[发明专利]一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术和无线传感器网络技术，特别涉及一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法。

背景技术

无线传感网络由置于监测区域内的大量具有感知、计算和通信能力的微型传感器节点构成，其目的是协同监测、采集和处理网络覆盖范围中监测对象的信息，并发送给观察服务器。这些传感节点具有体积小、使用时间长等特点，感知数据信息通过网络节点间的协作采集周围环境的相关信息，进行简单的数据处理后，运用一定的通信方式将信息传输到消息接收服务器进一步的分析和处理。无线传感网络是物联网中最重要组成部分之一。

物联网消息接收服务器是无线传感网络的数据接收端，负责收集、整理、存储数据，并且具有一定的计算能力。在无线传感网络中，传感器设备主要监测任务，数据传输的能力有限、一般情况下，无线传感网络设备与物联网消息接收服务器的数据传输是靠Socket长连接完成的。但在通常情况下，物联网消息接收服务器承载的并发连接数有限，且难以提升。如何解决高并发、大吞吐的无线传感网数据接收是大型物联网研究中的关键问题。

由于现有物联网消息接收服务器不能接收高并发的无线传感网信息，而降低了整个物联网所能拥有的传感器节点的数量，或者降低物联网的接收信息频率。因此，急需一种有效的无线传感网调度方法，解决物联网消息接收服务器所能承载的并发连接数有限的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，以达到在高并发、大吞吐的的情况下，传感网络中大量数据可以准确的进入物联网消息接收服务器数据库。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种物联网中的传感网络连接分配和调度方法，包括以下步骤：步骤一：与物联网中消息接收服务器取得联系，并确定各个消息接收服务器最大承载能力，将已经准备好接收连接任务的消息接收服务器加入消息接收服务器表中；步骤二：根据不同的业务需求，选择合适的分配调度算法；步骤三：监听传感网络的的连接；步骤四：根据已经制定好的连接调度算法，在消息接收服务器表中选择消息接收服务器，将监听到的传感网连接分配给选中消息接收服务器，更新消息接收服务器表中消息接收服务器连接数信息，若消息接收服务器达到了所能承载的最大连接数，将此消息接收服务器标记，暂时不给此消息接收服务器分配连接；步骤五：定期维护消息接收服务器表，检测消息接收服务器表中消息接收服务器的心跳和与消息接收服务器的连接数：若消息接收服务器心跳正常，则将此消息接收服务器继续保留在消息接收服务器表中；若消息接收服务器心跳异常，则将此消息接收服务器从消息接收服务器表中移除，将此消息接收服务器维护的传感网络连接重新分配，更新消息接收服务器表；若消息接收服务器连接与消息接收服务器表中不同，则更新消息接收服务器表。

进一步，在步骤二中，所述分配调度算法采用轮转调度算法，中间件通过轮转调度算法将传感网络连接请求按顺序轮流分配到消息接收服务器表的消息接收服务器上，此算法均等地对待每一个消息接收服务器，而不管消息接收服务器上实际的连接数和系统负载。

进一步，在步骤二中，所述分配调度算法采用加权轮转算法，中间件通过加权轮转调度算法根据真实消息接收服务器的不同处理能力来调度传感网络连接请求，以保证处理能力强的消息接收服务器能处理更多的传感网络连接，中间件可以自动问询消息接收服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

进一步，在步骤二中，所述分配调度算法采用最少连接算法，中间件通过最少连接调度算法动态地将传感网络请求调度到已建立的连接数最少的消息接收服务器上。如果物联网中消息接收服务器具有相近的系统性能，采用最少连接调度算法可以较好地均衡负载。

进一步，在步骤二中，所述分配调度算法采用加权最少连接算法，在物联网中消息接收服务器性能差异较大的情况下，中间件采用加权最少连接调度算法优化负载均衡性能，具有较高权值的消息接收服务器将承受较大比例的活动连接负载，中间件可以自动问询消息接收服务器的负载情况，并动态地调整其权值。

进一步，在步骤二中，所述分配调度算法采用源地址散列算法，中间件根据传感网连接地址，作为散列键从静态分配的散列表找出消息接收服务器，若消息接收服务器是可用的且未超载，将请求发送到该消息接收服务器，否则返回空。

进一步，在步骤二中，所述分配调度算法采用基于粗粒度模型遗传算法，将遗传算法中的种群分成若干子种群后分别由物联网接收服务器的各自处理器独立地进行适应值计算、选择、交叉和变异操作，中间件定期在各个服务器之间进行最优个体的进行连接分配。