综合传感网分层数据管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光传感/通信综合网络技术，特别涉及一种综合传感网的分层数据管 理系统。
【背景技术】
[0002] 综合传感网是一种可以通过各种传感器（系统）收集、存储并处理业务数据，且可 以为用户提供传感相关的多元化业务，具有完整独立感知、传送和业务功能结构的综合性 网络。其不仅包含现有传感器网络的功能，还能在统一的网络平台上以统一管理的方式提 供综合性的服务，更好地适应于当前不断发展的多元化需求。感知层将各类传感器信息在 各节点处汇聚后送到传送层，传送数据经过业务层解析处理后存到数据库。与各类网络最 大的不同，综合传感网中的数据呈现多元化、多速化、多类别的特点，如何存储与获取综合 传感网中各层数据，建立何种数据平台，显得十分重要。
[0003] TinyDB是一个代表性的无线传感器网络数据库的原型系统，由美国加州大学开 发，将整个网络的感知信息都散列到指定的节点上进行存储；由于综合传感网传送层支持 TCP/IP协议，也存在许多现代计算机网络的数据库可供选择，比如MySQL，Oracle等关系型 数据库，PostgerSQL、MongoDB等非关系型数据库，其中MySQL数据库体积小、速度快、性能 高，并可方便构建分布式MySQL集群，在处理大数据时具有很大优势。基于数据库中的数 据，综合传感网能够为用户提供数据分析服务，Hadoop是现代计算机网络中流行的分布式 计算框架。
[0004] 分布式数据库结构为由不同地域分散局部数据库构成，局部数据库均具有较强的 自治功能，适应分布式的管理和控制机构，经济性能优越，局部应用响应速度快，并具有良 好的扩展性。集中式数据库是指数据库中的数据集中存储在一台计算机上，数据的处理集 中在一台计算机上完成，大多数功能（如修改、备份、查询等）都很容易实现，但是当中心站 点的计算机或数据库系统不能运行时，在系统恢复之前所有的用户都不能使用系统。
【发明内容】
[0005] 技术问题：本发明提供一种实现综合传感网中数据的有效处理、存储和分析，保证 综合传感网中数据的可用性、可靠性和一致性的综合传感网分层数据管理系统。
[0006] 技术方案：本发明的综合传感网分层数据管理系统，用于全网的数据处理、数据存 储及用户查询，包括：
[0007] 数据处理层，包括业务数据预处理模块和大数据分析模块，所述业务数据预处理 模块包括业务等级和状态解析单元、告警处理单元，所述业务等级和状态解析单元用于对 业务数据帧格式进行解析，所述告警处理单元用于判断解析的业务数据是否携带告警信 息，所述大数据分析模块用于对综合传感网中的业务数据进行分析，提供网络的当前状态 信息和将来网络的运行状态；
[0008] 数据存储层，包括分布式本地数据库、集中式数据中心和数据库同步接口，所述分 布式本地数据库用于存储本地的业务数据信息和告警信息，所述集中式数据中心用于存储 高优先级的业务数据信息和告警信息，所述数据库同步接口用于将分布式本地数据库数据 同步到数据中心；
[0009] 用户查询层，包括本地业务层软件对本地数据库的查询、中心业务层软件对全网 数据库的查询和分布式查询接口，所述分布式查询接口用于用户通过本地业务层软件对本 地数据库进行查询。
[0010] 本发明综合传感网分层数据管理系统的优选方案中，所述分布式本地数据库和数 据中心存储中均设置有传感信息库和告警信息库，所述分布式本地数据库中，传感信息库 存储所对应感知区的各个等级业务数据，告警信息库存储本地告警数据；所述数据中心中， 传感信息库存储高优先级业务数据，告警信息库存储高优先级业务数据的对应告警信息。 [0011] 本发明综合传感网分层数据管理系统的优选方案中，还包括综合传感网管理平 台，用以用户信息管理和网络中管理信息的收取；所述告警处理单元还包括：如果有告警 信息，则将告警信息上传到告警信息库，并通知综合传感网管理平台，进而反馈给用户；大 数据处理模块还包括：根据数据中心和本地数据库中存储的业务数据，经过分析得到网络 的当前状态信息，并根据当前状态信息对网络将来运行状况进行预测，进而反馈给用户。
[0012] 本发明综合传感网分层数据管理系统的优选方案中，所述数据存储层数据库同步 接口包括业务等级控制单元、实时通道和定时通道，所述业务等级控制单元用于确定需要 同步的数据的优先级和种类，所述实时通道用于将数据实时同步到数据中心，所述定时通 道用于根据用户命令自定义同步时间，定时同步到数据中心。
[0013] 本发明综合传感网分层数据管理系统的优选方案中，所述用户查询层分布式查询 接口包括分布式定位单元、数据存取单元，所述分布式定位单元用于解析用户的查询指令， 首先判定数据中心是否有要查询数据，如果有，则直接从数据中心查询所得数据，如果没有 则定位到分布式本地数据库，并获取所需数据；
[0014] 所述数据存取单元用于将查询到的数据取出，并返回给用户。
[0015] 本发明综合传感网分层数据管理系统的优选方案中，所述分布式查询接口还包括 数据同步单元，所述数据同步单元用于将查询得到的分布式的本地数据同步到数据中心， 方便下次快速查询。
[0016] 本发明综合传感网分层数据管理系统的优选方案中，业务数据预处理模块还包括 优先级排队单元，所述优先级排序单元对所述业务等级和状态解析单元的解析数据按照优 先级顺序进行排队，确定高优先级业务数据，并有序上传到业务数据库。
[0017] 有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0018] (1)实时监控业务数据状态，及时处理告警信息。综合传感网中业务数据在上传到 数据库前经过业务等级解析处理，获得其业务等级和状态，如果携带告警信息，则直接通知 综合传感网管理平台，产生告警信号，并存入告警信息库；在此同时，业务数据依据一定的 优先级排队算法，有序存入本地数据库。
[0019] (2)自定义数据同步，快速分布式查询。本发明的综合传感网分层数据管理系统 以分布式的本地数据库和数据中心为存储基础，并提出了数据库同步接口和分布式查询接 口。其中数据库同步接口根据业务等级控制单元，确定需要同步的数据等级和类别，然后经 由实时通道或定时通道同步到数据中心；分布式查询接口，通过分布式定位模块、存取模块 及数据同步模块，帮助用户快速返回所需数据。
[0020] (3) -体化管理平台，完成了数据的处理、存储、分析、查询功能设计。本发明提出 了数据处理层、数据存储层及用户查询层，并为各层次设计功能