Figure 447081DEST_PATH_IMAGE013
表示物联网设备
Figure 234909DEST_PATH_IMAGE014
的加读锁时间戳；
Figure 950055DEST_PATH_IMAGE015
表示物联网设备
Figure 447027DEST_PATH_IMAGE014
执行物联网服务的时长；
Figure 693462DEST_PATH_IMAGE016
表示物联网设备
Figure 425926DEST_PATH_IMAGE014
的解读锁时间戳；
Figure 995579DEST_PATH_IMAGE017
表示物联网设备
Figure 788086DEST_PATH_IMAGE014
读取数据库中数据的时长，
Figure 708768DEST_PATH_IMAGE018
表示对应的读取数据量，
Figure 979344DEST_PATH_IMAGE019
表示读数据系数；
Figure 669082DEST_PATH_IMAGE020
表示物联网设备
Figure 366911DEST_PATH_IMAGE014
的加写锁时间戳；
Figure 509310DEST_PATH_IMAGE021
表示物联网设备
Figure 583577DEST_PATH_IMAGE014
修改数据库中数据的时长，
Figure 862242DEST_PATH_IMAGE022
表示对应的修改数据量，
Figure 262131DEST_PATH_IMAGE023
表示写数据系数；
Figure 360668DEST_PATH_IMAGE024
表示物联网设备
Figure 504205DEST_PATH_IMAGE014
的解写锁时间戳。同时本方案基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，所述区间时间同步模型描述了不同区间内的物联网设备与数据库之间数据锁状态转移的时序过程，并将该时序过程作为区间物联网设备的数据同步操作序列，则对于任意物联网设备服务，任意区间k内第j个物联网设备
Figure 902956DEST_PATH_IMAGE025
与数据库之间数据锁状态转移的时序过程为：
Figure 677008DEST_PATH_IMAGE026
其中：
Figure 59579DEST_PATH_IMAGE027
表示物联网设备
Figure 210069DEST_PATH_IMAGE025
的加读锁时间戳，
Figure 463327DEST_PATH_IMAGE028
表示物联网设备
Figure 205018DEST_PATH_IMAGE025
的前置物联网设备
Figure 278147DEST_PATH_IMAGE029
的结束时间戳，
Figure 786924DEST_PATH_IMAGE030
表示前置物联网设备所在的区间，
Figure 160267DEST_PATH_IMAGE031
表示物联网设备
Figure 276122DEST_PATH_IMAGE025
与物联网设备
Figure 633285DEST_PATH_IMAGE029
在矩阵C中的对应元素值；
Figure 391157DEST_PATH_IMAGE032
表示物联网设备
Figure 619007DEST_PATH_IMAGE025
的解读锁时间戳；
Figure 312287DEST_PATH_IMAGE033
表示物联网设备
Figure 484643DEST_PATH_IMAGE025
的加写锁时间戳；
Figure 187151DEST_PATH_IMAGE034
表示物联网设备
Figure 269507DEST_PATH_IMAGE025
的解写锁时间戳；
Figure 258323DEST_PATH_IMAGE035
表示物联网设备
Figure 58920DEST_PATH_IMAGE025
读取数据库中数据的时长，
Figure 158594DEST_PATH_IMAGE036
表示对应的读取数据量，
Figure 361036DEST_PATH_IMAGE037
表示读数据系数；
Figure 520754DEST_PATH_IMAGE038
表示物联网设备
Figure 543067DEST_PATH_IMAGE025
修改数据库中数据的时长，
Figure 446432DEST_PATH_IMAGE039
表示对应的修改数据量，
Figure 503381DEST_PATH_IMAGE040
表示写数据系数。
基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，所述数据同步操作符合物联网设备数据交互策略，得到大规模分布式可信数据同步结果。本方案基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并在同一区间内的物联网设备以及不同区间的物联网设备分别提出区内时间同步模型以及区间时间同步模型，避免相同区间以及相邻区间物联网设备的读写冲突，实现更为高效的大规模数据同步。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种大规模分布式可信数据同步方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的大规模分布式可信数据同步系统的功能模块图；
