專利名稱：一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理方法，具體涉及一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)是當(dāng)前在國際上備受關(guān)注的前沿?zé)狳c研究領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用前景，能應(yīng)用于軍事國防、工農(nóng)業(yè)控制、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境檢測、搶險救災(zāi)、危險區(qū)域遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，被認(rèn)為是對21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并通過位于網(wǎng)絡(luò)邊緣Sink節(jié)點向用戶(可能包括人、計算 機或其他設(shè)備)提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息，典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖I所示，其中Sink節(jié)點作為連接傳感器網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)(Internet/3G等)的中介，向內(nèi)以傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與傳感器節(jié)點通信，向外以現(xiàn)有的各種有線或無線方式接入互聯(lián)網(wǎng)或其他通信網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)除了具有傳統(tǒng)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的移動性、間斷性、動態(tài)性等特點外，還具有節(jié)點通信和計算能力有限、電源能量和存儲能力受限的顯著特點。因此，在設(shè)計基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)時，能效設(shè)計原則是決定其可用性和有效性的關(guān)鍵內(nèi)容之一。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主要考慮問題包括低功耗節(jié)點設(shè)計、能效的路由協(xié)議實現(xiàn)、高效的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理方案等，其中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理具體包括感知數(shù)據(jù)的采集、存儲和檢索這幾個方面；對用戶來說，傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心是感知數(shù)據(jù)，即強調(diào)以數(shù)據(jù)為中心的特點，因此，設(shè)計既符合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點又滿足用戶需求的數(shù)據(jù)管理方案是開展無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個重要方面。當(dāng)前無線傳感器應(yīng)用中的數(shù)據(jù)管理方案大體可以分為兩種網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理方案和網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理方案。網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理方案強調(diào)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的采集、存儲和檢索，在這種方案中，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將感知到的環(huán)境數(shù)據(jù)存儲在其中一些通過某種機制選擇的節(jié)點上，這些存儲有感知數(shù)據(jù)的節(jié)點被稱作存儲節(jié)點(存儲節(jié)點自身也具備采集數(shù)據(jù)的功能)，用戶對目標(biāo)數(shù)據(jù)的查詢通過Sink節(jié)點發(fā)起，Sink節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中廣播或單播含有目標(biāo)數(shù)據(jù)信息的查詢包，查詢包在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點間轉(zhuǎn)發(fā)，直到到達(dá)目標(biāo)數(shù)據(jù)所在的存儲節(jié)點，存儲節(jié)點將目標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)往Sink節(jié)點隨后被交付給用戶，至此，感知數(shù)據(jù)的采集、存儲和查詢這一整個過程全部由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點協(xié)作完成。根據(jù)存儲節(jié)點的選擇機制，網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理方案又可分為基于本地存儲(Local-Storage Based)和基于數(shù)據(jù)為中心存儲(Data-Centric-Storage Based)兩種實施方案。在基于本地存儲的實施方案中，存儲節(jié)點即為自身節(jié)點，即節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)存儲在自身的存儲空間中，查詢通過Sink節(jié)點在全網(wǎng)中廣播查詢包來實現(xiàn)；在基于數(shù)據(jù)為中心存儲的實施方案中，傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部實現(xiàn)類似于DHT方式的數(shù)據(jù)存儲和查詢，網(wǎng)絡(luò)中的感知數(shù)據(jù)基于事件規(guī)則被賦予鍵值，通過哈希函數(shù)，這些鍵值與網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點建立映射關(guān)系，那么這些與某一鍵值建立了映射關(guān)系的節(jié)點即為該鍵值數(shù)據(jù)的存儲節(jié)點，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點采集到數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)的鍵值即可將數(shù)據(jù)送往其對應(yīng)的存儲節(jié)點上存儲，查詢通過Sink節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中單播包含目標(biāo)數(shù)據(jù)鍵值的查詢包來實現(xiàn)，基于該方案的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖2所示。對比分析這兩種實施方案，基于數(shù)據(jù)為中心存儲的數(shù)據(jù)管理方案要優(yōu)于基于本地存儲的數(shù)據(jù)管理方案表現(xiàn)在以下兩個方面a)基于本地存儲的實施方案中，由于用戶無法確定目標(biāo)數(shù)據(jù)的存儲節(jié)點，因此只有在網(wǎng)絡(luò)中廣播查詢包來獲取數(shù)據(jù)；而在基于DHT機制數(shù)據(jù)為中心存儲的實施方案中，用戶明確知道目標(biāo)數(shù)據(jù)的存儲節(jié)點，因此通過單播的方式即可獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)，即基于數(shù)據(jù)為中心存儲的數(shù)據(jù)管理方案查詢代價要低于基于本地存儲的數(shù)據(jù)管理方案方案；b)通過事件規(guī)則機制，可以實現(xiàn)多粒度數(shù)據(jù)服務(wù)功能，在降低能耗的同時也為用戶提供更靈活的數(shù)據(jù)服務(wù)，如通過定義事件規(guī)則，在不同級別上融合相關(guān)數(shù)據(jù)并賦予不同的鍵值存儲在不同的節(jié)點上，用戶即可通過鍵值獲取這些不同粒度的數(shù)據(jù)。