一種基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,本發(fā)明涉及一種基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)作為一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn),在WSN各種典型應(yīng)用中,需要將某一歷史時(shí)段內(nèi)大量的節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來以備將來的查詢使用,這些感知數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)成為WSN研究中的一個(gè)難題,過去人們對(duì)WSN中感知數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)策略進(jìn)行了大量的研究,大體上可以分為下面3種:
(1)集中式存儲(chǔ),節(jié)點(diǎn)將收集到的感知數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊ink節(jié)點(diǎn)(匯聚點(diǎn))存儲(chǔ),網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)都需要將感知數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊ink節(jié)點(diǎn),這將消耗較多的能量,特別當(dāng)感知數(shù)據(jù)采集較快時(shí),另外,臨近Sink節(jié)點(diǎn)的某些節(jié)點(diǎn)需要轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點(diǎn)收集的大量感知數(shù)據(jù),容易造成因?yàn)槟芰肯倪^快而導(dǎo)致這些節(jié)點(diǎn)失效。
[0003](2)本地存儲(chǔ),節(jié)點(diǎn)將收集到的感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在自身的存儲(chǔ)器中,節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)能力和能量有限,不能保存長(zhǎng)時(shí)間歷史段內(nèi)的數(shù)據(jù),容易丟失數(shù)據(jù),每次查詢時(shí)由于要獲得每個(gè)節(jié)點(diǎn)的反饋,查詢時(shí)延較長(zhǎng)。
[0004](3)分段式存儲(chǔ),以數(shù)據(jù)為中心的存儲(chǔ)策略,感知數(shù)據(jù)按照某種特定的信息中介機(jī)制存儲(chǔ)于WSN中某些節(jié)點(diǎn),其缺點(diǎn)就是所需要的信息中介機(jī)制復(fù)雜且需要額外的代價(jià)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的問題是提供一種基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。針對(duì)樹型路由的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),通過采用一種動(dòng)態(tài)規(guī)劃的算法選擇存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的選擇中,通過使存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)能量均衡和所有節(jié)點(diǎn)總能耗最小確保整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效,本發(fā)明引入分段式存儲(chǔ)方法,方便編程,實(shí)現(xiàn)了信息共享、能更有效和方便地實(shí)現(xiàn)信息保護(hù)功能,可以有效解決技術(shù)背景中的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,該存儲(chǔ)方法將WSN數(shù)據(jù)庫中的所有節(jié)點(diǎn)組織為以Sink節(jié)點(diǎn)為根的樹型路由結(jié)構(gòu),并選擇其中部分節(jié)點(diǎn)作為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),任何節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)沿路徑向Sink節(jié)點(diǎn)傳輸,直到遇到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)并被保存下來,節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)被保存在節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的路徑上的最近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中,Sink節(jié)點(diǎn)收到查詢請(qǐng)求后,對(duì)自己所保存的感知數(shù)據(jù)執(zhí)行查詢處理,同時(shí)將查詢命令分發(fā)給相鄰節(jié)點(diǎn),并等待接收其他存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行查詢后的反饋數(shù)據(jù)。
[0007]優(yōu)選的,所述節(jié)點(diǎn)分為普通節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)兩大類,部分普通節(jié)點(diǎn)只采集感知數(shù)據(jù),另外一些普通節(jié)點(diǎn)還轉(zhuǎn)發(fā)收到的數(shù)據(jù),存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)除了采集感知數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)外,還存儲(chǔ)數(shù)據(jù),執(zhí)行查詢和反饋查詢結(jié)果,其中Sink節(jié)點(diǎn)是一類特殊的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。
[0008]優(yōu)選的,所述WSN數(shù)據(jù)庫中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分為3類:感知數(shù)據(jù)、查詢消息數(shù)據(jù)和查詢反饋數(shù)據(jù)。
[0009]優(yōu)選的,所述感知數(shù)據(jù)為由普通節(jié)點(diǎn)所采集的原始數(shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選的,所述查詢消息數(shù)據(jù)為用戶發(fā)送查詢請(qǐng)求時(shí),Sink節(jié)點(diǎn)廣播給所有存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的消息數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選的,所述查詢反饋數(shù)據(jù)為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)收到查詢消息后,執(zhí)行相應(yīng)的處理后得到的數(shù)據(jù),需要傳送到Sink節(jié)點(diǎn)給用戶。
[0012]有益效果:本發(fā)明的基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法引入分段式存儲(chǔ)方法,方便編程,實(shí)現(xiàn)了信息共享、能更有效和方便地實(shí)現(xiàn)信息保護(hù)功能,在實(shí)際應(yīng)用中,往往有些段,特別是數(shù)據(jù)段,在使用過程中會(huì)不斷地增長(zhǎng),而事先又無法確切地知道數(shù)據(jù)段會(huì)增長(zhǎng)到多大。前述的其它幾種存儲(chǔ)管理方式,都難以應(yīng)付這種動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的情況,本發(fā)明的存儲(chǔ)方法能較好地解決這一問題,本發(fā)明針對(duì)樹型路由的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),通過采用一種動(dòng)態(tài)規(guī)劃的算法選擇存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的選擇中,通過使存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)能量均衡和所有節(jié)點(diǎn)總能耗最小確保整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效,實(shí)驗(yàn)表明,該算法能夠較好地減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能耗,延長(zhǎng)整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命。
