一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法和汇聚设备的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法和汇聚设备，涉及传感器网络领域，可以在高频率的外部Internet访问情况下，降低耗电量，延长传感网络的生命周期。所述汇聚设备包括访问处理模块，用于接收并解析出访问请求所请求的数据的信息；控制模块，用于向缓存策略模块查询所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求，在所请求的数据的信息符合缓存策略的要求时，直接从缓存空间管理模块获取所请求的数据；在所请求的数据不符合缓存策略的要求时，通过传感器节点通信模块向传感器节点发送指令获取实时数据；所述缓存空间管理模块，用于存储各种数据以及各种数据对应的缓存策略。
【专利说明】一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法和汇聚设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器网络领域，尤其涉及一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法和汇聚设备。
【背景技术】
[0002]传感网络一般定义为随机部署的大量集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微型传感器节点，通过自组织的方式构成的无线网络，这些微型传感器节点大都是由电池供电的。当传感网络具体部署在一个区域时，这些通过电池供电的微型传感器节点通过传感器可以感知、探测周围环境的信息，如，获取温度、湿度、光照、振动等数据，通过数据处理单元的计算处理，然后经由通信单元发送出去，这些信息在这些微型传感器节点的自组织管理下最终被传输到一个可持续供电的汇聚设备(网关，汇聚节点，汇聚网关)。当一个使用网络的用户在Internet的某个位置需要访问这些微型传感器节点获取的实时数据时，这一访问请求首先到达汇聚设备，汇聚设备再发送指令到这些微型传感器节点，当微型传感器节点获取到实时数据后将这一实时数据最终传输到汇聚设备，汇聚设备向访问这一实时数据的用户返回结果，访问过程结束。在使用电池供电的情况下，当使用网络的用户数量较多时，频繁的访问传感网络的实时数据将会让这些微型传感器节点一直高负荷工作，电池电量加速减少，传感网络生命周期大大缩短。
[0003]由于传感器节点在实际部署时是由电池供电的，因此在传感网络使用一段时间后必须人工更换电池，当部署环境人无法到达(如封装在水泥管道中)时，就需要降低电池更换频率，最大限度的延长传感网络生命周期，现有的解决方法是通过对微型传感器节点上运行的软件优化使得数据处理单元增加计算任务来换取减少通信单元的工作量达到总体电量消耗最低，但是这样的策略在高频率的外部Internet访问情况下对延长传感网络的生命周期的作用很小，因为每一次外部Internet访问请求带来的电量消耗相对于针对传感器节点软件优化减少的电量消耗多得多，所以频繁的Internet访问将让传感器节点电量快速消耗。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例提供一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法和汇聚设备，可以在高频率的外部Internet访问情况下，降低耗电量，延长传感网络的生命周期。
[0005]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0006]一种汇聚设备，包括:
[0007]访问处理模块，用于接收用户向传感器节点发起的访问请求，解析出所述访问请求所请求的数据的信息；
[0008]控制模块，用于向缓存策略模块查询所述访问请求所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求；
[0009]所述缓存策略模块，用于存储各个数据信息以及各个数据信息对应的缓存策略，并判断所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求，其中，所述缓存策略的要求包括:支持缓存且在缓存有效期内；所述缓存策略包括:是否支持缓存；如果支持缓存，数据的缓存有效期是否固定还是可变；如果数据的缓存有效期固定，则按照行业规范和部署区域的地理特征，气候条件设置固定的有效期；如果数据的缓存有效期可变，则依照不同的因素安排可变有效期规律表设置可变有效期；是否与其他数据存在关联有效性，即多种数据的有效性同步变化，如果一种数据不在缓存有效期内时和它关联的多种数据也必须不在缓存有效期内；
[0010]所述控制模块，还用于在所请求的数据的信息符合缓存策略的要求时，直接从缓存空间管理模块获取所请求的数据；在所请求的数据不符合缓存策略的要求时,通过传感器节点通信模块向传感器节点发送指令获取实时数据，并在所述实时数据到达传感器节点通信模块时，在所述缓存策略模块中设置所述实时数据的信息与其对应的缓存策略，并按照所述实时数据在缓存策略模块中的缓存策略将其存入缓存空间管理模块中，同时将所述实时数据交由访问处理模块返回给用户；
[0011]所述缓存空间管理模块，用于存储各种数据以及各种数据对应的缓存策略；
[0012]传感器节点通信模块，用于与传感器节点之间进行通信。