網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理方案則強調(diào)在傳感器網(wǎng)絡(luò)外部實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的存儲和查詢，在這種 方案中，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點采集到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一地傳送給Sink節(jié)點，隨后sink節(jié)點將這些感知數(shù)據(jù)送往固定的存儲設(shè)備存儲，用戶的查詢被送往Sink節(jié)點，Sink節(jié)點解析后在前往存儲設(shè)備獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)并將查詢結(jié)果返回給用戶。典型的網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理實施方案是將存儲設(shè)備直接掛載在Sink節(jié)點上，由于在這種實施方案中，數(shù)據(jù)的存儲和查詢都是在傳感器網(wǎng)絡(luò)的邊緣，因此,這種網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理方案被稱做基于邊緣存儲(Edge-Storage Based)的數(shù)據(jù)管理，基于該方案的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖3所示。通過上文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理方案的描述，總結(jié)如下網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理方案最大限度地利用節(jié)點有限的通信、計算和存儲能力，在節(jié)點上實現(xiàn)了對感知數(shù)據(jù)的采集、存儲和查詢工作；基于數(shù)據(jù)為中心存儲的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理方案利用DHT工作方式和事件規(guī)則機制，最大限度地減小網(wǎng)絡(luò)的通信代價，并為用戶提供了多粒度數(shù)據(jù)服務(wù)功能，這為開展面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了靈活的支撐保證。網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理方案則盡可能地簡化傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心內(nèi)容，將感知數(shù)據(jù)的存儲和查詢在傳感器網(wǎng)絡(luò)外部實現(xiàn)，由于Sink節(jié)點和存儲設(shè)備的計算、存儲能力不受限制，因此，在Sink節(jié)點和存儲設(shè)備上，可以實現(xiàn)復(fù)雜能耗的數(shù)據(jù)挖掘、歷史數(shù)據(jù)管理等服務(wù)功能，這為開展面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了較大的發(fā)展空間。然而，我們不難發(fā)現(xiàn)它們都存在各自的一些缺陷對于網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理方案，由于節(jié)點存儲能力受限，節(jié)點的存儲空間很快將被耗盡，新的數(shù)據(jù)將覆蓋舊的數(shù)據(jù)，因此存儲節(jié)點總是保存當(dāng)前一段時間內(nèi)的感知數(shù)據(jù)，即歷史數(shù)據(jù)全部丟失，在許多傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，用戶通過對歷史數(shù)據(jù)的分析挖掘來預(yù)測未來，顯然，這種數(shù)據(jù)管理方案難以適用于對歷史數(shù)據(jù)有需求的應(yīng)用場景。對于網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理方案，主要有以下方面的不足a)在越來越多的傳感器和執(zhí)行器相結(jié)合的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，無論是時效性還是固有需求上來講，這種網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理都不適合；如在基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的火警監(jiān)測應(yīng)用中，不同的傳感器節(jié)點(節(jié)點上分別有溫度、濕度、煙霧濃度等傳感器)不間斷地采集監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度、煙霧濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)并存儲在相應(yīng)的存儲點，連接有警聲器的執(zhí)行器節(jié)點則不間斷地從存儲點上獲取這些數(shù)據(jù)的最新值，一旦這些數(shù)據(jù)顯示發(fā)生了火情則警聲器響起，顯然，在這類應(yīng)用中，低延時的數(shù)據(jù)查詢和最少的人為干涉才可能提供更可信的火警監(jiān)測服務(wù)，而網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理由于其數(shù)據(jù)存儲在網(wǎng)絡(luò)外部難以實時地響應(yīng)網(wǎng)內(nèi)用戶的需求；b)由于網(wǎng)絡(luò)中的所有傳感器節(jié)點直接將采集的原始數(shù)據(jù)傳送到外部存儲設(shè)備中，然而實際中可能被用戶查詢的數(shù)據(jù)將非常少，即這種方案將導(dǎo)致大量的冗余數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳送這些冗余數(shù)據(jù)會消耗傳感器網(wǎng)絡(luò)受限的能量，顯然，這不適合能效的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計原則。綜上所述，在現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，主要采用了網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理或網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理的方案實現(xiàn)對感知數(shù)據(jù)的采集、存儲和查詢等操作，對于數(shù)據(jù)服務(wù)單需求的用戶來 說，這些數(shù)據(jù)管理方案能夠較好的滿足用戶的需求，但是，隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，用戶對傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)需求逐漸呈現(xiàn)多樣化趨向，可能包括對不同粒度數(shù)據(jù)的需求、對歷史數(shù)據(jù)的需求等，顯然，先前的數(shù)據(jù)管理方案無法適應(yīng)這種用戶數(shù)據(jù)服務(wù)多需求下的場景應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為克服現(xiàn)有技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在對采集數(shù)據(jù)的存取方面采用單一的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理或網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理的方案，而隨著用戶對傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)需求逐漸呈現(xiàn)多樣化趨向，僅采用某一種數(shù)據(jù)存儲策略的技術(shù)方案將無法適應(yīng)這種用戶數(shù)據(jù)服務(wù)多需求下的場景應(yīng)用。