一种基于边缘计算的未注册传感器主动发现方法及装置与流程

文档序号:36658233发布日期:2024-01-06 23:47阅读:26来源:国知局
本发明涉及一种基于边缘计算的未注册传感器主动发现方法及装置,属于信息通信网络。
背景技术
::1、随着智能电网的建设,传感技术作为新兴技术已经广泛应用到电网各环节,如线路覆冰监测、变压器油温监测、机房消防监测等,整体提升了电网的智能化运行水平。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,将信息传送至用户。但应用广泛的同时,也带来信息孤岛、接口复杂、交叉系统多等一系列管理与技术问题。2、与传统的固定网络不同,传感器网络一般没有严格的控制中心,网络的部署无需依赖于任何预设的网络设施。节点可以随时加入或离开网络,进行自我调节,启动后就可以快速、自动地组成一个独立的网络,以完成监测、传感数据等任务,具有自组织、可扩展性强等优点。但同时,传感节点规模往往较大。节点可能由于环境干扰和节点故障等因素而退出网络运行,也可能由于工作需要而使新的传感器节点加入到网络中,传感器网络的拓扑结构呈现高度的动态性。3、针对网络中大量、频繁的传感器状态识别、身份认证等问题,设备本身受限的计算、存储资源成为一对鲜明矛盾。针对终端设备资源受限问题的传统解决方法是将数据上传至云端系统做统一集中式分析与处理,但云端数据中心通常部署在远离设备端的地方,这就带来以下两个问题:第一,网络带宽中海量的数据交互给数据中心之间的带宽链路带来巨大压力;第二,数据传输发生在终端设备与云端数据中心之间,由于网络带宽、传输距离、环境、干扰源等因素的影响使数据传输存在较大的时延。4、此外,由于全局地址在通信中的能量消耗较大,因此在传感器网络中并不采用传统的tcp/ip协议框架对每个节点分配全局唯一的地址标识。并且节点计算、存储、通信能力有限,许多应用场景下电源能量亦有限。因此迫切需要一种基于边缘计算的传感器主动发现及快速接入方法。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种基于边缘计算的未注册传感器主动发现方法及装置,以解决无线传感网络中大量、频繁的传感器状态识别、身份认证等问题带来的云端系统压力大,时延严重等问题。2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:3、一方面,本发明提供一种基于边缘计算的未注册传感器主动发现方法,该方法在汇聚节点上执行,包括:4、通过向对端汇聚节点发送心跳报文或接收对端汇聚节点发送的心跳报文自动感知汇聚节点;5、将感知到的汇聚节点挂载到接入节点或其它汇聚节点下实现汇聚节点的组网;6、自动感知传感器网络中未注册的传感器,根据接收到的指令,将未注册的传感器进行注册或拉入黑名单。7、进一步地,所述通过向对端汇聚节点发送心跳报文或接收对端汇聚节点发送的心跳报文自动感知汇聚节点,包括:8、响应于汇聚节点之间没有数据来往达到预设的第一时间间隔,向对端汇聚节点发送一次心跳报文;9、若向对端汇聚节点发送心跳报文有回应,且两端汇聚节点之间心跳检测保持时间达到预设的第三时间间隔,则将对端汇聚节点确认为感知到的汇聚节点。10、进一步地,所述通过向对端汇聚节点发送心跳报文或接收对端汇聚节点发送的心跳报文自动感知汇聚节点,还包括:11、若向对端汇聚节点发送心跳报文无回应达到预设的第二时间间隔,或在预设的第二时间间隔内未收到对端汇聚节点发送的心跳报文,则主动断开与对端汇聚节点的连接。12、进一步地,所述将感知到的汇聚节点挂载到接入节点或其它汇聚节点下实现汇聚节点的组网,包括:13、基于snmp协议的节点发现算法,将感知到的汇聚节点挂载到接入节点或其它汇聚节点下实现汇聚节点的组网。14、进一步地,所述基于snmp协议的节点发现算法,将感知到的汇聚节点挂载到接入节点或其它汇聚节点下实现汇聚节点的组网,包括:15、通过snmp管理站将感知到的汇聚节点的ip地址存入待访问节点队列;16、重复执行以下操作,直至待访问节点队列为空:17、从待访问节点队列中取出一个节点ip,将其看作当前节点,通过snmp协议获取当前节点全部接口的ip地址,根据ospf协议选取routerid,将接口表中最大的ip作为该节点的id,并将该信息写入到已访问节点队列中,同时删除待访问节点队列中与当前节点接口ip相同的地址;18、通过snmp协议的getnextrequest操作,获取当前节点的iproutetable,所述iproutetable包括iproutedest、iproutetype、iproutenexthop和iproutemask;19、根据iproutetype值进行判定,若iproutetype=3,则根据iproutedest和iproutemask获得路由目的地址所在的子网,将当前节点id与子网地址写入到已发现的子网队列中,否则将当前节点id和iproutenexthop写入到已知节点和子网连接关系的队列中。