[0013]一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法，包括:
[0014]接收用户向传感器节点发起的访问请求,并解析出所述访问请求所请求的数据的信息；
[0015]向缓存策略模块查询所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求，所述缓存策略模块中包括:各个数据信息以及各个数据信息对应的缓存策略；所述缓存策略的要求包括:支持缓存且在缓存有效期内；所述缓存策略包括:是否支持缓存；如果支持缓存，数据的缓存有效期是否固定还是可变；如果数据的缓存有效期固定，则按照行业规范和部署区域的地理特征，气候条件设置固定的有效期；如果数据的缓存有效期可变，则依照不同的因素安排可变有效期规律表设置可变有效期；是否与其他数据存在关联有效性，即多种数据的有效性同步变化，如果一种数据不在缓存有效期内时和它关联的多种数据也必须不在缓存有效期内；
[0016]如果符合要求，则直接从缓存空间中获取数据，返回结果给用户；所述缓存空间管理模块中包括数据以及数据对应的缓存策略；
[0017]如果不符合要求，则向传感器节点发送指令获取对应的实时数据，并在接收到所述实时数据时在所述缓存策略模块中设置所述实时数据的信息与其对应的缓存策略，并按照所述实时数据在缓存策略模块中的缓存策略将其存入缓存空间管理模块中，同时将所述实时数据返回给用户。
[0018]上述技术方案，通过在汇聚设备中增加缓存策略和缓存空间，来自外部的频繁Internet访问到达汇聚设备时，经过缓存策略的处理，将有大量的访问实际上是根据缓存策略从缓存空间获取的，在缓存数据有效期内的数据直接返回给用户的，并不需要访问传感器节点，这将极大地减少访问传感网络中传感器节点的次数，传感器节点的电量消耗极大地减少，网络生命周期得到延长；同时，由于缓存策略能够从汇聚设备的缓存空间获取数据返回给用户，用户的访问反馈速度这一用户体验也能得到极大地提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例提供的一种汇聚设备的结构框图；
[0020]图2为本发明实施例提供的一种用户进行外部Internet访问时的访问流程示意图；
[0021]图3为本发明实施例提供的一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]本发明实施提供了一种汇聚设备，如图1所示，所述汇聚设备包括:控制模块10，访问处理模块11 ;缓存策略模块12 ;缓存空间管理模块13 ;传感器节点通信模块14。
[0024]参考图2所示，为用户进行外部Internet访问时的访问流程图，用户可以通过Internet访问传感网络中某个传感器节点的实时数据，用户发起的访问请求会通过访问设备到达汇聚设备。
[0025]所述汇聚设备中的访问处理模块11，用于接收用户向传感器节点发起的访问请求，并解析出所述访问请求所请求的数据的信息。
[0026]控制模块10，用于根据所述数据信息向缓存策略模块查询所述访问请求所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求。
[0027]所述缓存策略模块12中存储各个数据信息以及各个数据信息对应的缓存策略，这样就可以判断出所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求，其中，所述缓存策略的要求包括:支持缓存且在缓存有效期内。
[0028]这里的所述缓存策略包括:是否支持缓存；如果支持缓存，数据的缓存有效期是否固定还是可变；如果数据的缓存有效期固定，则按照行业规范和部署区域的地理特征，气候条件设置固定的有效期；如果数据的缓存有效期可变，则依照不同的因素安排可变有效期规律表设置可变有效期；是否与其他数据存在关联有效性，即多种数据的有效性同步变化，如果一种数据不在缓存有效期内时和它关联的多种数据也必须不在缓存有效期内。即这里的缓存策略就是:是否支持缓存，且缓存的有效期是多少。
[0029]所述控制模块10，还用于在所请求的数据的信息符合缓存策略的要求时，直接从缓存空间管理模块13获取所请求的数据；在所请求的数据不符合缓存策略的要求时，通过传感器节点通信模块14向传感器节点发送指令获取实时数据，并在所述实时数据到达传感器节点通信模块14时，在所述缓存策略模块12中设置所述实时数据的信息与其对应的缓存策略，并按照所述实时数据在缓存策略模块12中的缓存策略将其存入缓存空间管理模块13中，同时将所述实时数据交由访问处理模块11返回给用户。
[0030]所述缓存空间管理模块13，用于存储各种数据以及各种数据对应的缓存策略。在缓存空间管理模块13存放的数据占用的空间超过汇聚设备允许的大小时，释放不在缓存有效期内的数据占用的空间。
[0031]传感器节点通信模块14，用于与传感器节点之间进行通信。
[0032]本发明实施例提供了一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法，如图3所示，所述方法包括以下步骤:
[0033]301、接收用户向传感器节点发起的访问请求,并解析出所述访问请求所请求的数据的信息。
[0034]302、向缓存策略模块查询所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求。
