一种基于终端设备数量的数据封装控制方法及系统与流程

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于终端设备数量的数据封装控制方法及系统。

背景技术：

物联网是指以对物理世界感知为目的，以信息处理为主要任务，以网络为交互载体，实现物与物、物与人之间的信息交互，提供感知信息服务的智能综合系统，通过物与物互联，人们可以更加精细地、动态地管理生产和生活，提高资源利用率和生产效率。实际应用中，物联网主要是通过接收上报的物联网数据并对接收到的物联网数据进行处理来智能化且快速的管理生产和生活，且当检测到物联网数据时，就上报该物联网数据，由于物联网中发起物联网数据的终端设备数量巨大，当前的物联网数据上报方式上报频繁，会造成网络拥堵的问题。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种基于终端设备数量的数据封装控制方法及系统，能够减少物联网数据的上报次数，进而减少因物联网数据上报频繁而导致的网络拥堵的情况发生。

本发明实施例第一方面公开了一种基于终端设备数量的数据封装控制方法，所述方法包括：

过滤网关接收汇聚单元下发的数据封装指示，并将所述数据封装指示下发至转发节点，所述数据封装指示用于指示所述转发节点封装预设数量的终端设备发起的物联网数据；

所述转发节点存储所述过滤网关下发的所述数据封装指示；

所述转发节点检测其无线覆盖范围内的海量终端设备发起的物联网数据，并判断所述海量终端设备的数量是否达到所述预设数量，如果所述海量终端设备的数量达到所述预设数量，则将所述海量终端设备发起的物联网数据封装成数据元，以及将所述数据元发送至所述汇聚单元，所述物联网数据包括数据内容。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述数据封装指示还包括目标时间段以及目标地理位置；

所述物联网数据还包括发起该物联网数据的终端设备所处的地理位置；

所述转发节点检测其无线覆盖范围内的海量终端设备发起的物联网数据，包括：

所述转发节点在所述目标时间段内检测其无线覆盖范围内处于所述目标地理位置的海量终端设备发起的物联网数据。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述物联网数据还包括发起该物联网数据的终端设备的设备标识；

所述方法还包括：

当在所述目标时间段内检测到其无线覆盖范围内处于所述目标地理位置的所述海量终端设备的数量未达到所述预设数量时，所述转发节点侦听其无线覆盖范围内的相邻转发节点检测到的部分终端设备发起的物联网数据，并将所述海量终端设备发起的物联网数据以及侦听到的所述部分终端设备发起的物联网数据封装成数据元，以及将所述数据元发送至所述汇聚单元，其中，所述部分终端设备所处的地理位置为所述目标地理位置，所述部分终端设备中任意一个终端设备的设备标识与所述海量终端设备中任意一个终端设备的设备标识不同，且所述部分终端设备包括的终端设备的数量与所述海量终端设备包括的终端设备的数量之和等于所述预设数量。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法还包括：

所述转发节点向其无线覆盖范围内处于所述目标地理位置的终端设备发送频率上调指令，所述频率上调指令用于指示处于所述目标地理位置的终端设备在所述目标时间段内提高物联网数据的上报频率。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法还包括：

所述转发节点向其无线覆盖范围内未处于所述目标地理位置的终端设备发送频率下调指令，所述频率下调指令用于指示未处于所述目标地理位置的终端设备在所述目标时间段内降低物联网数据的上报频率。

本发明实施例第二方面公开了一种基于终端设备数量的数据封装控制系统，所述系统包括汇聚单元、过滤网关、转发节点以及多个终端设备，其中：

所述汇聚单元，用于向所述过滤网关下发数据封装指示，所述数据封装指示用于指示所述转发节点封装预设数量的终端设备发起的物联网数据；

所述过滤网关，用于接收汇聚单元下发的数据封装指示，并将所述数据封装指示下发至转发节点；

所述转发节点，用于存储所述过滤网关下发的所述数据封装指示；

所述终端设备，用于向所述转发节点上报物联网数据，所述物联网数据包括数据内容；

所述转发节点，还用于检测其无线覆盖范围内的多个终端设备发起的物联网数据，并判断发起物联网数据的多个所述终端设备的数量是否达到所述预设数量，如果发起物联网数据的多个所述终端设备的数量达到所述预设数量，则将多个所述终端设备发起的物联网数据封装成数据元，以及将所述数据元发送至所述汇聚单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述数据封装指示还包括目标时间段以及目标地理位置；

