一种分布式系统自适应组网的方法与流程

本发明属于通讯技术领域，具体涉及一种分布式系统中多类型传感器的自适应组网的方法。

背景技术：

随着自然灾害、公共卫生事件、重大事故等突发性事件时有发生，应急物资需要以最快的速度运送到需要的地方，而应急物流就是一种以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标，对应急物资进行调度、采购、存储、配送、运输、监控以及信息发布的活动。实际运用过程中应急物流信息化程度偏低，信息系统不够完善，信息报告不及时，无法准确掌握紧急情况详细资料以及所需物资的生产和分布情况，无法制定出正确的应急物流方案，因而难以很好的应对各种突发状况。

传统的解决方案有：

1)利用简单位置传感器进行位置判定

通过安装在运输工具中的位置传感器，如GPS定位终端等，对运送应急物资的交通工具进行实时定位跟踪，保证在需要的时间内能够到达现场，同时也会配以辅助的通讯设备，如无线网络传输等。

2)利用摄像头进行图像监控

即运送的物资进行实时图像监控，实时了解当前运送物资的状态。

但是上述的解决方案的技术中，主要有以下缺点：

1)过度依赖通讯网络，当没有通讯网络的时候将无法获悉物资状态。

2)位置传感器依赖于卫星等设备，对地形地貌等有一定要求，会导致传感数据的不准确。

3)图像传感器的增加一定程度上了解了物资的状态，但是物资的具体状态无从了解。

4)在应急救援现场，会有不同来源的应急物资，以及不同种类的应急物资，可能会导致在应急现场应急物资信息混乱的现象。

近年来物联网技术的兴起，各类传感器的运用，形成各自的小范围的传感器网络，通过组成的各类传感器网络进行物资数据的交互，从而实时了解和掌握各种物资的分布情况以及状态，最大化满足各种突发状况的需求。

因此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种分布式系统中针对异构网络中的多类型传感器的自适应组网的方法，是一种管理维护较为方便，且安全可靠的组网方式。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种分布式系统自适应组网的方法，该方法包括：

(1)本体传感器通过自身的链路节点创建网络，并启用链路节点；

(2)所述链路节点将自己的服务地址通过广播/组播协议发布在分布式网络中；

(3)应用节点通过自身的广播/组播地址向所述链路节点发起查询请求；

(4)所述链路节点获取发起查询请求的应用节点的来源地址和网络设备，并将自身的服务地址、设备通过广播/组播协议返回到所述应用节点；

(5)所述应用节点根据返回信息进行网络选择，创建连接并自动在进行信息返回的所述链路节点上进行注册，同时将自身的类型传递给所述链路节点；

(6)所述链路节点对已经注册的应用节点类型进行检查，并根据应用节点关联类型映射表判断是否有与所述应用节点相关联的应用节点，如果有，则将关联的应用节点进行连接，进行组网，形成异构网络。如果没有，则保持孤岛状态，等待其他传感器接入；

(7)由所述异构网络内任一传感器的链路节点连接分布式网络的公共服务层，通过公共服务层将传感数据传送至分布式网络节点；

(8)用户通过访问分布式网络节点，访问和利用传感数据。

优选地，完成组网后，如果周边有分布式网络节点，则发出登录请求，请求登录所述分布式系统网络，如果没有则继续搜寻其他传感器网络，如果搜寻到则发出握手链接请求，如果没有，则自己创建一个网络节点，保持孤岛状态，等待其他传感器的接入。

优选地，本体传感器包括传感层、服务层、应用层。

优选地，传感层负责采集传感数据；服务层负责对外广播的设定，形成链路节点，将自己的服务地址通过广播/组播协议发布在分布式网络中；应用层形成应用节点负责传感器间的数据交互。

优选地，所述传感层包含传感器、传感器系统、传感器系统网络。

本发明的有益之处在于：这种针对异构网络中的多类型传感器网络的自适应组网方法，可以降低应急系统开发复杂性，提供较为可靠的传感观测数据资源，同时实现应急系统的高效运作。具体包括如下优点：