因此，一方面本發(fā)明對網(wǎng)內(nèi)基于數(shù)據(jù)為中心的存儲方式增加了多粒度的策略，將各個傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行多粒度預(yù)處理再執(zhí)行網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)為中心的存儲；另一方面，在基于網(wǎng)外Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時本發(fā)明增加了智能交互模塊，將現(xiàn)有的被動式的接收存儲方式改進(jìn)為基于用戶需求的互動式的網(wǎng)外存儲，即本發(fā)明提出了一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取方法和系統(tǒng)。本發(fā)明針對現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理方案無法適應(yīng)用戶數(shù)據(jù)服務(wù)多需求下的場景應(yīng)用這一缺陷，在綜合網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)外數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，提出了一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理方案，該方案結(jié)合了網(wǎng)內(nèi)基于數(shù)據(jù)為中心存儲和網(wǎng)外基于邊緣存儲的數(shù)據(jù)管理方案，根據(jù)用戶的不同數(shù)據(jù)服務(wù)需求，提供靈活的數(shù)據(jù)管理。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取方法，該方法基于用戶需求選擇傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲方法，包含數(shù)據(jù)存儲和查詢方法，所述數(shù)據(jù)存儲方法包含在傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，實施基于數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲方式；在傳感器網(wǎng)絡(luò)外部，采用Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；其中，所述基于數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲方式在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲步驟之前還執(zhí)行通過事件規(guī)則機制為用戶建立多粒度數(shù)據(jù)存儲策略的步驟；所述Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時基于用戶的查詢處理對用戶的數(shù)據(jù)需求做分析預(yù)測并作出相應(yīng)的響應(yīng)，實現(xiàn)自適應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)存儲；所述數(shù)據(jù)查詢方法為所述Sink節(jié)點解析用戶的查詢請求，并基于解析后的請求查詢用戶所需數(shù)據(jù)，如果所述Sink節(jié)點存儲有用戶的查詢數(shù)據(jù)則將查詢結(jié)果通過接口返回給用戶；否則，將所需查詢數(shù)據(jù)的鍵值發(fā)送到所述sink節(jié)點進(jìn)行智能分析處理得到用戶所需事件的鍵值，并將依據(jù)分析處理的結(jié)果發(fā)送開啟所述鍵值映射的存儲節(jié)點數(shù)據(jù)上報功能的命令包，并通過傳感器網(wǎng)絡(luò)接口下發(fā)到相應(yīng)的存儲節(jié)點，存儲節(jié)點收到該命令包開啟其數(shù)據(jù)上報功能并開始上傳其數(shù)據(jù)到所述的Sink節(jié)點進(jìn)行存儲。上述技術(shù)方案中，所述的多粒度數(shù)據(jù)存儲策略為首先，根據(jù)用戶的任務(wù)，抽象出不同的初級事件，將傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點采集的感知數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到其所屬的事件，并將屬于每個事件的感知數(shù)據(jù)賦予一個統(tǒng)一的鍵值Key ;其次，從初級事件中抽象出高級別的事件，將存儲節(jié)點上融合感知數(shù)據(jù)得到的初級事件數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到其所屬的高級別事件，并將屬于高級別事件的初級事件數(shù)據(jù)賦予一個統(tǒng)一的鍵值key;以此重復(fù)進(jìn)行，直至達(dá)到最高級別事件；最后，通過上述的事件規(guī)則機制 ，網(wǎng)絡(luò)中的感知數(shù)據(jù)和事件數(shù)據(jù)都被賦予鍵值，類似于DHT的哈希機制進(jìn)一步將這些鍵值與網(wǎng)絡(luò)中的存儲節(jié)點建立映射關(guān)系，當(dāng)節(jié)點采集到感知數(shù)據(jù)后，根據(jù)其鍵值將感知數(shù)據(jù)送往所映射的存儲節(jié)點上存儲，當(dāng)存儲節(jié)點融合感知數(shù)據(jù)得到事件數(shù)據(jù)后，亦根據(jù)其鍵值將事件數(shù)據(jù)送往所映射的存儲節(jié)點上存儲。最終，傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)被組織成一種多粒度結(jié)構(gòu)，從低到高，呈現(xiàn)了從感知數(shù)據(jù)到事件數(shù)據(jù)的融合過程。上述技術(shù)方案中，所述的自適應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)存儲進(jìn)一步包含如下步驟步驟301，開啟或關(guān)閉所述傳感器網(wǎng)絡(luò)的存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的步驟，網(wǎng)絡(luò)初始化時，所述Sink節(jié)點向所述傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播開啟或關(guān)閉存儲節(jié)點數(shù)據(jù)上報功能的命令包，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)中的存儲節(jié)點根據(jù)該命令包開啟或關(guān)閉其數(shù)據(jù)上報功能；步驟302，網(wǎng)絡(luò)工作階段，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)接口接收所述傳感器網(wǎng)的數(shù)據(jù)包，解析后送往所述sink節(jié)點包含的數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲；步驟303，查詢用戶需求信息的步驟，用戶發(fā)送查詢所述傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