所述转发节点检测其无线覆盖范围内的多个终端设备发起的物联网数据的具体方式为：

所述转发节点在所述目标时间段内检测其无线覆盖范围内处于所述目标地理位置的多个终端设备发起的物联网数据。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述物联网数据还包括发起该物联网数据的终端设备的设备标识；

所述转发节点，还用于当在所述目标时间段内检测到其无线覆盖范围内处于所述目标地理位置的发起物联网数据的多个所述终端设备的数量未达到所述预设数量时，侦听其无线覆盖范围内的相邻转发节点检测到的部分终端设备发起的物联网数据，并将多个所述终端设备发起的物联网数据以及侦听到的所述部分终端设备发起的物联网数据封装成数据元，以及将所述数据元发送至所述汇聚单元，其中，所述部分终端设备所处的地理位置为所述目标地理位置，所述部分终端设备中任意一个终端设备的设备标识与多个所述终端设备中任意一个终端设备的设备标识不同，且所述部分终端设备包括的终端设备的数量与多个所述终端设备包括的终端设备的数量之和等于所述预设数量。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述转发节点，还用于向其无线覆盖范围内处于所述目标地理位置的终端设备发送频率上调指令，所述频率上调指令用于指示处于所述目标地理位置的终端设备在所述目标时间段内提高物联网数据的上报频率。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述转发节点，还用于向其无线覆盖范围内未处于所述目标地理位置的终端设备发送频率下调指令，所述频率下调指令用于指示未处于所述目标地理位置的终端设备在所述目标时间段内降低物联网数据的上报频率。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，过滤网关接收汇聚单元下发的数据封装指示，并将该数据封装指示下发至转发节点，该数据封装指示用于指示转发节点需要封装预设数量的终端设备所发起的物联网数据，转发节点存储过滤网关下发的数据封装指示，并检测转发节点无线覆盖范围内的海量终端设备发起的物联网数据，以及判断该海量终端设备包括的终端设备的数量是否达到预设数量，如果海量终端设备包括的终端设备的数量达到预设数量，则将该海量终端设备发起的物联网数据封装成数据元，并将该数据元发送至汇聚单元。实施本发明实施例能够在转发节点检测到预设数量的终端设备上报的物联网数据之后对物联网数据进行封装并上报至汇聚单元，减少物联网数据的上报次数，进而减少因物联网数据上报频繁而导致的网络拥堵的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种物联网架构的示意图；

图2是本发明实施例公开的一种基于终端设备数量的数据封装控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例公开的一种基于终端设备数量的数据封装控制系统的结构示意图。

具体实施方式

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。

本发明实施例公开了一种基于终端设备数量的数据封装控制方法及系统，能够在转发节点检测到预设数量的终端设备上报的物联网数据之后对物联网数据进行封装并上报至汇聚单元，减少物联网数据的上报次数，进而减少因物联网数据上报频繁而导致的网络拥堵的情况发生。以下分别进行详细说明。

