本發(fā)明涉及智能傳感網(wǎng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種異種智能傳感網(wǎng)協(xié)作通信的通用平臺(tái)。

背景技術(shù)：

智能傳感網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)具有傳感能力、存儲(chǔ)能力、計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)通信能力的智能傳感器，通過某種通信協(xié)議連接起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。得益于科技的發(fā)展，智能傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已在安全監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)流程控制、智能電網(wǎng)等方面得到較廣泛的應(yīng)用。但不同的智能傳感網(wǎng)絡(luò)之間的差異性較大，存在著拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同、通信協(xié)議不同、協(xié)同機(jī)制不同等諸多差異，這使得人們需要為每一種傳感網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)定制僅適用于特定網(wǎng)絡(luò)的單一平臺(tái)。

事實(shí)上，智能傳感網(wǎng)絡(luò)與普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最大不同，是前者的應(yīng)用維度更加多樣化，從工業(yè)生產(chǎn)到農(nóng)業(yè)勞作，從視頻監(jiān)控到智能家居，尤其在很多時(shí)候同一地點(diǎn)需要同時(shí)部署氣候監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)傳感信息網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)異種的智能傳感網(wǎng)絡(luò)。多個(gè)智能傳感網(wǎng)在同一地點(diǎn)共存時(shí)，需要解決的一大問題就是網(wǎng)絡(luò)隔離問題，即網(wǎng)絡(luò)之間要保證相互獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾。并且，為實(shí)現(xiàn)多個(gè)智能傳感網(wǎng)在同一地點(diǎn)同時(shí)部署，傳統(tǒng)的做法是為每個(gè)智能傳感網(wǎng)絡(luò)分別設(shè)計(jì)不同的硬件器件，搭設(shè)單獨(dú)的通信模塊，分別設(shè)計(jì)不同的軟件對(duì)每個(gè)智能傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，這在提倡可持續(xù)發(fā)展、鼓勵(lì)節(jié)約成本、提倡提高資源利用率的當(dāng)今社會(huì)是較不科學(xué)的做法，也缺乏靈活性。同時(shí)，不同智能傳感網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)的監(jiān)控方式不一樣，這就需要花費(fèi)更多的人力物力對(duì)每一個(gè)智能傳感網(wǎng)絡(luò)、每一個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)維護(hù)，維護(hù)成本較高且應(yīng)對(duì)異常的反應(yīng)延遲較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種異種智能傳感網(wǎng)協(xié)作通信的通用平臺(tái)，該平臺(tái)能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)異種的智能傳感器網(wǎng)進(jìn)行部署，實(shí)現(xiàn)靈活定制，穩(wěn)定共存，其兼容性、靈活性、隔離性、部署效率較高。

為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是：

一種異種智能傳感網(wǎng)協(xié)作通信的通用平臺(tái)，包括中心控制器模塊、網(wǎng)絡(luò)流表定制與下發(fā)模塊和節(jié)點(diǎn)定制與部署模塊；其中中心控制器模塊用于管理和維護(hù)整個(gè)通用平臺(tái)的運(yùn)作；網(wǎng)絡(luò)流表定制與下發(fā)模塊用于定制交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)流表，并將定制的轉(zhuǎn)發(fā)流表下發(fā)至可定制流表的交換機(jī)中，使得交換機(jī)能夠根據(jù)制定的流表對(duì)送來的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；所述節(jié)點(diǎn)定制與部署模塊用于對(duì)某一智能傳感網(wǎng)的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)文件進(jìn)行創(chuàng)建，并在文件中對(duì)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的功能進(jìn)行制定，然后將節(jié)點(diǎn)文件部署到相應(yīng)的交換機(jī)中。

優(yōu)選地，所述通用平臺(tái)還包括有節(jié)點(diǎn)刪除模塊，所述節(jié)點(diǎn)刪除模塊用于刪除某一指定的已部署的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選地，節(jié)點(diǎn)刪除模塊刪除傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的具體過程如下：

（1）停止傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)所在交換機(jī)上的對(duì)應(yīng)進(jìn)程；

（2）刪除相應(yīng)交換機(jī)上傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)文件以及對(duì)應(yīng)的心跳文件。

