一种基于云的物联网多媒体数据通信方法与流程

文档序号:22478167发布日期:2020-10-09 22:22阅读:135来源:国知局

本发明属于物联网通信技术领域,更具体地说,尤其涉及一种基于云的物联网多媒体数据通信方法。



背景技术:

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。因此,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是物联网发展的灵魂。

目前的物联网对媒体数据的通信还存在诸多的不足之处,为此,我们推出一种基于云的物联网多媒体数据通信方法。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种基于云的物联网多媒体数据通信方法。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:本发明提供的一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,所述物联网中包括接入路由器、交换机和接入节点、设备节点、解析模块、加密模块、存储模块、数据管理模块,接入节点和设备节点具有一个无线接口,设备节点与接入节点通过无线接口进行通信,物联网由若干组子网构成,一组物联子网内的所有移动设备构成物联云,接入节点维护一个物联云表,每个物联云表项包含链路地址域、任务id集合域和生命周期域,一组子网通过下述过程实现前缀配置,具体包括如下步骤:

s1:网络前缀预先设置

a1:接入路由器从每个接口f发送链路前缀配置消息,该链路前缀配置消息的源地址为接入路由器的单播地址,接入路由器由路由骨干网相联,并维护一个路由表,一个路由表项由接口域、数据id域、队列域、路径域以及生命周期域构成,其中,接口域指向到达数据提供者的下一跳,数据id域值为数据消费者请求的数据的数据id,队列域值为当前待处理的获取数据消息的个数,路径域值是保存路由表的路由器与数据提供者之间的距离,目的地址为0,负载为参数c,参数i、参数f和参数h,参数h的初始值为0,移动设备创建一个本地单播地址,该本地单播地址的节点id为产生的随机数,移动设备发送一个注册消息,该注册消息的源地址为创建的本地单播地址,目的地址为接入节点的本地单播地址;

a2:接入节点收到注册消息后,查看物联云表中是否存在链路地址域值等于接收到的注册消息的源地址的链路地址的物联云表项;

a3:接入节点产生一个随机数,接入节点发送一个注册响应消息,该注册响应消息的源地址为接收到的注册消息的目的地址,目的地址为接收到的注册消息中的源地址;

a4:接入节点发送一个注册响应消息,该注册响应消息的源地址为接收到的注册消息的目的地址,目的地址为接收到的注册消息中的源地址,消息负载为空;

a5:移动设备接收到注册响应消息后,该移动设备发送了注册消息且注册响应消息的目的地址为发送的注册消息的源地址;

a6:移动设备查看接收到的注册响应消息,如果注册响应消息的负载为空,则将自己的节点id设置为注册响应消息的目的地址的节点id;

s2:数据采集

a1:数据源向移动设备物联云上传数据,物联云对数据安全进行检测,如果安全,则系统激活解析模块;如果不安全,则系统不激活解析模块,继续对数据安全进行检测;

a2:解析模块对数据片段进行解析;

a3:加密模块之随机数发生器自动生成一组随机数p,并加密发送给物联云;

a4:物联云根据p和服务器中设定的算法种子sp生成密钥kp,并将kp加密发送到加密模块;

a5:加密模块使用密钥kp对数据进行加密;

a6:加密模块生成rsa公钥,并使用rsa公钥加密密钥kp和步骤a5中加密后的数据;

a7:存储模块将加密后的数据进行分类、并存入物联云数据库;

s3:数据管理模块对采集数据测评;

a1:物联云向根据数据中心的反馈记录轮询入库时刻;

a2:物联云根据反馈获取并且记录上报时刻,进行采集模块性能分析、通信性能分析和;

a3:物联云向采集模块发送轮询请求并且将轮询请求发送时间记为轮询发送时刻,将轮询超时次数的数值初始化为0;

a4:物联云在发送轮询请求后开始记录等待时间;

a5:物联云判断轮询超时次数的数值是否大于轮询阈值,若轮询超时次数的数值未大于轮询阈值则将轮询超时次数的数值加一并且将等待时间清零;若轮询超时次数的数值大于轮询阈值则在数据中心内记录轮询超时次数的数值;

a6:将接收到采集数据的时间记为轮询接收时刻,所述云平台将采集数据和获取采集数据的采集时刻存储至数据中心并且根据数据中心的反馈记录轮询入库时刻,所述云平台在数据中心记录轮询超时次数的数值