为了更好地理解本发明实施例，下面先对本发明实施例公开的一种物联网架构进行介绍。请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种物联网架构的示意图。如图1所示，该物联网架构按照功能划分可以包括终端设备层、转发节点层以及汇聚层三个层。其中，终端设备层可以包括海量规模的终端设备，例如湿度计、烟感器、通风设备、雨量传感器、灌溉阀等等；转发节点层可以包括网络连接的大量的转发节点，转发节点可以包括路由器、中继器、接入点等设备，本发明实施例不作限定；转发节点可以使用任何标准的组网协议，而且转发节点可以在不同的网络制式之间实现数据解析；汇聚层可以包括过滤网关和汇聚单元，其中，过滤网关可以通过互联网与转发节点层的各个转发节点直接或简介通讯连接；汇聚单元可以通过过滤网关对转发节点层的各个转发节点进行高层管理，从而实现数据传输频率、网络拓扑以及其他组网功能的控制；汇聚单元不仅可以对海量终端设备产生的物联网数据进行分析和决策，还可以通过发指令去获取信息或者配置终端设备参数(此时数据的传输指向终端设备)；汇聚单元还可以引入各种业务，从大数据到社交网络、甚至从社交工具“点赞”到天气分享等。在图1所示的物联网架构中，每一个转发节点可以为其自身无线无覆盖范围内的海量终端设备提供物联网数据收发服务，其中，每一转发节点自身无线无覆盖范围内的每一个终端设备可以内置有无线通讯模块，这使得每一转发节点可以通过无线网络通讯方式与自身无线无覆盖范围内的每一个终端设备进行无线通讯。在图1所示的物联网架构中，终端设备内置的无线通讯模块在生产时，可以输入上频点470mhz，下频点510mhz，这样无线通讯模块可以自动将通讯频段定义为470mhz～510mhz，以符合中国srrc标准的规定；或者，也可以输入上频点868mhz，下频点908mhz，这样无线通讯模块可以自动将通讯频段定义为868mhz～908mhz，以符合欧洲etsi标准的规定；或者，可以输入上频点918mhz，下频点928mhz，这样无线通讯模块可以自动将通讯频段定义为918mhz～928mhz，以符合美国fcc标准的规定；或者，无线通讯模块的通讯频段也可以定义为符合日本arib标准或加拿大ic标准的规定，本发明实施例不作限定。在图1所示的物联网架构中，终端设备可以采用频分复用(frequencydivisionmultipleaccess，fdma)、跳频(frequency-hoppingspreadspectrum，fhss)、动态时分复用(dynamictimedivisionmultipleaccess，dtdma)、退避复用(csma)相结合的方法来解决干扰问题。

实施例一

在图1所描述的物联网架构的基础上，本发明实施例公开了一种基于终端设备数量的数据封装控制方法。请参阅图2，图2是本发明实施例公开的一种基于终端设备数量的数据封装控制方法的流程示意图。如图2所示，该基于终端设备数量的数据封装控制方法可以包括以下步骤：

201、汇聚单元向过滤网关下发数据封装指示。

本发明实施例中，该数据封装指示用于指示转发节点封装预设数量的终端设备发起的物联网数据。

其中，汇聚单元向过滤网关下发数封装指示可以包括：

汇聚单元接收过滤网关发送的包含过滤网关的身份标识的数据封装指示获取请求，并根据过滤网关的身份标识对过滤网关进行身份验证，当识别出该过滤网关为汇聚单元感兴趣的过滤网关时，检测汇聚单元与过滤网关之间的无线端口的负荷值是否小于指定负荷阈值，当该负荷值小于该指定负荷阈值时，向过滤网关下发针对该数据封装指示获取请求的数据封装指示获取响应，其中，该数据封装指示获取响应包括数据封装指示。这样能够保证汇聚单元向其感兴趣的过滤网关下发数据封装指示。

202、过滤网关接收汇聚单元下发的数据封装指示。

203、过滤网关向转发节点下发数据封装指示。

本发明实施例中，过滤网关可以将上述数据封装指示逐级地下发给各个转发节点。

204、转发节点接收过滤网关下发的数据封装指示并存储。

205、终端设备向转发节点上报物联网数据。

本发明实施例中，终端设备上报的物联网数据可以包括数据内容。

本发明实施例中，终端设备向转发节点上报物联网数据可以包括：

终端设备判断当前系统时间是否处于转发节点指定的允许该终端设备上报物联网数据的时间段内，当该当前系统时间处于转发节点指定的允许该终端设备上报物联网数据的时间段内时，检测终端设备与转发节点之间的无线端口的负荷值是否小于指定阈值，当该负荷值小于指定阈值时，向转发节点上报物联网数据。这样在转发节点指定的时间段内且在无线端口的负荷值较小的情况下上报物联网数据的方式能够减少转发节点的侦听压力。

206、转发节点检测其无线覆盖范围内的海量终端设备发起的物联网数据。

本发明实施例中，海量终端设备发起的物联网数据可以包括数据内容，其中，数据内容用于表示终端设备上报的数据负载，例如农场部署的湿度感知终端设备上报的物联网数据包括的数据内容可以是土壤容积含水量；又例如，温度传感器上报的物联网数据包括的数据内容可以是温度值；又例如，雨量计上报的物联网数据包括数据内容可以是降雨量。