图3为本发明一实施例提供的实现大规模分布式可信数据同步方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本申请实施例提供一种大规模分布式可信数据同步方法。所述大规模分布式可信数据同步方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述大规模分布式可信数据同步方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
实施例1：
S1：构建物联网设备数据锁状态转移模型，并依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略。
所述S1步骤中构建物联网设备数据锁状态转移模型，包括：
所述物联网设备包括物联网终端设备以及物联网边缘计算设备；
所述物联网终端设备包括无线传感器以及智能监控摄像头，所述无线传感器用于采集环境信息，在本发明实施例中，所述环境信息包括温度、湿度、气体浓度、电压强度、电流强度等，所述智能监控摄像头用于采集环境的图像信息，所述数据同步包括不同物联网终端设备所采集到数据的同步以及物联网终端设备采集数据与数据库存储数据的同步；
所述物联网边缘计算设备用于基于物联网终端设备所采集到的数据，执行相应服务的计算，所述服务包括基于监控图像的人脸识别服务、基于环境信息的用电负荷计算服务以及农业智能管理服务，所述相应服务的计算结果包括多个分析结果；
物联网终端设备通过采集环境信息数据，并将所采集到的数据存储到数据库中，物联网边缘计算设备可从数据库中读取相应数据，通过执行对应服务的计算，将计算结果存储到数据库中；
对数据库中的所存储的数据添加数据锁，并构建物联网设备数据锁状态转移模型，所述物联网设备数据锁状态转移模型中数据锁状态的转移形式为：
S11：当物联网终端设备采集完成信息数据，需要更新数据库中所存储的对应数据时，物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁由读锁转移为写锁，所述读锁表示只可对数据进行读取，不能进行修改，所述写锁表示即可对数据进行读取，又可对数据进行修改；
S12：物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁为无锁状态，当物联网边缘计算设备需要读取数据库中所存储数据时，将无锁状态转移为读锁，读取完毕后将读锁转移为无锁；当物联网边缘计算设备执行完毕对应服务的计算时，将无锁状态转移为写锁，物联网边缘设备可将计算结果存储到数据库中，存储完毕后将写锁转移为无锁；
在本发明实施例中，同一服务所依赖的数据存储在数据库的相邻位置；
当物联网边缘设备执行完毕对应服务的计算时，将服务编号的二进制结果与自身设备编号的二进制结果的加和作为验证码发送到数据库，数据库对验证码进行验证，验证流程为：对验证码减去物联网边缘设备的二进制结果，若计算结果为准确的服务编号，则验证通过，物联网边缘设备可将计算结果存储到对应数据库中。
所述S1步骤中依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略，包括：
所述物联网设备数据交互策略为：
若物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁为写锁，物联网边缘计算设备需要将计算结果存储到同一数据库区域时，物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁状态则转移为等待状态，等待物联网终端设备完成数据库所存储数据的更新；
若物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁为写锁，物联网终端设备需要将采集数据存储到同一数据库区域时，物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁状态则转移为等待状态，等待物联网边缘计算设备完成计算结果的存储。
S2：基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵。
所述S2步骤中基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，包括：
所述物联网设备执行服务的流程包括：
S21：利用物联网终端设备采集基础数据，所述基础数据为用于执行服务所需的数据；
S22：将所采集到的基础数据存储到数据库；
S23：物联网边缘计算设备从数据库中读取对应的基础数据；
S24：物联网边缘计算设备基于基础数据执行多步骤的分析计算，每一个步骤均会得到一个分析结果，将所得所有分析结果作为最终计算结果，并将最终计算结果存储到数据库中；
对于同一物联网设备服务，将物联网设备进行如下区域划分：
采集区域，包括用于多种环境信息数据采集的物联网终端设备，采集区域共一个分区间；
分析区域，包括用于得到N个分析结果的物联网边缘计算设备，分析区域共N个分区间，每个区间对应一种分析结果，计算得到每个分析结果所需的物联网边缘计算设备即为该分析结果所对应区间的所有物联网边缘计算设备，其中N表示执行服务所得到的分析结果的数目，物联网边缘计算设备的数目小于等于N。
所述S2步骤中对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵，包括：
所述同步分区机制为：
同一区间内的同一类物联网设备不允许同时向数据库写入数据；