作为本技术方案的进一步优化,本发明一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,一个移动设备同一时刻最多能够执行k项任务,k值为取值范围为正整数的预设值;一项任务在n个移动设备运行,n为预设的大于0的正整数;在接入节点位于物联子网中,位于物联子网中的移动设备构成物联云的条件下,则向接入节点发送任务请求消息,该任务请求消息的源地址为互联网用户自己的ip地址,目的地址为接入节点的本地单播地址;接入节点的本地单播地址的网络前缀为物联子网的网络前缀。

作为本技术方案的进一步优化,本发明一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,在接入节点位于物联子网中,位于物联子网中的移动设备构成物联云的条件下,接入节点从互联网用户接收到个任务请求消息后,将这些任务请求消息中的任务构建成一个任务集合,该任务集合中不存在重复的元素。

作为本技术方案的进一步优化,本发明一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,接入节点执行之后检测到仍然有任务id所标识的任务没有执行,则将值等增大于2的整数;接入节点的物联云表中任务id集合域值中的元素个数小于物联云表项的个数远大于2。

作为本技术方案的进一步优化,本发明一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,物联云遍历时间长度a内数据中心存储的采集数据并且根据稳定阈值计算长期数据稳定率,所述长期数据稳定率为时间长度a内采集数据与对比数据的差值的绝对值小于稳定阈值的采集数据的数量与时间长度a内采集数据的总数量的比值。

作为本技术方案的进一步优化,本发明一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,通信模块和采集模块包括采集通讯一体的变送器和采集通讯分离的网关与传感器,一个接入路由器和与该接入路由器相连的所有接入节点以及与所述接入节点链路相连的传感器节点和执行节点构成一个网络。

作为本技术方案的进一步优化,本发明一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,物联云中还包括云地址,云地址由网络前缀、链路前缀、数据id以及云地址标识符构成,其中网络前缀唯一标识一个子网,链路前缀唯一标识一个子网中的基础设施节点,数据id唯一标识多媒体数据。

本发明的技术效果和优点:本发明一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,对数据源上传的采用不同通信协议的数据,借助云计算的高效性进行兼容性处理,提高了数据存储系统的通用性,使得数据存储更加方便快捷,可快速获取网络服务,提高服务质量,从长期数据采集稳定性等方面对云平台、网关和传感器的性能进行了细致的测评和数据统计展示,方便用户根据自己的场景需要和得到的测评数据,以此选用合适的传感器、网关、云平台和变送器,节约用户的成本,通过该方法可快速实现多媒体数据通信,提高服务质量具有广泛的应用领域、前景。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。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。

本发明提供的一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,所述物联网中包括接入路由器、交换机和接入节点、设备节点、解析模块、加密模块、存储模块、数据管理模块,接入节点和设备节点具有一个无线接口,设备节点与接入节点通过无线接口进行通信,物联网由若干组子网构成,一组物联子网内的所有移动设备构成物联云,接入节点维护一个物联云表,每个物联云表项包含链路地址域、任务id集合域和生命周期域,一组子网通过下述过程实现前缀配置,具体包括如下步骤:

s1:网络前缀预先设置

a1:接入路由器从每个接口f发送链路前缀配置消息,该链路前缀配置消息的源地址为接入路由器的单播地址,接入路由器由路由骨干网相联,并维护一个路由表,一个路由表项由接口域、数据id域、队列域、路径域以及生命周期域构成,其中,接口域指向到达数据提供者的下一跳,数据id域值为数据消费者请求的数据的数据id,队列域值为当前待处理的获取数据消息的个数,路径域值是保存路由表的路由器与数据提供者之间的距离,目的地址为0,负载为参数c,参数i、参数f和参数h,参数h的初始值为0,移动设备创建一个本地单播地址,该本地单播地址的节点id为产生的随机数,移动设备发送一个注册消息,该注册消息的源地址为创建的本地单播地址,目的地址为接入节点的本地单播地址;

a2:接入节点收到注册消息后,查看物联云表中是否存在链路地址域值等于接收到的注册消息的源地址的链路地址的物联云表项;

a3:接入节点产生一个随机数,接入节点发送一个注册响应消息,该注册响应消息的源地址为接收到的注册消息的目的地址,目的地址为接收到的注册消息中的源地址;

a4:接入节点发送一个注册响应消息,该注册响应消息的源地址为接收到的注册消息的目的地址,目的地址为接收到的注册消息中的源地址,消息负载为空;