(1)传感器直接可以自由进行信息交互，而不一定必须通过中间传输介质。

(2)摆脱过度依赖通讯网络，当没有通讯网络时传感信息可以正常交互。

(3)可以访问分布式网络中任何一个传感器节点。

(4)在应急救援现场，收集来自不同传感器的数据信息，并进行统一管理，防止应急物资信息混乱的现象。

附图说明

图1是本发明分布式系统自适应组网方法的组网方法流程图。

图2是本发明分布式系统自适应组网方法的组网架构图。

图3是本发明分布式系统自适应组网方法的传感器架构图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明所阐述的技术方案主要针对不同传感器之间相互通信的问题，是基于OGC(Open Geospatial Consortium：开放地理信息联盟)原有的网络标准开放体系，定义的在互联网上的传感器信息的标准访问接口和异构数据的标准编码和交换方式，能够通过WEB发现、访问、应用所有类型的接入Internet的传感器资源(包括硬件资源和数据资源)，为构建“即插即用”的基础与WEB的传感器网络提供标准平台。

本发明提出一种分布式系统自适应组网的方法，即一种在异构网络中多类型传感器的自适应组网方法，请参阅图1和图2所示，该方法包括：

(1)本体传感器通过自身的链路节点创建网络，并启用链路节点；

(2)链路节点将自己的服务地址通过广播/组播协议发布在分布式网络中；

(3)应用节点通过自身的广播/组播地址向链路节点发起查询请求；

(4)链路节点获取发起查询请求的应用节点的来源地址和网络设备，并将自身的服务地址、设备通过广播/组播协议返回到应用节点；

(5)应用节点根据返回信息进行网络选择，创建连接并自动在进行信息返回的链路节点上进行注册，同时将自身的类型传递给链路节点；

(6)链路节点对已经注册的应用节点类型进行检查，并根据应用节点关联类型映射表判断是否有与应用节点相关联的应用节点，如果有，则将关联的应用节点进行连接，进行组网形成异构网络A，依次形成异构网络B，异构网络C，异构网络D等。如果没有，则保持孤岛状态，等待其他传感器接入；

(7)由异构网络内任一传感器的链路节点连接分布式网络的公共服务层，通过公共服务层将传感数据传送至分布式网络节点；

(8)用户通过访问分布式网络节点，访问和利用传感数据。

优选，在步骤(6)进行组网后，如果周边有分布式网络节点，则发出登录请求，请求登录所述分布式系统网络，如果没有则继续搜寻其他传感器网络，如果搜寻到则发出握手链接请求，如果没有，则自己创建一个网络节点，保持孤岛状态，等待其他传感器的接入。

进一步需要说明的是，请参阅图3所示，本发明的本体传感器包括传感层、服务层、应用层。传感层负责采集传感数据；服务层负责对外广播的设定，形成链路节点，将自己的服务地址通过广播/组播协议发布在分布式网络中；应用层形成应用节点负责传感器间的数据交互。所述传感层包含传感器、传感器系统、传感器系统网络。

更具体地，传感器层主要实现对观测对象的感知、信息采集、信息上传等功能。传感器层包含传感器、传感器系统、传感器系统网络、其他感知系统等感知信息来源。

服务层是基于SWE(Sensor Web Enablement)的标准服务，提供基本的传感器感知数据采集、传感器发现、传感任务规划以及自动预警功能。

应用层基于下层传感器网络标准服务接口，实现复杂的逻辑，如获得传感器感知数据、建立感知任务、设置警报阈值、传感数据资源交互或进行远程传感网管理等。

本发明提出的自适应组网方法应用在应急物流调度系统的分布式系统网络中，多类型传感器通过自身的链路节点和应用节点，自行组网，如果周边有分布式网络节点，则发出登录请求，请求登录分布式系统网络，如果没有则继续搜寻其他感器网络，如果搜寻到则发出握手链接请求，如果没有，则自己创建一个网络节点，保持孤岛状态，等待其他传感器的接入。本发明提出的自适应组网方法不管是通过分布式系统中网络管理还是传感器自身生成的网络管理，通过网络中的每一个节点都可以对异构网络中的传感器所共享的信息进行调取。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。