不同区间的物联网设备需要等待所有前置物联网设备完成写入后才可加读锁读取数据，其中物联网终端设备为所有物联网边缘计算设备的前置物联网设备，计算步骤次序较大的物联网边缘计算设备为计算步骤次序较小的物联网计算设备的前置物联网设备；
所述分区数据同步矩阵包括矩阵A，矩阵B和矩阵C；
其中矩阵A为
Figure 834000DEST_PATH_IMAGE001
的类型矩阵，n表示物联网设备的总数，矩阵的第i列表示第i个物联网设备
Figure 609189DEST_PATH_IMAGE002
表示执行服务时物联网设备
Figure 909720DEST_PATH_IMAGE003
的前置物联网设备，矩阵中的元素表示物联网设备的区域类型，元素1表示该物联网设备的区域类型为采集区域，元素2表示该物联网设备的区域类型为分析区域；
矩阵B为
Figure 758858DEST_PATH_IMAGE001
的分区矩阵，若物联网设备
Figure 260378DEST_PATH_IMAGE003
和物联网设备
Figure 991705DEST_PATH_IMAGE004
在同一区间k，则矩阵B的第i列元素和第j列元素均为k，其中
Figure 502452DEST_PATH_IMAGE005
；
矩阵C为
Figure 268413DEST_PATH_IMAGE006
矩阵，若物联网设备
Figure 940834DEST_PATH_IMAGE003
为物联网设备
Figure 690616DEST_PATH_IMAGE004
的前置设备，则将矩阵C中第i行第j列的元素置为1。
S3：基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，确定区内物联网设备的数据同步操作序列，所述数据同步操作序列符合物联网设备交互策略。
所述S3步骤中基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，包括：
基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，所述区内时间同步模型描述了对于同一物联网设备服务，同区间内不同物联网设备与数据库之间数据锁状态转移的时序过程，并将该时序过程作为区内物联网设备的数据同步操作序列，则对于任意物联网设备服务，任意区间k内第m个物联网设备
Figure 208316DEST_PATH_IMAGE007
与数据库之间数据锁状态转移的时序过程为：
Figure 359943DEST_PATH_IMAGE008
其中：
Figure 203265DEST_PATH_IMAGE009
表示物联网设备
Figure 909184DEST_PATH_IMAGE010
执行物联网服务的开始时间戳，
Figure 472717DEST_PATH_IMAGE011
表示物联网设备
Figure 744429DEST_PATH_IMAGE012
执行物联网服务的结束时间戳，
Figure 430756DEST_PATH_IMAGE013
表示物联网设备
Figure 889551DEST_PATH_IMAGE014
的加读锁时间戳；
Figure 14633DEST_PATH_IMAGE015
表示物联网设备
Figure 875272DEST_PATH_IMAGE014
执行物联网服务的时长；
Figure 60397DEST_PATH_IMAGE016
表示物联网设备
Figure 740908DEST_PATH_IMAGE014
的解读锁时间戳；
Figure 872944DEST_PATH_IMAGE017
表示物联网设备
Figure 588090DEST_PATH_IMAGE014
读取数据库中数据的时长，
Figure 944116DEST_PATH_IMAGE018
表示对应的读取数据量，
Figure 111923DEST_PATH_IMAGE019
表示读数据系数；
Figure 844387DEST_PATH_IMAGE020
表示物联网设备
Figure 414040DEST_PATH_IMAGE014
的加写锁时间戳；
Figure 940967DEST_PATH_IMAGE021
表示物联网设备
Figure 861650DEST_PATH_IMAGE014
修改数据库中数据的时长，
Figure 866646DEST_PATH_IMAGE022
表示对应的修改数据量，
Figure 556385DEST_PATH_IMAGE023
表示写数据系数；
Figure 254213DEST_PATH_IMAGE024
表示物联网设备
Figure 131033DEST_PATH_IMAGE014
的解写锁时间戳；
所述数据同步操作序列符合物联网设备交互策略，所述不同区间内物联网设备的关系数据来自同步分区机制和分区数据同步矩阵。
S4：基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，确定区间物联网设备的数据同步操作序列。
所述S4步骤中基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，包括：
基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，所述区间时间同步模型描述了不同区间内的物联网设备与数据库之间数据锁状态转移的时序过程，并将该时序过程作为区间物联网设备的数据同步操作序列，则对于任意物联网设备服务，任意区间k内第j个物联网设备