【附圖說明】
[0013]通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述,各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的,而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中,用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
圖1示出了本發(fā)明基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的流程圖。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面詳細(xì)說明本發(fā)明一種基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0016]本發(fā)明一種基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的【具體實(shí)施方式】:
該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法將WSN數(shù)據(jù)庫中的所有節(jié)點(diǎn)組織為以Sink節(jié)點(diǎn)為根的樹型路由結(jié)構(gòu),并選擇其中部分節(jié)點(diǎn)作為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),任何節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)沿路徑向Sink節(jié)點(diǎn)傳輸,直到遇到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)并被保存下來,節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)被保存在節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的路徑上的最近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中,Sink節(jié)點(diǎn)收到查詢請(qǐng)求后,對(duì)自己所保存的感知數(shù)據(jù)執(zhí)行查詢處理,同時(shí)將查詢命令分發(fā)給相鄰節(jié)點(diǎn),并等待接收其他存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行查詢后的反饋數(shù)據(jù)。
[0017]節(jié)點(diǎn)分為普通節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)兩大類,部分普通節(jié)點(diǎn)只采集感知數(shù)據(jù),另外一些普通節(jié)點(diǎn)還轉(zhuǎn)發(fā)收到的數(shù)據(jù),存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)除了采集感知數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)外,還存儲(chǔ)數(shù)據(jù),執(zhí)行查詢和反饋查詢結(jié)果,其中Sink節(jié)點(diǎn)是一類特殊的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。WSN數(shù)據(jù)庫中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分為3類:感知數(shù)據(jù)、查詢消息數(shù)據(jù)和查詢反饋數(shù)據(jù)。感知數(shù)據(jù)為由普通節(jié)點(diǎn)所采集的原始數(shù)據(jù)。查詢消息數(shù)據(jù)為用戶發(fā)送查詢請(qǐng)求時(shí),Sink節(jié)點(diǎn)廣播給所有存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的消息數(shù)據(jù)。查詢反饋數(shù)據(jù)為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)收到查詢消息后,執(zhí)行相應(yīng)的處理后得到的數(shù)據(jù),需要傳送到Sink節(jié)點(diǎn)給用戶。
[0018]該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組織為樹型結(jié)構(gòu),每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)以無線多跳方式向Sink節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù),節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)被保存在節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的路徑上的最近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中,Sink節(jié)點(diǎn)收到查詢請(qǐng)求后,對(duì)自己所保存的感知數(shù)據(jù)執(zhí)行查詢處理,同時(shí)將查詢命令分發(fā)給相鄰節(jié)點(diǎn),并等待接收其他存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行查詢后的反饋數(shù)據(jù)。
[0019]該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的部分節(jié)點(diǎn)組織成相對(duì)固定的樹型結(jié)構(gòu)進(jìn)行路由,其他節(jié)點(diǎn)作為樹中的葉節(jié)點(diǎn)可以自由移動(dòng)并向這些節(jié)點(diǎn)發(fā)送所采集的感知數(shù)據(jù)。
[0020]該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的傳感器節(jié)點(diǎn)任意分布在空間,并且可以自由移動(dòng),節(jié)點(diǎn)之間通過從Sink節(jié)點(diǎn)洪泛廣播消息建立以Sink節(jié)點(diǎn)為根的動(dòng)態(tài)路由樹,消息中含有當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息,收到消息的節(jié)點(diǎn)選擇發(fā)送消息中跳數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)作為雙親節(jié)點(diǎn),依次建立整棵路由樹。
[0021]該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,查詢頻率一般低于數(shù)據(jù)采集頻率,存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的使用能夠有效減少整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量消耗,為了延長(zhǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期,我們認(rèn)為應(yīng)該盡量使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效,我們采用兩種目標(biāo)來確保達(dá)到:(1)能量均衡,即無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的能量消耗較為平均,不至于使某些存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)能量較快耗盡;(2)所有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能耗之和最小。