優(yōu)選地，所述通用平臺(tái)還包括有數(shù)據(jù)庫模塊，數(shù)據(jù)庫模塊用于對(duì)各個(gè)交換機(jī)信息、智能傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行信息以及傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，便于對(duì)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)流表定制與下發(fā)模塊定制轉(zhuǎn)發(fā)流表的具體過程如下：

（1）根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)流走向?qū)γ恳粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)的match-action結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)發(fā)流表進(jìn)行規(guī)劃與制定；

（2）中心控制器模塊與可定制流表的交換機(jī)之間使用STL通信協(xié)議進(jìn)行通信，將制定好的流表項(xiàng)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的可定制流表的交換機(jī)中。

優(yōu)選地，節(jié)點(diǎn)定制與部署模塊創(chuàng)建與部署節(jié)點(diǎn)的具體過程如下：

（1）創(chuàng)建屬于指定智能傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)文件與節(jié)點(diǎn)心跳文件；

（2）在節(jié)點(diǎn)文件上對(duì)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算功能與通信功能進(jìn)行定制；

（3）定制完節(jié)點(diǎn)功能后，通過node_send函數(shù)將節(jié)點(diǎn)文件與節(jié)點(diǎn)心跳文件部署到對(duì)應(yīng)的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)所屬的交換機(jī)中。

優(yōu)選地，所述傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)間計(jì)算與通信模塊、心跳模塊、監(jiān)控模塊和日志模塊；

其中節(jié)點(diǎn)間計(jì)算與通信模塊用于進(jìn)行計(jì)算，并且用于傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與同一智能傳感網(wǎng)中的其他傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信；

心跳模塊用于對(duì)已部署的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，并定時(shí)發(fā)送心跳報(bào)文至中心控制器模塊；

監(jiān)控模塊用于向中心控制器模塊提供傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)所占用的資源監(jiān)控信息；

日志模塊用于記錄傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行信息、心跳信息和異常信息。

優(yōu)選地，所述心跳模塊檢測傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)的具體過程如下：

（1）每隔一段時(shí)間，使用ps –no-heading {進(jìn)程號(hào)}這一命令對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的進(jìn)程號(hào)存在與否進(jìn)行查詢；

（2）若查到對(duì)應(yīng)進(jìn)程號(hào)，則說明傳感器節(jié)點(diǎn)工作正常，發(fā)送傳感器節(jié)點(diǎn)名字至中心控制器模塊的心跳接收端口；

（3）若查不到對(duì)應(yīng)進(jìn)程號(hào)，則說明傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)行不正常，將傳感器節(jié)點(diǎn)名字與”Timeout”字符串記錄到日志模塊中，與此同時(shí)，停止每隔一段時(shí)間對(duì)進(jìn)程號(hào)的查詢，停止向中心控制器模塊的心跳接收端口發(fā)送心跳報(bào)文。

優(yōu)選地，所述中心控制器模塊在運(yùn)行時(shí)初始化其心跳接收端口，并生成一個(gè)字典形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接下來的具體過程如下：

（1）所述中心控制器模塊接收到心跳報(bào)文后，判斷報(bào)文內(nèi)容中的節(jié)點(diǎn)名稱是否在字典中；

（2）若節(jié)點(diǎn)名字在字典中，則刪除對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)器；

（3）若節(jié)點(diǎn)名字不在字典中，則創(chuàng)建一個(gè)新的計(jì)時(shí)器并啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，用于計(jì)算節(jié)點(diǎn)此次接收心跳報(bào)文與上次接收心跳報(bào)文的時(shí)間間隔是否超過特定時(shí)間；

（4）若超過特定時(shí)間，則說明節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障；

（5）若沒超過特定時(shí)間，則說明節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行。

優(yōu)選地，所述監(jiān)控模塊的具體工作原理如下：

（1）每隔一段時(shí)間，通過ps aux | grep {節(jié)點(diǎn)名字} | grep –v ‘grep’指令查詢傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)所占用的資源監(jiān)控信息；

（2）然后將獲得的資源監(jiān)控信息發(fā)送給中心控制器模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供了一種異種智能傳感網(wǎng)協(xié)作通信的通用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同通信協(xié)議、不同協(xié)同機(jī)制等多個(gè)異種傳感網(wǎng)絡(luò)靈活地部署在同一個(gè)通用平臺(tái)上，并且能夠穩(wěn)定共存；提高了網(wǎng)絡(luò)部署效率。