Figure 205300DEST_PATH_IMAGE025
与数据库之间数据锁状态转移的时序过程为：
Figure 15124DEST_PATH_IMAGE026
其中：
Figure 149433DEST_PATH_IMAGE027
表示物联网设备
Figure 920074DEST_PATH_IMAGE025
的加读锁时间戳，
Figure 657086DEST_PATH_IMAGE028
表示物联网设备
Figure 55838DEST_PATH_IMAGE025
的前置物联网设备
Figure 95469DEST_PATH_IMAGE029
的结束时间戳，
Figure 353406DEST_PATH_IMAGE030
表示前置物联网设备所在的区间，
Figure 35054DEST_PATH_IMAGE031
表示物联网设备
Figure 22733DEST_PATH_IMAGE025
与物联网设备
Figure 600361DEST_PATH_IMAGE029
在矩阵C中的对应元素值；
Figure 673491DEST_PATH_IMAGE032
表示物联网设备
Figure 893251DEST_PATH_IMAGE025
的解读锁时间戳；
Figure 1015DEST_PATH_IMAGE033
表示物联网设备
Figure 648028DEST_PATH_IMAGE025
的加写锁时间戳；
Figure 474033DEST_PATH_IMAGE034
表示物联网设备
Figure 231905DEST_PATH_IMAGE025
的解写锁时间戳；
Figure 459755DEST_PATH_IMAGE035
表示物联网设备
Figure 136724DEST_PATH_IMAGE025
读取数据库中数据的时长，
Figure 590970DEST_PATH_IMAGE036
表示对应的读取数据量，
Figure 11587DEST_PATH_IMAGE037
表示读数据系数；
Figure 110255DEST_PATH_IMAGE038
表示物联网设备
Figure 958125DEST_PATH_IMAGE025
修改数据库中数据的时长，
Figure 899668DEST_PATH_IMAGE039
表示对应的修改数据量，
Figure 999342DEST_PATH_IMAGE040
表示写数据系数。
S5：基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，得到大规模分布式可信数据同步结果。
所述S5步骤中基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，包括：
基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，所述数据同步操作符合物联网设备数据交互策略，得到大规模分布式可信数据同步结果。
实施例2：
如图2所示，是本发明一实施例提供的大规模分布式可信数据同步系统的功能模块图，其可以实现实施例1中的大规模分布式可信数据同步方法。
本发明所述大规模分布式可信数据同步系统100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述大规模分布式可信数据同步系统可以包括数据锁状态转移模块101、分区装置102及数据同步模块103。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
数据锁状态转移模块101，用于构建物联网设备数据锁状态转移模型，依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略；
分区装置102，用于基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵；
数据同步模块103，用于基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，得到大规模分布式可信数据同步结果。
详细地，本发明实施例中所述大规模分布式可信数据同步系统100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的大规模分布式可信数据同步方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
实施例3：
如图3所示，是本发明一实施例提供的实现大规模分布式可信数据同步方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如程序12。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card， SMC）、安全数字（SecureDigital， SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如程序12的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（用于执行数据同步操作的程序12等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转移器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括通信接口13，可选地，所述通信接口13可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的程序12是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