[0022]該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法引入分段式存儲(chǔ)方法,方便編程,實(shí)現(xiàn)了信息共享、能更有效和方便地實(shí)現(xiàn)信息保護(hù)功能,在實(shí)際應(yīng)用中,往往有些段,特別是數(shù)據(jù)段,在使用過程中會(huì)不斷地增長(zhǎng),而事先又無法確切地知道數(shù)據(jù)段會(huì)增長(zhǎng)到多大。前述的其它幾種存儲(chǔ)管理方式,都難以應(yīng)付這種動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的情況,該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的存儲(chǔ)方法能較好地解決這一問題,該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法針對(duì)樹型路由的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),通過采用一種動(dòng)態(tài)規(guī)劃的算法選擇存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的選擇中,通過使存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)能量均衡和所有節(jié)點(diǎn)總能耗最小確保整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效,實(shí)驗(yàn)表明,該算法能夠較好地減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能耗,延長(zhǎng)整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及實(shí)施方式內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,其特征在于,該基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法將WSN數(shù)據(jù)庫中的所有節(jié)點(diǎn)組織為以Sink節(jié)點(diǎn)為根的樹型路由結(jié)構(gòu),并選擇其中部分節(jié)點(diǎn)作為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),任何節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)沿路徑向Sink節(jié)點(diǎn)傳輸,直到遇到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)并被保存下來,節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)被保存在節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的路徑上的最近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中,Sink節(jié)點(diǎn)收到查詢請(qǐng)求后,對(duì)自己所保存的感知數(shù)據(jù)執(zhí)行查詢處理,同時(shí)將查詢命令分發(fā)給相鄰節(jié)點(diǎn),并等待接收其他存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行查詢后的反饋數(shù)據(jù)。2.按照權(quán)利要求1所述的基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,其特征在于:所述節(jié)點(diǎn)分為普通節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)兩大類,部分普通節(jié)點(diǎn)只采集感知數(shù)據(jù),另外一些普通節(jié)點(diǎn)還轉(zhuǎn)發(fā)收到的數(shù)據(jù),存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)除了采集感知數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)外,還存儲(chǔ)數(shù)據(jù),執(zhí)行查詢和反饋查詢結(jié)果,其中Sink節(jié)點(diǎn)是一類特殊的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。3.按照權(quán)利要求1所述的基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,其特征在于:所述WSN數(shù)據(jù)庫中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分為3類:感知數(shù)據(jù)、查詢消息數(shù)據(jù)和查詢反饋數(shù)據(jù)。4.按照權(quán)利要求3所述的基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,其特征在于:所述感知數(shù)據(jù)為由普通節(jié)點(diǎn)所采集的原始數(shù)據(jù)。5.按照權(quán)利要求3所述的基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,其特征在于:所述查詢消息數(shù)據(jù)為用戶發(fā)送查詢請(qǐng)求時(shí),Sink節(jié)點(diǎn)廣播給所有存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的消息數(shù)據(jù)。6.按照權(quán)利要求3所述的基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,其特征在于:所述查詢反饋數(shù)據(jù)為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)收到查詢消息后,執(zhí)行相應(yīng)的處理后得到的數(shù)據(jù),需要傳送到Sink節(jié)點(diǎn)給用戶。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于分段式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域,該存儲(chǔ)方法將WSN數(shù)據(jù)庫中的所有節(jié)點(diǎn)組織為以Sink節(jié)點(diǎn)為根的樹型路由結(jié)構(gòu),并選擇其中部分節(jié)點(diǎn)作為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),任何節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)沿路徑向Sink節(jié)點(diǎn)傳輸,節(jié)點(diǎn)所采集的感知數(shù)據(jù)被保存在節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的路徑上的最近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中,Sink節(jié)點(diǎn)收到查詢請(qǐng)求后,對(duì)自己所保存的感知數(shù)據(jù)執(zhí)行查詢處理,同時(shí)將查詢命令分發(fā)給相鄰節(jié)點(diǎn),并等待接收其他存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行查詢后的反饋數(shù)據(jù),本發(fā)明引入分段式存儲(chǔ)方法,方便編程,實(shí)現(xiàn)了信息共享、能更有效和方便地實(shí)現(xiàn)信息保護(hù)功能。
【IPC分類】H04L29/08
【公開號(hào)】CN105391794
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510858031
【發(fā)明人】劉顯明, 郝悍勇, 潘理, 鐘華, 朱正剛, 楊繼海, 夏一博, 孫欣
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)江西省電力公司信息通信分公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日