附圖說明

圖1為通用平臺(tái)的一種實(shí)施方式的示意圖。

圖2為通用平臺(tái)的另一種實(shí)施方式的示意圖。

圖3為傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的示意圖。

圖4為通用平臺(tái)、傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的示意圖。

圖5為通用平臺(tái)、傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本專利的限制；

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。

實(shí)施例1

如圖1~5所示，通用平臺(tái)包括中心控制器模塊、網(wǎng)絡(luò)流表定制與下發(fā)模塊和節(jié)點(diǎn)定制與部署模塊；其中中心控制器模塊用于統(tǒng)籌整個(gè)通用平臺(tái)的運(yùn)作；網(wǎng)絡(luò)流表定制與下發(fā)模塊用于定制交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)流表，并將定制的轉(zhuǎn)發(fā)流表下發(fā)至可定制流表的交換機(jī)中，使得交換機(jī)能夠根據(jù)制定的流表對(duì)送來的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；所述節(jié)點(diǎn)定制與部署模塊用于對(duì)某一智能傳感網(wǎng)的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)文件進(jìn)行創(chuàng)建，并在文件中對(duì)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的功能進(jìn)行制定，然后將節(jié)點(diǎn)文件部署到相應(yīng)的交換機(jī)中。

在具體的實(shí)施過程中，如圖1所示，所述通用平臺(tái)還包括有節(jié)點(diǎn)刪除模塊，所述節(jié)點(diǎn)刪除模塊用于刪除某一指定的已部署的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。其中，節(jié)點(diǎn)刪除模塊刪除傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的具體過程如下：

（1）停止傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)所在交換機(jī)上的對(duì)應(yīng)進(jìn)程；

（2）刪除相應(yīng)交換機(jī)上傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)文件以及對(duì)應(yīng)的心跳文件。

在具體的實(shí)施過程中，如圖2所示，所述通用平臺(tái)還包括有數(shù)據(jù)庫模塊，數(shù)據(jù)庫模塊用于對(duì)各個(gè)交換機(jī)信息、智能傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行信息以及傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，便于對(duì)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

在具體的實(shí)施過程中，所述網(wǎng)絡(luò)流表定制與下發(fā)模塊定制轉(zhuǎn)發(fā)流表的具體過程如下：

（1）根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)流走向?qū)γ恳粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)的match-action結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)發(fā)流表進(jìn)行規(guī)劃與制定；

（2）中心控制器模塊與可定制流表的交換機(jī)之間使用STL通信協(xié)議進(jìn)行通信，將制定好的流表項(xiàng)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的可定制流表的交換機(jī)中。

在具體的實(shí)施過程中，節(jié)點(diǎn)定制與部署模塊創(chuàng)建與部署節(jié)點(diǎn)的具體過程如下：

（1）創(chuàng)建屬于指定智能傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)文件與節(jié)點(diǎn)心跳文件；

（2）在節(jié)點(diǎn)文件上對(duì)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算功能與通信功能進(jìn)行定制；

（3）定制完節(jié)點(diǎn)功能后，通過node_send函數(shù)將節(jié)點(diǎn)文件與節(jié)點(diǎn)心跳文件部署到對(duì)應(yīng)的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)所屬的交換機(jī)中。

實(shí)施例2

本實(shí)施例對(duì)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的說明，如圖3所示，所述傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)間計(jì)算與通信模塊、心跳模塊、監(jiān)控模塊和日志模塊；

其中節(jié)點(diǎn)間計(jì)算與通信模塊用于進(jìn)行計(jì)算，并且用于與同一智能傳感網(wǎng)中的其他傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信；

心跳模塊用于對(duì)已部署的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，并定時(shí)發(fā)送心跳報(bào)文至中心控制器模塊；

監(jiān)控模塊用于向中心控制器模塊提供傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)所占用的資源監(jiān)控信息；

日志模塊用于記錄傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行信息、心跳信息和異常信息。

其中節(jié)點(diǎn)間計(jì)算與通信模塊用于具體網(wǎng)絡(luò)的具體節(jié)點(diǎn)計(jì)算，同時(shí)與其他同一網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。具體執(zhí)行辦法如下：