a5:移动设备接收到注册响应消息后,该移动设备发送了注册消息且注册响应消息的目的地址为发送的注册消息的源地址;

a6:移动设备查看接收到的注册响应消息,如果注册响应消息的负载为空,则将自己的节点id设置为注册响应消息的目的地址的节点id;

s2:数据采集

a1:数据源向移动设备物联云上传数据,物联云对数据安全进行检测,如果安全,则系统激活解析模块;如果不安全,则系统不激活解析模块,继续对数据安全进行检测;

a2:解析模块对数据片段进行解析;

a3:加密模块之随机数发生器自动生成一组随机数p,并加密发送给物联云;

a4:物联云根据p和服务器中设定的算法种子sp生成密钥kp,并将kp加密发送到加密模块;

a5:加密模块使用密钥kp对数据进行加密;

a6:加密模块生成rsa公钥,并使用rsa公钥加密密钥kp和步骤a5中加密后的数据;

a7:存储模块将加密后的数据进行分类、并存入物联云数据库;

s3:数据管理模块对采集数据测评;

a1:物联云向根据数据中心的反馈记录轮询入库时刻;

a2:物联云根据反馈获取并且记录上报时刻,进行采集模块性能分析、通信性能分析和;

a3:物联云向采集模块发送轮询请求并且将轮询请求发送时间记为轮询发送时刻,将轮询超时次数的数值初始化为0;

a4:物联云在发送轮询请求后开始记录等待时间;

a5:物联云判断轮询超时次数的数值是否大于轮询阈值,若轮询超时次数的数值未大于轮询阈值则将轮询超时次数的数值加一并且将等待时间清零;若轮询超时次数的数值大于轮询阈值则在数据中心内记录轮询超时次数的数值;

a6:将接收到采集数据的时间记为轮询接收时刻,所述云平台将采集数据和获取采集数据的采集时刻存储至数据中心并且根据数据中心的反馈记录轮询入库时刻,所述云平台在数据中心记录轮询超时次数的数值

具体的,一个移动设备同一时刻最多能够执行k项任务,k值为取值范围为正整数的预设值;一项任务在n个移动设备运行,n为预设的大于0的正整数;在接入节点位于物联子网中,位于物联子网中的移动设备构成物联云的条件下,则向接入节点发送任务请求消息,该任务请求消息的源地址为互联网用户自己的ip地址,目的地址为接入节点的本地单播地址;接入节点的本地单播地址的网络前缀为物联子网的网络前缀。

具体的,在接入节点位于物联子网中,位于物联子网中的移动设备构成物联云的条件下,接入节点从互联网用户接收到个任务请求消息后,将这些任务请求消息中的任务构建成一个任务集合,该任务集合中不存在重复的元素。

具体的,接入节点执行之后检测到仍然有任务id所标识的任务没有执行,则将值等增大于2的整数;接入节点的物联云表中任务id集合域值中的元素个数小于物联云表项的个数远大于2。

具体的,物联云遍历时间长度a内数据中心存储的采集数据并且根据稳定阈值计算长期数据稳定率,所述长期数据稳定率为时间长度a内采集数据与对比数据的差值的绝对值小于稳定阈值的采集数据的数量与时间长度a内采集数据的总数量的比值。

具体的,通信模块和采集模块包括采集通讯一体的变送器和采集通讯分离的网关与传感器,一个接入路由器和与该接入路由器相连的所有接入节点以及与所述接入节点链路相连的传感器节点和执行节点构成一个网络。

具体的,物联云中还包括云地址,云地址由网络前缀、链路前缀、数据id以及云地址标识符构成,其中网络前缀唯一标识一个子网,链路前缀唯一标识一个子网中的基础设施节点,数据id唯一标识多媒体数据。

综上所述:本发明一种基于云的物联网多媒体数据通信方法,对数据源上传的采用不同通信协议的数据,借助云计算的高效性进行兼容性处理,提高了数据存储系统的通用性,使得数据存储更加方便快捷,可快速获取网络服务,提高服务质量,从长期数据采集稳定性等方面对云平台、网关和传感器的性能进行了细致的测评和数据统计展示,方便用户根据自己的场景需要和得到的测评数据,以此选用合适的传感器、网关、云平台和变送器,节约用户的成本,通过该方法可快速实现多媒体数据通信,提高服务质量具有广泛的应用领域、前景。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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