的某類信息的請求信息，所述sink節(jié)點的查詢處理模塊將該請求信息轉(zhuǎn)換為所述Sink節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲模塊可理解的查詢命令，所述數(shù)據(jù)存儲模塊接受所述查詢命令并檢索相應(yīng)的數(shù)據(jù)，同時所述智能模塊也接收所述的查詢命令用于對用戶數(shù)據(jù)需求進(jìn)行分析處理；步驟304，當(dāng)所述數(shù)據(jù)存儲模塊中沒有存儲用戶所要查詢的數(shù)據(jù)時，則查詢失敗，進(jìn)入下一步驟；反之，則向所述用戶反饋所述數(shù)據(jù)存儲模塊中存放查詢的數(shù)據(jù)，進(jìn)入最后一個步驟；步驟305，所述智能模塊分析所述查詢命令，將所述命令解析為若干特征參數(shù)，所述特征參數(shù)包含用戶查詢請求信息的數(shù)據(jù)鍵值信息，然后依據(jù)該數(shù)據(jù)鍵值信息生成開啟所述數(shù)據(jù)鍵值所映射存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令包，所述命令包被傳感器網(wǎng)絡(luò)接口下發(fā)到傳感器網(wǎng)絡(luò)的存儲節(jié)點，所述的存儲節(jié)點向所述Sink節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲模塊上傳所述用戶查詢的數(shù)據(jù)，等待用戶下一次發(fā)送查詢請求。所述特征參數(shù)還包含用戶對某類信息的查詢頻率信息。所述智能模塊還執(zhí)行關(guān)閉已經(jīng)開啟的存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的步驟，依據(jù)用戶對某類信息的查詢頻率信息，如果某一鍵值在很長一段時間內(nèi)沒有被查詢時，所述智能模塊則執(zhí)行關(guān)閉該數(shù)據(jù)鍵值所映射存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令。步驟301所述網(wǎng)絡(luò)初始化時存儲節(jié)點數(shù)據(jù)上報功能缺省設(shè)置為開。步驟303所述的用戶通過Internet/3G接口發(fā)送查詢請求信息。
基于以上的方法，本發(fā)明還提供一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲方式和網(wǎng)外的Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的方式，包含傳感器網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)感知節(jié)點，傳感器網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點，sink存儲節(jié)點，其特征在于，所述網(wǎng)內(nèi)感知節(jié)點包含感知數(shù)據(jù)鍵值生成模塊，用于將節(jié)點采集的感知數(shù)據(jù)賦予其所屬事件的鍵值；發(fā)送模塊，用于向所述網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點發(fā)送采集的感知數(shù)據(jù)；所述網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點按照所存儲的事件的級別從高到底分為若干級，所述網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點具體包含開啟或關(guān)閉設(shè)置模塊，用于設(shè)置存儲節(jié)點向所述的Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)上報功能的開啟或關(guān)閉的狀態(tài)；事件數(shù)據(jù)鍵值生成模塊，用于將融合感知數(shù)據(jù)得到的事件數(shù)據(jù)賦予其所屬高級別 事件的鍵值；發(fā)送模塊，用于向所述的更高級網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點發(fā)送事件數(shù)據(jù)；接收模塊，用于接收所述感知節(jié)點采集的感知數(shù)據(jù)或接受較低級別的網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點發(fā)送的事件數(shù)據(jù)；所述Sink節(jié)點包含智能模塊，用于基于用戶的查詢處理對用戶的數(shù)據(jù)需求做分析預(yù)測并發(fā)出開啟或關(guān)閉某些傳感器網(wǎng)絡(luò)存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令，實現(xiàn)自適應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)管理存儲。上述技術(shù)方案中，所述Sink節(jié)點還包含數(shù)據(jù)存儲模塊，用于接收用戶的查詢請求信息進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢或接收開啟的存儲節(jié)點上報的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；查詢處理及發(fā)送模塊，用于將所述請求信息轉(zhuǎn)換為所述數(shù)據(jù)存儲模塊可理解的查詢命令，發(fā)往所述數(shù)據(jù)存儲單元和所述智能單元；傳感器網(wǎng)絡(luò)接口模塊，用于連接所述Sink節(jié)點與所述傳感器網(wǎng)絡(luò)；和用戶接口模塊，用于接收用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)查詢請求信息。所述智能模塊進(jìn)一步包含緩存預(yù)處理單元用于截取用戶的每次查詢請求，并從所述查詢請求中提取相關(guān)的查詢元數(shù)據(jù)；對所述查詢數(shù)據(jù)經(jīng)過濾和統(tǒng)計處理得到有關(guān)用戶數(shù)據(jù)需求的某些特征參數(shù)；分析預(yù)測單元接收所述緩存預(yù)處理單元輸出的有關(guān)用戶數(shù)據(jù)需求的特征參數(shù)，并基于這些參數(shù)，采用模型分析方法，預(yù)測出用戶對數(shù)據(jù)的不同需求，并基于預(yù)測結(jié)果，輸出開啟那個存儲節(jié)點上報功能的動作參數(shù)；動作執(zhí)行及存儲單元接收所述分析預(yù)測單元輸出的動作參數(shù)，將所述動作參數(shù)轉(zhuǎn)化為傳感器網(wǎng)絡(luò)命令包送往所述傳感器網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)而下發(fā)到傳感器網(wǎng)絡(luò)，以控制相關(guān)的存儲節(jié)點關(guān)閉或開啟數(shù)據(jù)上報功能；其中，所述分析預(yù)測單元根據(jù)用戶查詢請求的鍵值信息開啟存儲節(jié)點的上報功能的動作參數(shù)；所述分析預(yù)測單元根據(jù)用戶查詢頻率信息判決是否關(guān)閉存儲節(jié)點的上報功能的動作參數(shù)。所述關(guān)閉存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的步驟，依據(jù)用戶對某類信息的查詢頻率信息，如果某一鍵值數(shù)據(jù)在很長一段時間內(nèi)沒有被查詢時，則執(zhí)行關(guān)閉該數(shù)據(jù)鍵值所映射存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令。所述用戶接口單元包含= Internet接口或3G接口。