一种物联网结构及其数据传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及串行数据通信领域，尤其涉及一种物联网结构及其数据传输方法。
【背景技术】
[0002]物联网是互联网的应用拓展，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0则是物联网发展的灵魂。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
[0003]物联网受到了越来越多的关注，成为全球信息领域的焦点。对于物联网的定义，通俗来说就是利用局部网络或互联网等技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化。图1和图2分别为现有技术中物联网的两种主要结构，分别可以叫做结构1和结构2。图1所示的物联网的结构1由物联网前端、数据中转设备和物联网后端组成，物联网前端由多个信息采集设备(数据采集设备)组成，物联网前端和数据中转设备处在同一个小的范围内，比如处在一个家庭或者工厂内，物联网后端即为云端，比如由大量高性能服务器构成的数据中心(datacenter)。物联网前端的信息采集设备比如传感器负责数据的采集，并把数据发送到所述数据中转设备；数据中转设备，比如电脑、手机等，接收物联网前端发送的数据并对接收到的数据做一些简单的处理。如果需要对数据做大量的统计计算，那么数据中转设备把所述物联网前端设备发送来的数据再通过传输网络传送到所述物联网后端的云端。对于云端来说，比如数据中心(data center)，对接收的大量信息做处理并保存在云端的存储器中。图2所示的物联网结构2由物联网前端和物联网后端组成，所述物联网前端的采集设备把采集到的信息数据直接通过传输网络发送到后端的云端处理中心，这些数据被云端处理，同时保存在云端存储器中。这两种物联网结构都存在一些问题亟待解决。其一，所述物联网前端的信息采集设备从成本和工艺兼容性考虑，其内部的嵌入式非易失性存储器容量一般很小，比如嵌入式电可擦可写只读存储器、嵌入式闪存等，其只有几十KB到几百KB。因为所述物联网前端的信息采集设备中嵌入式非易失存储器的容量不够大，所以信息采集设备不能将长时间记录或者采集的数据存储在所述物联网前端设备的嵌入式非易失性存储器中，这就导致信息采集设备不具备长期数据统计分析能力。其二，在如图2所示的物联网结构2中，因为需要把每个信息采集设备采集到的数据都直接发送到云端，所以信息采集设备中与云端通信的通信模块的成本将会很大。其三，无论图1所述的物联网结构1还是图2所示的物联网结构2，因为信息采集设备中嵌入式非易失性存储器容量太小，而长时间的数据挖掘或/和数据分析需要大容量的非易失性存储器来存储数据，所以信息采集设备均不具备长时间的数据挖掘和/或数据统计能力，同时由于前端的信息采集设备中的非易失存储器容量很小，不能长时间保存过多的数据，这就导致信息采集设备需要按时的把采集到的原始数据，或压缩后的数据，或者是加密后的数据发送到数据中转设备或云端中再做数据的执行或处理，因此所述物联网前端的信息采集设备和数据中转设备或/和云端之间就会存在大量的数据传输，而大量的数据传输会使功耗大大增加。其四，传统的物联网中，云端的数据中心通常按照一定的时间周期，比如一个季度或者一年，对接收到的数据做处理并产生相应的报告。在大多数时间内，云端数据中心中存储的某些具有特定用途的数据对于一些少数特定的人员是有用的，对于大多数用户是没用的，比如黄河水位的数据只对研究黄河水位的人员有用，对其他人并没有用处，由于所述物联网前端的信息采集设备中的嵌入式非易失性存储器的容量太小，因此这些数据在信息采集设备当中都是没有备份的，因此一旦数据中心中这些数据丢失，比如数据中心发生火灾等情况导致数据中心的存储设备不可修复的损坏，或者数据中心定期丢弃一些很长时间没有用过的信息，这就导致当那些少数特定的用户想要从云端中查找数据时，该数据已经不存在于云端数据中心，这对这些用户来说是不可挽回的损失。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的通信方式所存在的问题，本发明提供了一种物联网结构及数据传输方法，保障数据的存储能力的同时，提高了数据通信的效率。
[0005]本发明采用如下技术方案:
[0006]—种物联网结构，所述物联网结构包括:
[0007]依次串行通信连接的复数个数据采集节点，且每个所述数据采集节点均包括至少一个数据采集设备，且所述数据采集设备采集、存储和处理系统数据；
[0008]云端服务器，与位于头部或尾部的一所述数据采集节点通信连接，以用于接收、处理并存储每个所述数据采集节点传输的系统数据；
[0009]其中，当所述数据采集节点传输所述系统数据时，任一所述数据采集节点将所述系统数据备份和/或缓存至与该数据采集节点相邻的所述数据采集节点。
[0010]优选的，所述物联网结构中，
[0011]当所述数据采集节点传输所述系统数据时，任一所述数据采集节点将所述系统数据备份和/或缓存至与该数据采集节点相邻的且临近所述云端服务器一侧的所述数据采集节点中。
[0012]优选的，所述物联网结构中，
[0013]所述系统数据为所述数据采集节点的数据采集设备采集的原始数据和/或所述原始数据经所述数据采集设备一定处理后的数据。
[0014]优选的，所述物联网结构中，
[0015]每个所述数据采集节点均包括至少一个数据采集设备，对所述系统数据进行采集、存储和处理；其中，
[0016]至少一个数据采集设备对所述系统数据进行接收和/或发送，以及
[0017]当所述数据采集节点包括至少两个所述数据采集设备时，任一所述数据采集节点中，任意两个所述数据采集设备之间均通信连接。
[0018]优选的，所述数据采集设备中包括非易失性存储器，存储所述系统数据。
[0019]优选的，所述非易失性存储器为相变存储器和/或铁电存储器和/或磁阻存储器和/或阻变式存储器。
[0020]优选的，所述数据采集设备采用新能源供电。
[0021]优选的，所述数据采集节点能够对所述原始数据进行处理，处理方式包括:数据统计和/或数据压缩和/或数据加密和/或数据挖掘。
[0022]优选的，所述数据采集节点能够对其他数据采集节点传输的所述系统数据进行处理，处理方式包括:数据统计和/或数据压缩和/或数据加密和/或数据挖掘。
[0023]优选的，所述云端服务器能够发送采集命令至最后一个所述数据采集节点，以及
[0024]最后一个所述数据采集节点判断是否响应所述采集命令，若响应，则执行相应操作并判断所述数据采集节点是否是最后一个需要响应所述采集命令的数据采集节点，若是最后一个需要响应所述采集命令的数据采集节点，则终止所述采集命令向下一个数据采集节点传输；若不是最后一个需要响应所述采集命令的数据采集节点，传输所述采集命令到下一个数据采集节点；
[0025]若最后一个所述数据采集节点判断不响应所述采集命令，所述数据采集节点向下一个所述数据采集节点发送所述采集命令，直到所述采集命令到达最后一个需要响应所述采集命令的数据采集节点为止。
[0026]优选的，所述物联网结构还包括:
[0027]数据中转设备，分别与最后一个所述数据采集节点、所述云端服务器连接，转发最后一个所述数据采集节点传输至所述云端服务器的所述系统数据。
[0028]—种物联网结构的数据传输方法，所述数据传输方法包括:
[0029]步骤S1，所述第一数据采集节点发送所述第一系统数据至第二数据采集节点；
[0030]步骤S2，所述第二数据采集节点缓存和/或备份所述第一系统数据后，发送所述第一系统数据至第三数据采集节点，和/或发送所述第二系统数据至第三数据采集节点；
[0031]步骤S3，所述第三数据采集节点执行步骤S2，直至发送所述系统数据至最后一个数据采集节点；
[0032]步骤S