207、转发节点判断上述海量终端设备的数量是否达到上述预设数量。

本发明实施例中，当步骤207的判断结果为是时，触发执行步骤208；当步骤207的判断结果为否时，转发节点可以继续检测其无线覆盖范围内的其它终端设备发起的物联网数据，直到其检测到的其无线覆盖范围内发起物联网数据的终端设备的数量达到上述预设数量。

208、转发节点将上述海量终端设备发起的物联网数据封装成数据元。

209、转发节点将上述数据元发送至汇聚单元。

其中，转发节点将上述数据元发送至汇聚单元可以包括：

转发节点直接向汇聚单元上报封装好的上述数据元；或者，

转发节点将封装好的上述数据元发送至上述过滤网关，以使上述过滤网关将接收到的数据元发送至上述汇聚单元。

可选的，上述数据封装指示还可以包括目标时间段以及目标地理位置，即上述数据封装指示具有用于指示转发节点在目标时间段内封装处于目标地理位置的预设数量的终端设备发起的物联网数据，且终端设备发起的物联网数据还可以包括发起该物联网数据的终端设备的地理位置。其中，转发节点检测其无线覆盖范围内的海量终端设备发起的物联网数据可以包括：

转发节点在目标时间段内检测其无线覆盖范围内处于目标地理位置的海量终端设备发起的物联网数据，即转发节点封装的物联网数据是由该转发节点的无线覆盖范围内且处于上述目标地理位置的预设数量的终端设备发起的。

进一步可选的，终端设备发起的物联网数据还可以包括发起该物联网数据的终端设备的设备标识。且该基于终端设备数量的数据封装控制方法还可以包括以下步骤：

当在上述目标时间段内检测到其无线覆盖范围内处于上述目标地理位置的海量终端设备的数量未达到上述预设数量时，转发节点侦听其无线覆盖范围内的相邻转发节点检测到的部分终端设备发起的物联网数据，并将上述海量终端设备发起的物联网数据以及侦听到的该部分终端设备发起的物联网数据封装成数据元，以及将该数据元发送至汇聚单元，其中，该部分终端设备所处的地理位置为上述目标地理位置，该部分终端设备中任意一个终端设备的设备标识与上述海量终端设备中任意一个终端设备的设备标识不同，且该部分终端设备包括的终端设备的数量与上述海量终端设备包括的终端设备的数量之和等于上述预设数量。

又进一步可选的，该基于终端设备数量的数据封装控制方法还可以包括以下步骤：

转发节点向其无线覆盖范围内处于上述目标地理位置的终端设备发送频率上调指令，该频率上调指令用于指示处于上述目标地理位置的终端设备在上述目标时间段内提高物联网数据的上报频率。

又进一步可选的，该基于终端设备数量的数据封装控制方法还可以包括以下步骤：

转发节点向其无线覆盖范围内未处于上述目标地理位置的终端设备发送频率下调指令，该频率下调指令用于指示未处于上述目标地理位置的终端设备在上述目标时间段内降低物联网数据的上报频率。

可见，实施图2所描述的基于终端设备数量的数据封装控制方法能够在转发节点检测到预设数量的终端设备上报的物联网数据之后对物联网数据进行封装并上报至汇聚单元，减少物联网数据的上报次数，进而减少因物联网数据上报频繁而导致的网络拥堵的情况发生。

实施例二

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种基于终端设备数量的数据封装控制系统的结构示意图。如图3所示，该基于终端设备数量的数据封装控制系统可以包括汇聚单元301、过滤网关302、转发节点303以及多个终端设备304，其中，该多个终端设备304处于转发节点303的无线覆盖范围内，其中：

汇聚单元301用于将数据封装指示下发至过滤网关302，其中，该数据封装指示用于指示转发节点303封装预设数量的终端设备发起的物联网数据。

其中，汇聚单元301将数据封装指示下发至过滤网关302的具体方式可以为：

汇聚单元301接收过滤网关302发送的包含过滤网关302的身份标识的数据封装指示获取请求，并根据过滤网关302的身份标识对过滤网关302进行身份验证，当识别出该过滤网关302为汇聚单元感兴趣的过滤网关302时，检测汇聚单元301与过滤网关302之间的无线端口的负荷值是否小于指定负荷阈值，当该负荷值小于该指定负荷阈值时，向过滤网关302下发针对该数据封装指示获取请求的数据封装指示获取响应，其中，该数据封装指示获取响应包括数据封装指示。