构建物联网设备数据锁状态转移模型，并依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略；
基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵；
基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型：
基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型；
基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，得到大规模分布式可信数据同步结果。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
需要说明的是，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。并且本文中的术语“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。
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，包括若干指令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 (8)

1.一种大规模分布式可信数据同步方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：构建物联网设备数据锁状态转移模型，并依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略；
S2：基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵；
S3：基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，确定区内物联网设备的数据同步操作序列，所述数据同步操作序列符合物联网设备交互策略，其中所述区内时间同步模型，包括：
所述区内时间同步模型描述了对于同一物联网设备服务，同区间内不同物联网设备与数据库之间数据锁状态转移的时序过程，并将该时序过程作为区内物联网设备的数据同步操作序列，则对于任意物联网设备服务，任意区间k内第m个物联网设备
Figure 355374DEST_PATH_IMAGE001
与数据库之间数据锁状态转移的时序过程为：
Figure 351143DEST_PATH_IMAGE002
其中：
Figure 6246DEST_PATH_IMAGE003
表示物联网设备
Figure 73559DEST_PATH_IMAGE004
执行物联网服务的开始时间戳，
Figure 763297DEST_PATH_IMAGE005
表示物联网设备
Figure 664389DEST_PATH_IMAGE006
执行物联网服务的结束时间戳，
Figure 603526DEST_PATH_IMAGE007
表示物联网设备
Figure 654355DEST_PATH_IMAGE008
的加读锁时间戳；
Figure 198600DEST_PATH_IMAGE009
表示物联网设备
Figure 801750DEST_PATH_IMAGE008
执行物联网服务的时长；
Figure 165867DEST_PATH_IMAGE010
表示物联网设备
Figure 856873DEST_PATH_IMAGE008
的解读锁时间戳；
Figure 521204DEST_PATH_IMAGE011
表示物联网设备
Figure 295256DEST_PATH_IMAGE008
读取数据库中数据的时长，
Figure 740144DEST_PATH_IMAGE012
表示对应的读取数据量，
Figure 562737DEST_PATH_IMAGE013
表示读数据系数；
Figure 956941DEST_PATH_IMAGE014
表示物联网设备
Figure 495370DEST_PATH_IMAGE008
的加写锁时间戳；
Figure 568499DEST_PATH_IMAGE015
表示物联网设备
Figure 788259DEST_PATH_IMAGE008
修改数据库中数据的时长，
Figure 161602DEST_PATH_IMAGE016
表示对应的修改数据量，
Figure 887244DEST_PATH_IMAGE017
表示写数据系数；
Figure 634620DEST_PATH_IMAGE018
表示物联网设备
Figure 471120DEST_PATH_IMAGE008
的解写锁时间戳；
所述数据同步操作序列符合物联网设备交互策略，所述不同区间内物联网设备的关系数据来自同步分区机制和分区数据同步矩阵；
S4：基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，确定区间物联网设备的数据同步操作序列；
S5：基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，得到大规模分布式可信数据同步结果。