本發(fā)明的優(yōu)點在于，一方面采用對網(wǎng)內(nèi)基于數(shù)據(jù)為中心的存儲方式增加了多粒度的策略，將各個傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行多粒度預(yù)處理再執(zhí)行網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)為中心的存儲，這樣在滿足用戶不同粒度的數(shù)據(jù)需求的同時，也可以進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)匯聚時的能量消耗；另一方面，在基于網(wǎng)外Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時本發(fā)明增加了智能交互模塊，將現(xiàn)有的被動式的接收存儲方式改進(jìn)為基于用戶需求的互動式的網(wǎng)外存儲，靈活高效地實現(xiàn)了對歷史數(shù)據(jù)的管理，大大提高用戶數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量的靈活性，同時節(jié)約了 Sink節(jié)點的存儲空間。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的典型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用結(jié)構(gòu)；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的基于數(shù)據(jù)為中心存儲的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)的基于邊緣存儲的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)；圖4是本發(fā)明的面向用戶多需求的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)；圖5是本發(fā)明的基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居應(yīng)用中的數(shù)據(jù)多粒度結(jié)構(gòu)；圖6是本發(fā)明的sink節(jié)點的功能模塊原理圖；圖7是本發(fā)明的智能模塊功能單元圖；圖8是本發(fā)明的系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲的流程圖；圖9是本發(fā)明的系統(tǒng)執(zhí)行用戶查詢的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明的具體實施方案是在傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，實施基于數(shù)據(jù)為中心存儲的數(shù)據(jù)管理，通過事件規(guī)則機制建立多粒度數(shù)據(jù)管理方案；在傳感器網(wǎng)絡(luò)外部，增強基于邊緣存儲的數(shù)據(jù)管理能力，在Sink節(jié)點上增加智能模塊，以提供智能用戶需求分析和反饋功能，本發(fā)明中將這種綜合了較大存儲能力和智能分析與反饋功能的Sink節(jié)點稱為Proxy,通過Proxy的存儲和智能用戶需求分析與反饋，建立自適應(yīng)歷史數(shù)據(jù)管理方案；本發(fā)明提出的面向用戶多需求的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖4所示。網(wǎng)內(nèi)基于事件規(guī)則的多粒度數(shù)據(jù)管理在數(shù)據(jù)為中心存儲方案中，傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點基于其功能被標(biāo)識為感知節(jié)點或存儲節(jié)點；網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點都可以采集感知數(shù)據(jù)，基于某種規(guī)則，它們被存儲在網(wǎng)絡(luò)中一部分節(jié)點上，即這部分節(jié)點除了具備采集感知數(shù)據(jù)的功能外，還負(fù)責(zé)存儲自身或來自其他節(jié)點的數(shù)據(jù)，標(biāo)識為存儲節(jié)點，而其他的僅具備采集感知數(shù)據(jù)功能的節(jié)點則標(biāo)識為感知節(jié)點。在基于事件規(guī)則的多粒度數(shù)據(jù)管理方案中，首先，根據(jù)用戶的任務(wù)，抽象出不同的初級事件，將傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(包括感知節(jié)點和存儲節(jié)點)采集的感知數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到其所屬的事件，并將屬于每個事件的感知數(shù)據(jù)賦予一個統(tǒng)一的鍵值Key ;其次，從初級事件中抽象出高級別的事件，將存儲節(jié)點上融合感知數(shù)據(jù)得到的初級事件數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到其所屬的高級別事件，并將屬于高級別事件的初級事件數(shù)據(jù)賦予一個統(tǒng)一的鍵值key ；以此重復(fù)進(jìn)行，直至達(dá)到最高級別事件；例如在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居應(yīng)用系統(tǒng)中，根據(jù)用戶的任務(wù)，抽象出初級事件有火情監(jiān)測，破窗而入監(jiān)測，破門而入監(jiān)測、燈光控制，加濕器控制等，關(guān)聯(lián)這些初級事件的感知數(shù)據(jù)，如火情監(jiān)測事件關(guān)聯(lián)的感知數(shù)據(jù)包括溫度和煙霧濃度，將這些感知數(shù)據(jù)賦予鍵值“火情”，破窗而入監(jiān)測事件關(guān)聯(lián)的感知數(shù)據(jù)包括振動、聲音感知量，將這些感知數(shù)據(jù)賦予鍵值“破窗”，破門而入監(jiān)測事件關(guān)聯(lián)的感知數(shù)據(jù)包括門磁感知量，將這些感知數(shù)據(jù)賦予鍵值“破門”，進(jìn)一步從破窗而入監(jiān)測和破門而入監(jiān)測這兩個初級事件中抽象出高一級別的入侵監(jiān)測事件，與之關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)則為基于感知數(shù)據(jù)融合后的破窗事件數(shù)據(jù)和破門事件數(shù)據(jù)(事件數(shù)據(jù)一般表現(xiàn)為判斷某一事件是否發(fā)生的布爾型值)，將這些事件數(shù)據(jù)賦予鍵值“入侵”，再進(jìn)一步從入侵監(jiān)測和火情監(jiān)測這兩個事件中抽象出高一級別的險情監(jiān)測事件，并為相應(yīng)的數(shù)據(jù)賦予鍵值“險情”，以此重復(fù)進(jìn)行…通過上面所述的事件規(guī)則機制，節(jié)點采集的感知數(shù)據(jù)和融合感知數(shù)據(jù)得到的事件數(shù)據(jù)都被賦予鍵值key，類似于DHT的哈希機制進(jìn)一步將這些鍵值與網(wǎng)絡(luò)中的存儲節(jié)點建立映射關(guān)系，當(dāng)節(jié)點采集到感知數(shù)據(jù)后，根據(jù)其鍵值將感知數(shù)據(jù)送往所映射的存儲節(jié)點上 存儲，當(dāng)存儲節(jié)點融合感知數(shù)據(jù)得到事件數(shù)據(jù)后，亦根據(jù)其鍵值將事件數(shù)據(jù)送往所映射的存儲節(jié)點上存儲。最終，傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)被組織成一種多粒度結(jié)構(gòu)，從低到高，呈現(xiàn)了從感知數(shù)據(jù)到事件數(shù)據(jù)的融合過程，針對上述的智能家居應(yīng)用中，給出其數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)實例如圖5所示，這些不同粒度的數(shù)據(jù)統(tǒng)一地存儲在網(wǎng)絡(luò)中不同的存儲節(jié)點上，為Sink節(jié)點提供統(tǒng)一的訪問方式。