过滤网关302用于接收汇聚单元301下发的上述数据封装指示，并将上述数据封装指示下发至转发节点303。

转发节点303用于存储过滤网关302下发的上述数据封装指示。

终端设备304用于向转发节点303上报物联网数据，其中，每个终端设备304上报的物联网数据可以包括数据内容。

其中，终端设备304向转发节点303上报物联网数据的具体方式可以为：

终端设备304判断当前系统时间是否处于转发节点303指定的允许该终端设备304上报物联网数据的时间段内，当该当前系统时间处于转发节点303指定的允许该终端设备304上报物联网数据的时间段内时，检测终端设备304与转发节点303之间的无线端口的负荷值是否小于指定阈值，当该负荷值小于指定阈值时，向转发节点303上报物联网数据。

转发节点303还可以用于检测其无线覆盖范围内的多个终端设备304发起的物联网数据，并判断发起物联网数据的多个终端设备304的数量是否达到上述预设数量，如果发起物联网数据的多个终端设备304的数量达到上述预设数量，则将该多个终端设备304发起的物联网数据封装成数据元，以及将该数据元发送至汇聚单元301。

可选的，上述数据封装指示还可以包括目标时间段以及目标地理位置，即上述数据封装指示具有用于指示转发节点303在目标时间段内封装处于目标地理位置的预设数量的终端设备发起的物联网数据，且转发节点303检测其无线覆盖范围内的多个终端设备304发起的物联网数据的具体方式可以为：

转发节点303在上述目标时间段内检测其无线覆盖范围内处于上述目标地理位置的多个终端设备发起的物联网数据。

且转发节点303判断发起物联网数据的多个终端设备的数量是否达到上述预设数量可以包括：

转发节点303在上述目标时间段内判断其无线覆盖范围内处于上述目标地理位置且发起物联网数据的多个终端设备的数量是否达到上述预设数量。

又进一步可选的，如图3所示，该基于终端设备数量的数据封装控制系统还可以包括处于转发节点303的无线覆盖范围内的至少一个相邻转发节点305，且终端设备304发起的物联网数据还可以包括发起该物联网数据的终端设备304的设备标识。且转发节点303还可以用于当在上述目标时间段内检测到其无线覆盖范围内处于上述目标地理位置的发起物联网数据的多个终端设备304的数量未达到上述预设数量时，侦听其无线覆盖范围内的相邻转发节点检测到的部分终端设备发起的物联网数据，并将多个终端设备304发起的物联网数据以及侦听到的该部分终端设备发起的物联网数据封装成数据元，以及将该数据元发送至汇聚单元301，其中，该部分终端设备所处的地理位置为上述目标地理位置，该部分终端设备中任意一个终端设备的设备标识与多个终端设备304中任意一个终端设备的设备标识不同，且该部分终端设备包括的终端设备的数量与多个终端设备304包括的终端设备的数量之和等于上述预设数量。

又进一步可选的，转发节点303还可以用于向其无线覆盖范围内处于上述目标地理位置的终端设备304发送频率上调指令，该频率上调指令用于指示处于上述目标地理位置的终端设备在上述目标时间段内提高物联网数据的上报频率。

又进一步可选的，转发节点303还可以用于向其无线覆盖范围内未处于上述目标地理位置的终端设备发送频率下调指令，该频率下调指令用于指示未处于上述目标地理位置的终端设备在上述目标时间段内降低物联网数据的上报频率。

可见，实施图3所描述的基于终端设备数量的数据封装控制系统能够在转发节点检测到预设数量的终端设备上报的物联网数据之后对物联网数据进行封装并上报至汇聚单元，减少物联网数据的上报次数，进而减少因物联网数据上报频繁而导致的网络拥堵的情况发生。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存储器(randomaccessmemory，ram)、可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-timeprogrammableread-onlymemory，otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本发明实施例公开的一种基于终端设备数量的数据封装控制方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。