一种直连物联网平台负载均衡方法与流程

1.本发明属于物联网领域，特别涉及一种直连物联网平台负载均衡方法。


背景技术：

2.现在直连的物联网平台的终端越来越多，一般的终端均需要周期上报数据。那么终端在周期时间到的时候，需要周期上报数据，这个时候同时上报的数据量很大，在平台网络带宽不够大，并且数据量特别大的时候，仅靠平台的负载均衡，不足以满足数据的大量涌入。
3.负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络终端和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。
4.常见的软件负载均衡技术有以下几种：
5.1.基于dns的负载均衡：由于在dns服务器中，可以为多个不同的地址配置相同的名字，最终查询这个名字的客户机将在解析这个名字时得到其中一个地址，所以这种代理方式是通过dns服务中的随机名字解析域名和ip来实现负载均衡。
6.2.反向代理负载均衡(如apache+jk2+tomcat这种组合)：该种代理方式与普通的代理方式不同，标准代理方式是客户使用代理访问多个外部web服务器，之所以被称为反向代理模式是因为这种代理方式是多个客户使用它访问内部web服务器，而非访问外部服务器。
7.3.基于nat(network address translation)的负载均衡技术(如linux virtualserver，简称lvs)：该技术通过一个地址转换网关将每个外部连接均匀转换为不同的内部服务器地址，因此外部网络中的计算机就各自与自己转换得到的地址上的服务器进行通信，从而达到负载均衡的目的。其中网络地址转换网关位于外部地址和内部地址之间，不仅可以实现当外部客户机访问转换网关的某一外部地址时可以转发到某一映射的内部的地址上，还可使内部地址的计算机能访问外部网络。
8.以上方式均为系统侧实现负载均衡方式，周期上报数据时易造成大量数据拥堵网络的问题，提高了网络传输力的要求和成本。