網(wǎng)外自適應(yīng)歷史數(shù)據(jù)管理在傳感器網(wǎng)絡(luò)外部,本發(fā)明基于Proxy的存儲和智能用戶需求分析與反饋功能，實現(xiàn)自適應(yīng)歷史數(shù)據(jù)管理，Proxy的功能模塊圖如圖6所示。在現(xiàn)有技術(shù)的sink節(jié)點的基礎(chǔ)上，通過增加了智能模塊，智能模塊基于用戶的查詢處理對用戶的數(shù)據(jù)需求做分析預(yù)測并作出相應(yīng)的響應(yīng)，從而實現(xiàn)自適應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)管理，智能模塊的功能單元圖如圖7所示。所述智能模塊的功能包括緩存預(yù)處理單元、分析預(yù)測單元和動作單元，各單元的主要功能描述如下緩存預(yù)處理單元用戶的每次查詢被查詢處理模塊做相應(yīng)處理后會被該單元截取，從中提取相關(guān)的查詢元數(shù)據(jù)，經(jīng)過濾、統(tǒng)計等處理后得到有關(guān)用戶數(shù)據(jù)需求的一些特征參數(shù)，如查詢數(shù)據(jù)的鍵值、查詢頻率等，并將這些參數(shù)傳送給其后續(xù)單元。分析預(yù)測單元接收緩存預(yù)處理單元輸出的有關(guān)用戶數(shù)據(jù)需求的特征參數(shù)，并基于這些參數(shù)，采用模型分析方法，預(yù)測出用戶對數(shù)據(jù)的不同需求，并基于預(yù)測結(jié)果，輸出動作參數(shù)。動作單元接收分析預(yù)測單元的輸出，將動作參數(shù)轉(zhuǎn)化為傳感器網(wǎng)絡(luò)命令包送往傳感器網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)而下發(fā)到傳感器網(wǎng)絡(luò)，以開啟或關(guān)閉傳感器網(wǎng)絡(luò)中的存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能。增加了智能模塊后，具備存儲和智能用戶需求分析與反饋功能的Proxy工作流程如下所述
網(wǎng)絡(luò)初始化時，Proxy向傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播開啟或關(guān)閉存儲節(jié)點數(shù)據(jù)上報功能的命令包，網(wǎng)絡(luò)中的存儲節(jié)點根據(jù)該命令包開啟或關(guān)閉其數(shù)據(jù)上報功能(默認(rèn)情況下存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能處于開啟狀態(tài))；步驟301，網(wǎng)絡(luò)工作階段，傳感器網(wǎng)絡(luò)接口接收來自傳感器網(wǎng)的數(shù)據(jù)包，解析后送往數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲；步驟302，用戶查詢通過Internet/3G接口后，在查詢處理模塊中被轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)存儲模塊可理解的查詢命令，一方面被送往數(shù)據(jù)存儲模塊中檢索相應(yīng)的數(shù)據(jù)，另一方面被送往智能模塊做用戶數(shù)據(jù)需求智能分析處理。步驟303，當(dāng)用戶所要查詢的數(shù)據(jù)不在數(shù)據(jù)存儲模塊中時，查詢失?。挥捎谥悄苣K同樣獲取了這次失敗查詢的相關(guān)元數(shù)據(jù)，經(jīng)其分析預(yù)測后，會生成開啟該數(shù)據(jù)鍵值所映射存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令包，該命令包被傳感器網(wǎng)絡(luò)接口下發(fā)到傳感器網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的存儲節(jié)點開啟其數(shù)據(jù)上報功能并上報數(shù)據(jù)，用戶的下一次查詢即可獲得該數(shù)據(jù)。步驟304，智能模塊中的緩存預(yù)處理單元中緩存有用戶數(shù)據(jù)需求的特征參數(shù)，這些 參數(shù)包括數(shù)據(jù)的鍵值，查詢頻率等，分析預(yù)測單元根據(jù)用戶對某一鍵值數(shù)據(jù)的查詢頻率會自動做出相應(yīng)的控制動作，如當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一鍵值數(shù)據(jù)在很長一段時間內(nèi)沒有被查詢時，智能模塊就會關(guān)閉該數(shù)據(jù)鍵值所映射存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能。針對本發(fā)明提供的存儲方法和系統(tǒng)，如果用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢時采用的技術(shù)手段為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做展開說明?；谏厦娴恼f明，本發(fā)明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲流程如圖8所示，傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的存儲節(jié)點接收感知節(jié)點發(fā)送的感知數(shù)據(jù)或其他存儲節(jié)點發(fā)送的事件數(shù)據(jù)并存儲，一方面判斷其數(shù)據(jù)上報功能是否處于開啟狀態(tài)，若是，則將其存儲的感知數(shù)據(jù)或事件數(shù)據(jù)通過傳感器網(wǎng)絡(luò)接口傳送給Proxy節(jié)點進(jìn)一步存儲在Proxy的數(shù)據(jù)存儲模塊中，否則不上傳并繼續(xù)等待新的數(shù)據(jù)的到來；另一方面判斷是否有更高級別的事件，若有，則融合接收到的感知數(shù)據(jù)或事件數(shù)據(jù)得到更高級別的事件數(shù)據(jù)，并根據(jù)其鍵值將其發(fā)送往所映射的存儲節(jié)點，否則，不處理并繼續(xù)等待新的數(shù)據(jù)到來?；谏厦娴恼f明，本發(fā)明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢流程如圖9所示，用戶的查詢通過Proxy的Internet/3G接口傳送到查詢處理模塊，查詢處理模塊解析查詢后送往數(shù)據(jù)存儲模塊中查詢用戶所需數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲模塊返回查詢的結(jié)果，若查詢成功，則查詢處理模塊將得到的結(jié)果數(shù)據(jù)通過Internet/3G接口返回給用戶；否則，將所需查詢數(shù)據(jù)的鍵值發(fā)送到智能模塊，智能模塊執(zhí)行分析后生產(chǎn)開啟該鍵值所映射的存儲節(jié)點數(shù)據(jù)上報功能的命令包，并通過傳感器網(wǎng)絡(luò)接口下發(fā)到相應(yīng)的存儲節(jié)點，存儲節(jié)點收到該命令包開啟其數(shù)據(jù)上報功能并開始上傳其數(shù)據(jù)到Proxy的數(shù)據(jù)存儲模塊中。本發(fā)明針對用戶數(shù)據(jù)需求多樣化的傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景，提出了綜合利用網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)管理的方案，實現(xiàn)了網(wǎng)內(nèi)基于事件規(guī)則機制的多粒度數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)外基于Proxy存儲和智能用戶需求分析與反饋的自適應(yīng)歷史數(shù)據(jù)管理，為用戶提供靈活的數(shù)據(jù)服務(wù)。