[0035]其中，所述缓存策略模块中包括:各个数据信息以及各个数据信息对应的缓存策略；所述缓存策略的要求包括:支持缓存且在缓存有效期内；所述缓存策略包括:是否支持缓存；如果支持缓存，数据的缓存有效期是否固定还是可变；如果数据的缓存有效期固定，则按照行业规范和部署区域的地理特征，气候条件设置固定的有效期；如果数据的缓存有效期可变，则依照不同的因素安排可变有效期规律表设置可变有效期；是否与其他数据存在关联有效性，即多种数据的有效性同步变化，如果一种数据不在缓存有效期内时和它关联的多种数据也必须不在缓存有效期内；
[0036]如果符合要求，则进行步骤303，如果不符合要求，则进行步骤304。
[0037]303、直接从缓存空间中获取数据，返回结果给用户；所述缓存空间管理模块中包括数据以及数据对应的缓存策略。
[0038]304、向传感器节点发送指令获取对应的实时数据，并在接收到所述实时数据时在所述缓存策略模块中设置所述实时数据的信息与其对应的缓存策略，并按照所述实时数据在缓存策略模块中的缓存策略将其存入缓存空间管理模块中，同时将所述实时数据返回给用户。
[0039]其中，在在缓存空间管理模块存放的数据占用的空间超过汇聚设备允许的大小时，释放不在缓存有效期内的数据占用的空间。
[0040]本发明实施例提供的技术方案，通过在汇聚设备中增加缓存策略和缓存空间，来自外部的频繁Internet访问到达汇聚设备时，经过缓存策略的处理，将有大量的访问实际上是根据缓存策略从缓存空间获取的，在缓存数据有效期内的数据直接返回给用户的，并不需要访问传感器节点，这将极大地减少访问传感网络中传感器节点的次数，传感器节点的电量消耗极大地减少，网络生命周期得到延长；同时，由于缓存策略能够从汇聚设备的缓存空间获取数据返回给用户，用户的访问反馈速度这一用户体验也能得到极大地提升。
[0041]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，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种汇聚设备，其特征在于，包括: 访问处理模块，用于接收用户向传感器节点发起的访问请求，解析出所述访问请求所请求的数据的信息； 控制模块，用于向缓存策略模块查询所述访问请求所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求； 所述缓存策略模块，用于存储各个数据信息以及各个数据信息对应的缓存策略，并判断所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求，其中，所述缓存策略的要求包括:支持缓存且在缓存有效期内；所述缓存策略包括:是否支持缓存；如果支持缓存，数据的缓存有效期是否固定还是可变；如果数据的缓存有效期固定，则按照行业规范和部署区域的地理特征，气候条件设置固定的有效期；如果数据的缓存有效期可变，则依照不同的因素安排可变有效期规律表设置可变有效期；是否与其他数据存在关联有效性，即多种数据的有效性同步变化，如果一种数据不在缓存有效期内时和它关联的多种数据也必须不在缓存有效期内； 所述控制模块，还用于在所请求的数据的信息符合缓存策略的要求时，直接从缓存空间管理模块获取所请求的数据；在所请求的数据不符合缓存策略的要求时，通过传感器节点通信模块向传感器节点发送指令获取实时数据，并在所述实时数据到达传感器节点通信模块时，在所述缓存策略模块中设置所述实时数据的信息与其对应的缓存策略，并按照所述实时数据在缓存策略模块中的缓存策略将其存入缓存空间管理模块中，同时将所述实时数据交由访问处理模块返回给用户； 所述缓存空间管理模块，用于存储各种数据以及各种数据对应的缓存策略； 传感器节点通信模块，用于与传感器节点之间进行通信。
2.根据权利要求1所述的汇聚设备，其特征在于，所述缓存空间管理模块还用于在缓存空间管理模块存放的数据占用的空间超过汇聚设备允许的大小时，释放不在缓存有效期内的数据占用的空间。
3.一种利用缓存延长传感网络生命周期的方法，其特征在于，包括: 接收用户向传感器节点发起的访问请求，并解析出所述访问请求所请求的数据的信息； 向缓存策略模块查询所请求的数据的信息是否符合缓存策略的要求，所述缓存策略模块中包括:各个数据信息以及各个数据信息对应的缓存策略；所述缓存策略的要求包括:支持缓存且在缓存有效期内；所述缓存策略包括:是否支持缓存；如果支持缓存，数据的缓存有效期是否固定还是可变；如果数据的缓存有效期固定，则按照行业规范和部署区域的地理特征，气候条件设置固定的有效期；如果数据的缓存有效期可变，则依照不同的因素安排可变有效期规律表设置可变有效期；是否与其他数据存在关联有效性，即多种数据的有效性同步变化，如果一种数据不在缓存有效期内时和它关联的多种数据也必须不在缓存有效期内； 如果符合要求，则直接从缓存空间中获取数据，返回结果给用户；所述缓存空间管理模块中包括数据以及数据对应的缓存策略； 如果不符合要求，则向传感器节点发送指令获取对应的实时数据，并在接收到所述实时数据时在所述缓存策略模块中设置所述实时数据的信息与其对应的缓存策略，并按照所述实时数据在缓存策略模块中的缓存策略将其存入缓存空间管理模块中，同时将所述实时数据返回给用户。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在缓存空间管理模块存放的数据占用的空间超过汇聚设备允许的大小时，释放不在缓存有效期内的数据占用的空间。
【文档编号】H04L29/06GK104301313SQ201410509509
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】李士宁, 李君伟, 李志刚, 张羽, 姚朋宾, 夏先进 申请人:西北工业大学