示例網(wǎng)絡(luò)一、定制溫度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)功能，實(shí)現(xiàn)多個(gè)溫度傳感器循環(huán)發(fā)送溫度數(shù)據(jù)：

（1）一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到上一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的溫度數(shù)據(jù)后，結(jié)合本節(jié)點(diǎn)采集到的溫度數(shù)據(jù)，取二者的平均值，作為發(fā)送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度值；

（2）五個(gè)溫度節(jié)點(diǎn)之間交換數(shù)據(jù)，每當(dāng)循環(huán)六輪后，將六輪后的數(shù)據(jù)發(fā)送給第六個(gè)節(jié)點(diǎn)作為協(xié)同工作后溫度采集的一次結(jié)果。

（3）如此不斷循環(huán)，使第六個(gè)節(jié)點(diǎn)采集多次協(xié)同工作后的溫度數(shù)據(jù)。

示例網(wǎng)絡(luò)二、定制電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)功能，實(shí)現(xiàn)電力故障實(shí)時(shí)監(jiān)控：

（1）傳感節(jié)點(diǎn)定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)給監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)后，更新本地的定時(shí)器；

（2）若監(jiān)控節(jié)點(diǎn)沒在特定時(shí)間內(nèi)獲得傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的報(bào)文，則認(rèn)定節(jié)點(diǎn)故障；

（3）監(jiān)控節(jié)點(diǎn)將故障信息上報(bào)給中心控制器模塊；

（4）中心控制器模塊收到故障信息后，立即啟動(dòng)與前一個(gè)故障網(wǎng)絡(luò)并行運(yùn)行的備份傳感網(wǎng)絡(luò)。

示例網(wǎng)絡(luò)三、定制視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)功能，實(shí)現(xiàn)視頻網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)：

（1）視頻采集到的每一視頻數(shù)據(jù)用指定端口號(hào)進(jìn)行標(biāo)記；

（2）將攝像頭將采集到的圖像數(shù)據(jù)，發(fā)送給指定錄像機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理后進(jìn)行顯示；

在具體的實(shí)施過程中，所述心跳模塊檢測傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)的具體過程如下：

（1）每隔一段時(shí)間，使用ps –no-heading {進(jìn)程號(hào)}這一命令對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的進(jìn)程號(hào)存在與否進(jìn)行查詢；

（2）若查到對(duì)應(yīng)進(jìn)程號(hào)，則說明傳感器節(jié)點(diǎn)工作正常，發(fā)送傳感器節(jié)點(diǎn)名字至中心控制器模塊的心跳接收端口；

（3）若查不到對(duì)應(yīng)進(jìn)程號(hào)，則說明傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)行不正常，于是將傳感器節(jié)點(diǎn)名字與”Timeout”字符串記錄到日志模塊中，與此同時(shí)，停止每隔一段時(shí)間對(duì)進(jìn)程號(hào)的查詢，停止向中心控制器模塊的心跳接收端口發(fā)送心跳報(bào)文。

其中，所述中心控制器模塊在運(yùn)行時(shí)初始化其心跳接收端口，并生成一個(gè)字典形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接下來的具體過程如下：

（1）所述中心控制器模塊接收到心跳報(bào)文后，判斷報(bào)文內(nèi)容中的節(jié)點(diǎn)名稱是否在字典中；

（2）若節(jié)點(diǎn)名字在字典中，則刪除對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)器；

（3）若節(jié)點(diǎn)名字不在字典中，則創(chuàng)建一個(gè)新的計(jì)時(shí)器并啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，用于計(jì)算節(jié)點(diǎn)此次接收心跳報(bào)文與上次接收心跳報(bào)文的時(shí)間間隔是否超過特定時(shí)間；

（4）若超過特定時(shí)間，則說明節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障；

（5）若沒超過特定時(shí)間，則說明節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行。

在具體的實(shí)施過程中，所述監(jiān)控模塊的具體工作原理如下：

（1）每隔一段時(shí)間，通過ps aux | grep {節(jié)點(diǎn)名字} | grep –v ‘grep’指令查詢硬件在運(yùn)行時(shí)的監(jiān)控信息；

（2）然后將獲得的監(jiān)控信息發(fā)送給中心控制器模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。