[发明专利]一种基于有线无线混合网络的数据分布式采集存储方法

说明书

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，涉及网络通信中数据收发与缓存分配处理方法，尤其涉及一种基于有线无线混合网络的数据分布式采集存储方法。

背景技术

随着物联网技术的不断发展，无线网络的应用大幅普及，无线网络具有自组织成网、移动性强、布置灵活等特点，正逐渐应用于建筑、工业、农业、交通、医疗等各个领域。但是，无线网络面临如信号衰减快、覆盖面窄、通信可靠性不高等问题也制约了无线网络的应用范围。

作为工业中成熟应用的有线网络技术，如工业总线、以太网等，因为其稳定、可靠以及历史沿袭的原因，在已有工业领域已占据极大的市场份额，形成了成熟的应用模式。但是，有线网络适用于一次建成的系统，在当前诸多应用领域中，随着用户需求变化和功能的扩展，用户对基础数据采集网络的结构和范围不断改动和提升性能，有线网络的弱点如施工成本高、后期改动代价大的问题凸显出来。

有线与无线网络构成的混合网络可以有效结合两者的优势，主干网络或易于施工的网络环节采用有线网络形式，难以施工和灵活性需求强的环节采用无线网络。有线网络与无线网络的数据接口则成为影响整体网络性能的关键因素之一。

当前此类混合网络的设计主要在协议的统一性，互联互通的可靠性方面，针对混合网络中有线节点与无线节点数据传送的缓存机制、应答机制方面，目前还没有技术方案能够充分利用两类网络的特点和节点内置缓冲区，以较小的代价实现缓存的高效使用，并降低数据丢失率。

发明内容

本发明提供一种基于有线无线混合网络的数据分布式采集存储方法，目的是充分利用有线网络与无线网络的组合优势，充分利用网络节点的内置缓存，实现数据的高效传递和采集存储，最大限度地降低数据丢失率。

本发明中，有线无线混合网络主要指的是以有线网为主干，以无线网为补充的数据采集网络。有线网和无线网构成有线和无线两层数据传输通道。无线网络节点采集数据进行广播，有线网络节点接收到之后进行缓存，控制器定期扫描有线网络节点提取数据。

本发明的技术方案是：

一种基于有线无线混合网络的数据分布式采集存储方法，该混合网络由控制器、有线网络节点与无线网络节点组合构成有线和无线两层数据传输通道，有线网络节点作为控制器的从站，无线网络节点作为有线网络节点的从站；通过无线网络节点定时采集数据进行广播，有线网络节点接收后缓存，控制器定期扫描有线网络节点提取数据，来实现数据分布式采集存储，具体包括如下过程：

A)无线节点j通过广播发送数据包，设置等待时间T，等待该数据包的接收确认帧；

B)有线节点i接收到无线节点j发送的数据包，通过数据动态分配方法来确定是否接收该数据包，具体包括如下处理步骤：

B1)有线节点i在收到数据包后，根据该节点缓冲区B_b的剩余情况，随机生成延迟时间t1。在本发明实施例中，采用倍数延迟方法生成延迟时间t1，t1小于T，即有线节点i的随机延迟时间为t1＝100*(B_b-B_c，i)+random(0,100)，单位为ms，本发明实施例设置B_b＝10，即最多存放10个数据包，延迟时间t1最大为1100ms；

B2)有线节点i在延迟时间t1到时，检查是否收到该数据包的接收确认帧，通过分析帧头信息即可确认是哪个数据包的确认帧；

B3)如果有线节点i收到了该数据包的接收确认帧，表明该数据包已被其它有线节点接收，则该数据包的接收过程结束；

B4)如果未收到该数据包的确认帧，则本有线节点i发送该数据包的接收确认帧：若该数据包来自于无线网络节点，则同时通过有线网络和无线网络发送该数据包的确认帧；若该数据包来自于有线网络，则仅通过有线网络发送该数据包的确认帧；

B5)所述有线节点i检查自身缓冲区，若缓冲区未满，则顺序存储所述数据包的数据，该数据包的接收过程结束；

B6)如果B5)中的有线节点i缓冲区满，则通过有线网络广播该数据包，并按步骤B1)重新随机生成延迟等待时间t2，重新延时等待；t2小于T；

B7)在B6)中有线节点i在延迟等待时间t2未到时收到该数据包的接收确认帧，则该数据包的接收过程结束；

B8)若6)中有线节点i在延时等待时间t2到后未收到该数据包的接收确认帧，则通过有线网络发送该数据包的接收确认帧，并且按节点缓冲区内数据的优先级覆盖方法进行缓存存储处理。