2.如权利要求1所述的一种大规模分布式可信数据同步方法，其特征在于，所述S1步骤中构建物联网设备数据锁状态转移模型，包括：
所述物联网设备包括物联网终端设备以及物联网边缘计算设备；
所述物联网终端设备包括无线传感器以及智能监控摄像头，所述无线传感器用于采集环境信息，所述智能监控摄像头用于采集环境的图像信息，所述数据同步包括不同物联网终端设备所采集到数据的同步以及物联网终端设备采集数据与数据库存储数据的同步；
所述物联网边缘计算设备用于基于物联网终端设备所采集到的数据，执行相应服务的计算，所述服务包括基于监控图像的人脸识别服务、基于环境信息的用电负荷计算服务以及农业智能管理服务，所述相应服务的计算结果包括多个分析结果；
物联网终端设备通过采集环境信息数据，并将所采集到的数据存储到数据库中，物联网边缘计算设备可从数据库中读取相应数据，通过执行对应服务的计算，将计算结果存储到数据库中；
对数据库中的所存储的数据添加数据锁，并构建物联网设备数据锁状态转移模型，所述物联网设备数据锁状态转移模型中数据锁状态的转移形式为：
S11：当物联网终端设备采集完成信息数据，需要更新数据库中所存储的对应数据时，物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁由读锁转移为写锁，所述读锁表示只可对数据进行读取，不能进行修改，所述写锁表示即可对数据进行读取，又可对数据进行修改；
S12：物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁为无锁状态，当物联网边缘计算设备需要读取数据库中所存储数据时，将无锁状态转移为读锁，读取完毕后将读锁转移为无锁；当物联网边缘计算设备执行完毕对应服务的计算时，将无锁状态转移为写锁，物联网边缘设备可将计算结果存储到数据库中，存储完毕后将写锁转移为无锁；
当物联网边缘设备执行完毕对应服务的计算时，将服务编号的二进制结果与自身设备编号的二进制结果的加和作为验证码发送到数据库，数据库对验证码进行验证，验证流程为：对验证码减去物联网边缘设备的二进制结果，若计算结果为准确的服务编号，则验证通过，物联网边缘设备可将计算结果存储到对应数据库中。
3.如权利要求2所述的一种大规模分布式可信数据同步方法，其特征在于，所述S1步骤中依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略，包括：
所述物联网设备数据交互策略为：
若物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁为写锁，物联网边缘计算设备需要将计算结果存储到同一数据库区域时，物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁状态则转移为等待状态，等待物联网终端设备完成数据库所存储数据的更新；
若物联网边缘计算设备与数据库存储数据的数据锁为写锁，当物联网终端设备需要将采集数据存储到同一数据库区域时，物联网终端设备与数据库存储数据的数据锁状态则转移为等待状态，等待物联网边缘计算设备完成计算结果的存储。
4.如权利要求1所述的一种大规模分布式可信数据同步方法，其特征在于，所述S2步骤中基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，包括：
所述物联网设备执行服务的流程包括：
S21：利用物联网终端设备采集基础数据，所述基础数据为用于执行服务所需的数据；
S22：将所采集到的基础数据存储到数据库；
S23：物联网边缘计算设备从数据库中读取对应的基础数据；
S24：物联网边缘计算设备基于基础数据执行多步骤的分析计算，每一个步骤均会得到一个分析结果，将所得所有分析结果作为最终计算结果，并将最终计算结果存储到数据库中；
对于同一物联网设备服务，将物联网设备进行如下区域划分：
采集区域，包括用于多种环境信息数据采集的物联网终端设备，采集区域共一个分区间；
分析区域，包括用于得到N个分析结果的物联网边缘计算设备，分析区域共N个分区间，每个区间对应一种分析结果，计算得到每个分析结果所需的物联网边缘计算设备即为该分析结果所对应区间的所有物联网边缘计算设备，其中N表示执行服务所得到的分析结果的数目，物联网边缘计算设备的数目小于等于N。
5.如权利要求4所述的一种大规模分布式可信数据同步方法，其特征在于，所述S2步骤中对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵，包括：
所述同步分区机制为：
同一区间内的同一类物联网设备不允许同时向数据库写入数据；
不同区间的物联网设备需要等待所有前置物联网设备完成写入后才可加读锁读取数据，其中物联网终端设备为所有物联网边缘计算设备的前置物联网设备，计算步骤次序较大的物联网边缘计算设备为计算步骤次序较小的物联网计算设备的前置物联网设备；
所述分区数据同步矩阵包括矩阵A，矩阵B和矩阵C；
其中矩阵A为
Figure 620342DEST_PATH_IMAGE019
的类型矩阵，n表示物联网设备的总数，矩阵的第i列表示第i个物联网设备
Figure 172677DEST_PATH_IMAGE020
表示执行服务时物联网设备
Figure 751557DEST_PATH_IMAGE021
的前置物联网设备，矩阵中的元素表示物联网设备的区域类型，元素1表示该物联网设备的区域类型为采集区域，元素2表示该物联网设备的区域类型为分析区域；