需要說明的是，以上介紹的本發(fā)明的實施方案而并非限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，任何對本發(fā)明技術(shù)方案的修改或者等同替代都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取方法，該方法基于用戶需求選擇傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲方法，包含數(shù)據(jù)存儲和查詢方法， 所述數(shù)據(jù)存儲方法包含 在傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，實施基于數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲方式； 在傳感器網(wǎng)絡(luò)外部，采用Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲； 其中， 所述基于數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲方式在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲步驟之前還執(zhí)行通過事件規(guī)則機制為用戶建立多粒度數(shù)據(jù)存儲策略的步驟； 所述Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時基于用戶的查詢處理對用戶的數(shù)據(jù)需求做分析預(yù)測并作出相應(yīng)的響應(yīng)，實現(xiàn)自適應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)存儲； 所述數(shù)據(jù)查詢方法為 所述Sink節(jié)點解析用戶的查詢請求，并基于解析后的請求查詢用戶所需數(shù)據(jù)，如果所述Sink節(jié)點存儲有用戶的查詢數(shù)據(jù)則將查詢結(jié)果通過接口返回給用戶；否則，將所需查詢數(shù)據(jù)的鍵值發(fā)送到所述sink節(jié)點進(jìn)行智能分析處理得到用戶所需事件的鍵值，并將依據(jù)分析處理的結(jié)果發(fā)送開啟所述鍵值映射的存儲節(jié)點數(shù)據(jù)上報功能的命令包，并通過傳感器網(wǎng)絡(luò)接口下發(fā)到相應(yīng)的存儲節(jié)點，存儲節(jié)點收到該命令包開啟其數(shù)據(jù)上報功能并開始上傳其數(shù)據(jù)到所述的Sink節(jié)點進(jìn)行存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲方法，其特征在于，所述的多粒度數(shù)據(jù)存儲策略為 首先，根據(jù)用戶的任務(wù)，抽象出不同的初級事件，將傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點采集的感知數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到其所屬的事件，并將屬于每個事件的感知數(shù)據(jù)賦予一個統(tǒng)一的鍵值Key ； 其次，從初級事件中抽象出高級別的事件，將存儲節(jié)點上融合感知數(shù)據(jù)得到的初級事件數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到其所屬的高級別事件，并將屬于高級別事件的初級事件數(shù)據(jù)賦予一個統(tǒng)一的鍵值key ;以此重復(fù)進(jìn)行，直至達(dá)到最高級別事件； 最后，通過上述的事件規(guī)則機制，網(wǎng)絡(luò)中的感知數(shù)據(jù)和事件數(shù)據(jù)都被賦予鍵值，類似于DHT的哈希機制進(jìn)一步將這些鍵值與網(wǎng)絡(luò)中的存儲節(jié)點建立映射關(guān)系，當(dāng)節(jié)點采集到感知數(shù)據(jù)后，根據(jù)其鍵值將感知數(shù)據(jù)送往所映射的存儲節(jié)點上存儲，當(dāng)存儲節(jié)點融合感知數(shù)據(jù)得到事件數(shù)據(jù)后，亦根據(jù)其鍵值將事件數(shù)據(jù)送往所映射的存儲節(jié)點上存儲。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲方法，其特征在于，所述的自適應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)存儲進(jìn)一步包含如下步驟 步驟301，開啟或關(guān)閉所述傳感器網(wǎng)絡(luò)的存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的步驟，網(wǎng)絡(luò)初始化時，所述Sink節(jié)點向所述傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播開啟或關(guān)閉存儲節(jié)點數(shù)據(jù)上報功能的命令包，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)中的存儲節(jié)點根據(jù)該命令包開啟或關(guān)閉其數(shù)據(jù)上報功能； 步驟302，網(wǎng)絡(luò)工作階段，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)接口接收所述傳感器網(wǎng)的數(shù)據(jù)包，解析后送往所述sink節(jié)點包含的數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲； 步驟303，查詢用戶需求信息的步驟，用戶發(fā)送查詢所述傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的某類信息的請求信息，所述sink節(jié)點的查詢處理模塊將該請求信息轉(zhuǎn)換為所述Sink節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲模塊可理解的查詢命令，所述數(shù)據(jù)存儲模塊接受所述查詢命令并檢索相應(yīng)的數(shù)據(jù)，同時所述智能模塊也接收所述的查詢命令用于對用戶數(shù)據(jù)需求進(jìn)行分析處理；步驟304，當(dāng)所述數(shù)據(jù)存儲模塊中沒有存儲用戶所要查詢的數(shù)據(jù)時，則查詢失敗，進(jìn)入下一步驟；反之，則向所述用戶反饋所述數(shù)據(jù)存儲模塊中存放查詢的數(shù)據(jù)，進(jìn)入最后一個步驟； 步驟305，所述智能模塊分析所述查詢命令，將所述命令解析為若干特征參數(shù)，所述特征參數(shù)包含用戶查詢請求信息的數(shù)據(jù)鍵值信息，然后依據(jù)該數(shù)據(jù)鍵值信息生成開啟所述數(shù)據(jù)鍵值所映射存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令包，所述命令包被傳感器網(wǎng)絡(luò)接口下發(fā)到傳感器網(wǎng)絡(luò)的存儲節(jié)點，所述的存儲節(jié)點向所述Sink節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲模塊上傳所述用戶查詢的數(shù)據(jù)，等待用戶下一次發(fā)送查詢請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲方法，其特征在于，所述特征參數(shù)還包含用戶對某類信息的查詢頻率信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲方法，其特征在于，所述智能模塊還執(zhí)行關(guān)閉已經(jīng)開啟的存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的步驟，依據(jù)用戶對某類信息的查詢頻率信息，如果某一鍵值在很長一段時間內(nèi)沒有被查詢時，所述智能模塊則執(zhí)行關(guān)閉該數(shù)據(jù)鍵值所映射存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲方法，其特征在于，步驟301所述網(wǎng)絡(luò)初始化時存儲節(jié)點數(shù)據(jù)上報功能缺省設(shè)置為開。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲方法，其特征在于，步驟303所述的用戶通過Internet/3G接口發(fā)送查詢請求信息。