技术实现要素：

9.针对现有技术采用系统侧实现负载均衡导致数据拥堵、成本升高的问题，本发明提供一种直连物联网平台负载均衡方法，以解决周期上报数据造成大量数据拥堵网络的问题，可以减少硬件终端和网络带宽的投入，同时节省成本，经济效益好，提高硬件终端产品的竞争力。
10.本发明采用技术方案如下：一种直连物联网平台负载均衡方法，包括如下步骤：
11.步骤1，选择对时模式完成对时，使得中央处理器的时间与时钟模块时间保持同步；
12.步骤2，选择数据偏移模式：
13.当各个终端的时间偏移使能变量a为1时，判断时间偏移变量b的值是否为0，是，则执行自动偏移模式，否，则执行平台偏移模式；
14.当各个终端的时间偏移使能变量a为0时，执行不偏移模式；
15.步骤3，根据数据偏移模式上报数据。
16.本技术的思路是将终端侧和系统侧联动，有效减少了系统侧宽带和网络设备的投入，解决大量数据拥堵网络的问题，节省成本，实现良好的经济效益，提高终端侧硬件产品的竞争力。
17.终端内部有2个变量，分别为时间偏移使能变量a和时间偏移变量b，当a为0时，表示不发生时间偏移，终端在约定的周期时间节点上报数据；当a为1时，表示发生时间偏移，时间偏移模式由变量b决定；当b的值为0时，采取自动偏移模式；当b的值为其他值时，并且值小于上报周期，则按照b的值进行时间偏移，即进行平台偏移模式。
18.进一步地，步骤1中对时方式过程为：
19.步骤1.1，判断平台对时标志值是否为1，否，则进行步骤1.2；是，则进行步骤1.3；
20.步骤1.2，进行网络对时并判断是否成功，是，则使用网络时间校准时钟模块；否，则时钟模块不校准；
21.步骤1.3，判断平台是否发起对时操作，是，则将平台对时标志值更新为1，并使用平台下方的时钟模块的时间；否，则时钟模块不校准；
22.步骤1.4，判断是否到达数据上报周期时间，是则执行步骤2；否，则返回步骤1.1。
23.对时模式按优先级分为平台校时模式、网络校时模式、本地校时模式、默认时间模式：
24.平台校时模式为通过接收平台下发对时指令在中央处理器处对时，从而获取时钟模块的时间的方式；对应步骤1.1中平台对时标志值为1的情况；
25.网络校时模式为通过中央处理器下发对时指令到无线模组，使无线模组从指定的ntp服务器上获取网络时间并反馈给中央处理器并写入时钟模块的方式；对应步骤1.2中使用网络时间校准时钟模块的情况；
26.本地校时模式为通过本地设置手段(如串口或者显示菜单模式)写入到中央处理器并传送至时钟模块的时间的方式；
27.默认时间模式为终端出厂的时写入到时钟模块的时间的方式。
28.进一步地，步骤2，自动偏移模式的过程为：
29.步骤2.1，收集终端侧终端的编码，一般的由出厂的时候确定，每个终端编码是唯一，并且是顺序增加的；
30.步骤2.2，根据各个终端的编码确定对应终端的时间偏移值，满足如下条件：
31.y＝(x/100)*(t/2)；
32.其中，x为各个终端编码的后两位，t为周期时间；y为各个终端的时间偏移值。
33.本发明具有的有益效果：本技术的思路是将终端侧和系统侧联动，有效减少了系统侧宽带和网络设备的投入，解决大量数据拥堵网络的问题，节省成本，实现良好的经济效益，提高终端侧硬件产品的竞争力。
附图说明
34.图1为终端上报时间偏移模式示意图；
35.图2为对时功能示意图；
36.图3为终端结构示意图；
37.图4直连物联网平台负载均衡方法流程图。
具体实施方式
38.下面结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
39.负载均衡的方法一个前提是终端的时间必须准确。如图2所示，终端由无线模组、时钟模块、中央处理器、电源组成。无线模组负责和平台通讯交互数据，如果中央处理器有实时时间功能，则不需要单独的时钟模块，如果没有时钟模块功能，则需要外挂时钟模块芯片。终端对时的方式有4种，平台校时、网络校时、本地校时、默认时间。第1优先采用平台校时，也就是说平台校时成功后，后续的网络校时，本地校时将不起作用。第2优选的是网络校时，当平台没有校时的时候，终端通过无线模组和网络进行对时，在没有第1优选的平台校时后，终端定时的和网络进行校时，当本地时间和网络时间相差超过允许的阈值后，更新为网络时间。第3优选的是本地校时，当平台没有校时，或者网络校时不成功时，用户本地终端时间，可以响应。但是当其他更高的优先级的校时恢复后，还是以更高优先级的校时为准。当平台校时、网络校时、本地校时均没有触发或者不成功时，则以上电时读取的时钟模块为开始时间。
40.本实施例的直连物联网平台负载均衡方法，如图1至图4所示，包括如下步骤：
41.步骤1，选择对时模式完成对时，使得中央处理器的时间与时钟模块时间保持同步；
42.对时方式过程为：
43.步骤1.1，判断平台对时标志值是否为1，否，则进行步骤1.2；是，则进行步骤1.3；
44.步骤1.2，进行网络对时并判断是否成功，是，则使用网络时间校准时钟模块；否，则时钟模块不校准；
45.步骤1.3，判断平台是否发起对时操作，是，则将平台对时标志值更新为1，并使用平台下方的时钟模块的时间；否，则时钟模块不校准；
46.步骤1.4，判断是否到达数据上报周期时间，是则执行步骤2；否，则返回步骤1.1；
47.步骤2，选择数据偏移模式：
48.当各个终端的时间偏移使能变量a为1时，判断时间偏移变量b的值是否为0，是，则执行自动偏移模式，否，则执行平台偏移模式；
49.当各个终端的时间偏移使能变量a为0时，执行不偏移模式；
50.步骤2，自动偏移模式的过程为：
51.步骤2.1，收集终端侧终端的编码，一般的由出厂的时候确定，每个终端编码是唯一，并且是顺序增加的；
52.步骤2.2，根据各个终端的编码确定对应终端的时间偏移值，满足如下条件：
53.y＝(x/100)*(t/2)；
54.其中，x为各个终端编码的后两位，t为周期时间；y为各个终端的时间偏移值；
55.步骤3，根据数据偏移模式上报数据。
56.终端在出厂的时候，具有唯一的终端编码，同一种类型的终端是编码是顺序增加的。比如0000000000001开始编号1000个产品，第1000个产品为00000000001000。终端具有3种周期上报时间偏移，周期时间是指，有固定时间。比如5分钟。周期时间的节点为，系统时间的05分，10分，15分，20分，25分，30分，35分，40分，45分，50分，55分。
57.偏移时间，是指在和系统约定的周期时间节点延迟一个偏移时间后才开始上报数据。
58.终端出厂预设值终端自主偏移时间模式上报。比如上面说的编号，取后面的2位数字，作为偏移时间的调整变量为x，周期时间为t，约定终端上报偏移时间不大于周期时间的一半。例如终端编号0000000000032，偏移时间值y＝(x/100)*(t/2)＝0.8分或者48秒。也就是周期时间节点偏移48秒后开始上报。这样，周期上报的偏移时间均匀的从0开始到150以内。保证了终端周期上报的数据分散到周期时间内，而不是周期时间的节点上报，减轻了流量负担。
59.终端内部有2个变量，分别为时间偏移使能变量a和时间偏移变量b，当a为0时，表示不发生时间偏移，终端在约定的周期时间节点上报数据；当a为1时，表示发生时间偏移，时间偏移模式由变量b决定；当b的值为0时，采取自动偏移模式；当b的值为其他值时，并且值小于上报周期，则按照b的值进行时间偏移，即进行平台偏移模式。
60.a和b的值在终端连接平台的时候上报给平台，也响应平台给终端下方的终端参数；
61.本技术的思路是将终端侧和系统侧联动，有效减少了系统侧宽带和网络设备的投入，解决大量数据拥堵网络的问题，节省成本，实现良好的经济效益，提高终端侧硬件产品的竞争力。
62.本发明的负载均衡策略有效的补充了系统的现有的负载均衡策略，从接入物联网系统的终端处着手，分时的平均的上报数据，在同样的带宽基础上，大大的增加了终端接入的数量。具有明显的经济效益，减少了系统侧带宽投入和网络设备投入。
63.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求的范围中。