矩阵B为
Figure 47540DEST_PATH_IMAGE019
的分区矩阵，若物联网设备
Figure 129897DEST_PATH_IMAGE021
和物联网设备
Figure 525237DEST_PATH_IMAGE022
在同一区间k，则矩阵B的第i列元素和第j列元素均为k，其中
Figure 997938DEST_PATH_IMAGE023
；
矩阵C为
Figure 691088DEST_PATH_IMAGE024
矩阵，若物联网设备
Figure 627951DEST_PATH_IMAGE021
为物联网设备
Figure 787668DEST_PATH_IMAGE022
的前置设备，则将矩阵C中第i行第j列的元素置为1。
6.如权利要求1所述的一种大规模分布式可信数据同步方法，其特征在于，所述S4步骤中基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，包括：
基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，所述区间时间同步模型描述了不同区间内的物联网设备与数据库之间数据锁状态转移的时序过程，并将该时序过程作为区间物联网设备的数据同步操作序列，则对于任意物联网设备服务，任意区间k内第j个物联网设备
Figure 75561DEST_PATH_IMAGE025
与数据库之间数据锁状态转移的时序过程为：
Figure 447767DEST_PATH_IMAGE026
其中：
Figure 528154DEST_PATH_IMAGE027
表示物联网设备
Figure 406242DEST_PATH_IMAGE025
的加读锁时间戳，
Figure 978169DEST_PATH_IMAGE028
表示物联网设备
Figure 216383DEST_PATH_IMAGE025
的前置物联网设备
Figure 393418DEST_PATH_IMAGE029
的结束时间戳，
Figure 629358DEST_PATH_IMAGE030
表示前置物联网设备所在的区间，
Figure 626264DEST_PATH_IMAGE031
表示物联网设备
Figure 137011DEST_PATH_IMAGE025
与物联网设备
Figure 902973DEST_PATH_IMAGE029
在矩阵C中的对应元素值；
Figure 309815DEST_PATH_IMAGE032
表示物联网设备
Figure 59596DEST_PATH_IMAGE025
的解读锁时间戳；
Figure 842875DEST_PATH_IMAGE033
表示物联网设备
Figure 728923DEST_PATH_IMAGE025
的加写锁时间戳；
Figure 385295DEST_PATH_IMAGE034
表示物联网设备
Figure 825634DEST_PATH_IMAGE025
的解写锁时间戳；
Figure 271659DEST_PATH_IMAGE035
表示物联网设备
Figure 215475DEST_PATH_IMAGE025
读取数据库中数据的时长，
Figure 229699DEST_PATH_IMAGE036
表示对应的读取数据量，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
表示读数据系数；
Figure 376909DEST_PATH_IMAGE038
表示物联网设备
Figure 767570DEST_PATH_IMAGE025
修改数据库中数据的时长，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
表示对应的修改数据量，
Figure 565893DEST_PATH_IMAGE040
表示写数据系数。
7.如权利要求6所述的一种大规模分布式可信数据同步方法，其特征在于，所述S5步骤中基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，包括：
基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，所述数据同步操作符合物联网设备数据交互策略，得到大规模分布式可信数据同步结果。
8.一种大规模分布式可信数据同步系统，其特征在于，所述系统包括：
数据锁状态转移模块，用于构建物联网设备数据锁状态转移模型，依据构建的状态转移模型制定物联网设备数据交互策略；
分区装置，用于基于物联网设备服务类型对物联网设备进行区域划分，并对划分后的区域分别构建同步分区机制和分区数据同步矩阵；
数据同步模块，用于基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区内时间同步模型，基于同步分区机制和分区数据同步矩阵构建区间时间同步模型，基于所述区内和区间物联网设备的数据同步操作序列，对物联网设备和数据库所存储数据进行数据同步操作，得到大规模分布式可信数据同步结果，以实现如权利要求1-7任一所述的大规模分布式可信数据同步方法。
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查选等: "区块链技术的一致性和容量的研究与发展及在物联网中的应用", 《物联网学报》 *

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