20、进一步地,所述自动感知传感器网络中未注册的传感器,根据接收到的指令,将未注册的传感器进行注册或拉入黑名单,包括:21、接收传感器节点的数据报文;22、对接收到的传感器节点数据报文进行解析得到传感器身份标识符,对传感器身份标识符进行身份验证,判断是否为未注册传感器;23、根据接收到的指令,将未注册传感器进行注册或拉入黑名单。24、进一步地,所述对传感器身份标识符进行身份验证,判断是否为未注册传感器,包括:25、验证传感器身份标识符的长度是否符合规范;26、若符合规范,将传感器身份标识符进行分解,获得生产厂商代码和产品代码;27、验证生产厂商代码是否在汇聚节点的传感器身份标识符台账中注册,若未注册,则判定为未注册传感器。28、进一步地,所述对传感器身份标识符进行身份验证,判断是否为未注册传感器,还包括:29、若生产厂商代码已在传感器身份标识符台账中注册,则验证产品代码是否在传感器身份标识符台账中注册,若未注册,则判定为未注册传感器。30、进一步地,所述对传感器身份标识符进行身份验证,判断是否为未注册传感器,还包括:31、若验证传感器身份标识符的长度不符合规范,则将传感器判断为异常传感器,可选择将其拉入黑名单。32、进一步地,所述根据接收到的指令,将未注册传感器进行注册或拉入黑名单,包括:33、根据接收到的注册指令,将通过身份验证的传感器身份标识符存入传感器身份标识符台账中,完成传感器身份标识符的注册。34、进一步地,所述根据接收到的指令,将未注册传感器进行注册或拉入黑名单,包括:35、根据接收到的拉黑指令,将通过身份验证的传感器身份标识符存入预先在汇聚节点中建立的屏蔽台账中。36、另一方面,本发明提供一种基于边缘计算的未注册传感器主动发现装置,包括设置在汇聚节点的节点感知模块、节点挂载模块和无线通讯模块,37、所述节点感知模块,用于通过向对端汇聚节点发送心跳报文或接收对端汇聚节点发送的心跳报文自动感知汇聚节点;38、所述节点挂载模块,用于将感知到的汇聚节点挂载到接入节点或其它汇聚节点下实现汇聚节点的组网;;39、所述无线通讯模块,用于自动感知传感器网络中未注册的传感器,根据接收到的指令,对未注册的传感器进行注册或拉入黑名单。40、进一步地,所述无线通讯模块,包括:41、信息采集模块,用于采集传感器节点的数据报文,并将其发送至处理模块;42、处理模块,用于对接收到的传感器节点数据报文进行解析得到传感器身份标识符,基于传感器身份标识符台账,对解析得到的传感器身份标识符进行身份验证,判断是否为未注册传感器;根据接收到的指令,将未注册传感器进行注册或拉入黑名单;43、存储模块,用于建立传感器身份标识符台账和/或屏蔽台账。44、进一步地,所述无线通讯模块,还包括:45、信息传输模块,用于将处理模块处理后的传感器的注册或拉黑信息通过无线网络发送至云端中心。46、本发明还提供一种电子设备,包括,一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行根据前述方法中的任一方法的指令。47、本发明还提供一种可读存储介质,其上存储有一个或多个程序,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行前述方法中的任一方法。与现有技术相比,本发明有益效果在于:48、1)本发明通过汇聚节点自动感知,能够有效避免死亡节点的冗余,并及时纳入活动节点,实现汇聚节点组网的高效管理,提高网络整体效用性;49、2)本发明基于移动边缘计算,通过传感器标识验证方式实现未注册传感器的主动发现及快速接入,减小了减轻了汇聚节点与云端中心之间的带宽链路的压力,具有时延低、灵活性高、感知范围广的优点;50、3)本发明通过汇聚节点预设时间间隔的心跳报文自动感知并记录汇聚节点信息及传感器节点信息,克服了大量无意义的心跳包信息占用计算及存储空间的弊端;51、4)本发明解决了网络中大量、频繁的传感器状态识别、身份认证等问题带来的云端系统压力大,时延严重等问题,克服了传感器网络中传感节点接入、断连频繁,造成的管理混乱以及存在被攻击的风险等缺点;52、5)本发明解决了网络设备数量成几何级数增加、网络结构愈加复杂、其覆盖地域不断扩大,造成的网络管理困难问题;53、6)本发明通过基于snmp协议的节点发现算法将多个ip地址进行归并,解决了网络中一台路由器有多个ip地址,若将属于同一节点的不同ip地址作为多个节点来处理,则无法反映出网络设备正确的分布情况,从而导致网络拓扑发现错误的问题;54、7)本发明基于snmp协议的节点发现算法可以克服目前算法使用mib库system组中的sysobjectid或者sysname判断多个ip地址是否属于同一节点,可能存在未设定的情况,随意性较大,无法准确判断节点情况的弊端;55、8)本发明根据ospf协议选取routerid,将接口表里最大的ip地址用来当作节点的标识,克服了实际网络运行环境中,部分路由器最小ip地址是私有地址,还有部分地址为0.0.0.0,从而出现一个最小ip地址对应多个路由器的弊端。当前第1页12当前第1页12
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