8.一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲方式和網(wǎng)外的Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的方式，包含傳感器網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)感知節(jié)點，傳感器網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點，sink存儲節(jié)點,其特征在于， 所述網(wǎng)內(nèi)感知節(jié)點包含 感知數(shù)據(jù)鍵值生成模塊，用于將節(jié)點采集的感知數(shù)據(jù)賦予其所屬事件的鍵值； 發(fā)送模塊，用于向所述網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點發(fā)送采集的感知數(shù)據(jù)； 所述網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點按照所存儲的事件的級別從高到底分為若干級，所述網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點具體包含開啟或關(guān)閉設(shè)置模塊，用于設(shè)置存儲節(jié)點向所述的Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)上報功能的開啟或關(guān)閉的狀態(tài)； 事件數(shù)據(jù)鍵值生成模塊，用于將融合感知數(shù)據(jù)得到的事件數(shù)據(jù)賦予其所屬高級別事件的鍵值； 發(fā)送模塊，用于向所述的更高級網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點發(fā)送事件數(shù)據(jù)； 接收模塊，用于接收所述感知節(jié)點采集的感知數(shù)據(jù)或接受較低級別的網(wǎng)內(nèi)事件數(shù)據(jù)存儲節(jié)點發(fā)送的事件數(shù)據(jù)； 所述Sink節(jié)點包含智能模塊，用于基于用戶的查詢處理對用戶的數(shù)據(jù)需求做分析預(yù)測并發(fā)出開啟或關(guān)閉某些傳感器網(wǎng)絡(luò)存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令，實現(xiàn)自適應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)管理存儲。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述Sink節(jié)點還包含 數(shù)據(jù)存儲模塊，用于接收用戶的查詢請求信息進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢或接收開啟的存儲節(jié)點上報的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；查詢處理及發(fā)送模塊，用于將所述請求信息轉(zhuǎn)換為所述數(shù)據(jù)存儲模塊可理解的查詢命令，發(fā)往所述數(shù)據(jù)存儲單元和所述智能單元； 傳感器網(wǎng)絡(luò)接口模塊，用于連接所述Sink節(jié)點與所述傳感器網(wǎng)絡(luò)；和 用戶接口模塊，用于接收用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)查詢請求信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述智能模塊進(jìn)一步包含 緩存預(yù)處理單元用于截取用戶的每次查詢請求，并從所述查詢請求中提取相關(guān)的查詢元數(shù)據(jù)；對所述查詢數(shù)據(jù)經(jīng)過濾和統(tǒng)計處理得到有關(guān)用戶數(shù)據(jù)需求的某些特征參數(shù)；分析預(yù)測單元接收所述緩存預(yù)處理單元輸出的有關(guān)用戶數(shù)據(jù)需求的特征參數(shù)，并基于這些參數(shù)，采用模型分析方法，預(yù)測出用戶對數(shù)據(jù)的不同需求，并基于預(yù)測結(jié)果，輸出開啟那個存儲節(jié)點上報功能的動作參數(shù)； 動作執(zhí)行及存儲單元接收所述分析預(yù)測單元輸出的動作參數(shù)，將所述動作參數(shù)轉(zhuǎn)化為傳感器網(wǎng)絡(luò)命令包送往所述傳感器網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)而下發(fā)到傳感器網(wǎng)絡(luò)，以控制相關(guān)的存儲節(jié)點關(guān)閉或開啟數(shù)據(jù)上報功能； 其中，所述分析預(yù)測單元根據(jù)用戶查詢請求的鍵值信息開啟存儲節(jié)點的上報功能的動作參數(shù)；所述分析預(yù)測單元根據(jù)用戶查詢頻率信息判決是否關(guān)閉存儲節(jié)點的上報功能的動作參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)閉存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的步驟，依據(jù)用戶對某類信息的查詢頻率信息，如果某一鍵值數(shù)據(jù)在很長一段時間內(nèi)沒有被查詢時，則執(zhí)行關(guān)閉該數(shù)據(jù)鍵值所映射存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能的命令。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲方法，其特征在于，所述用戶接口單元包含Internet接口或3G接口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種面向用戶多需求的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取方法及系統(tǒng)，該方法包含數(shù)據(jù)存取方法，所述數(shù)據(jù)存儲方法為在傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，實施基于數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲方式；在傳感器網(wǎng)絡(luò)外部，采用Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；其中，所述基于數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲方式在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲步驟之前還執(zhí)行通過事件規(guī)則機制為用戶建立多粒度數(shù)據(jù)存儲策略的步驟；所述Sink節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時，所述Sink節(jié)點解析用戶的查詢請求查詢用戶所需數(shù)據(jù)，如果所述Sink節(jié)點存儲有用戶的查詢數(shù)據(jù)則將查詢結(jié)果返回給用戶；否則，將查詢請求發(fā)送到sink節(jié)點進(jìn)行智能分析得到用戶所需事件的鍵值，依據(jù)所述鍵值開啟其對應(yīng)的存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)上報功能，將用戶所需數(shù)據(jù)上傳到所述的Sink節(jié)點進(jìn)行存儲。
文檔編號H04W24/00GK102821398SQ20111015372
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者熊浩, 牛溫佳, 趙志軍, 唐暉 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所