[发明专利]一种面向期望传输能耗的工业云雾架构通信系统

说明书

本发明公开了一种面向期望传输能耗的工业云雾架构通信系统，包括云平台、多个子网，所述多个子网由多个传感器节点组成，所述多个子网之间不相互连通，所述其特征在于：还包括移动雾节点，所述移动雾节点可以在多个子网内或多个子网间随机移动，并在进行数据收集时保持静止，所述移动雾节点具有一个长通信半径R以及一个短通信半径r。本发明在不需要采集数据时，传感器节点处于休眠状态，节省了传感器节点的能量，实现对实时性要求高、数据量不大、计算复杂度不高、成本要求低等特点数据的本地化处理。

技术领域

本发明涉及一种通信系统，特别是面向期望传输能耗的工业云雾架构通信系统。

背景技术

随着传感技术的迅速发展，物联网在各个领域中的应用也越来越广泛，作为一种物物相连，融合各种传感设备和传输设备的复杂系统，物联网形成了自己独特的体系结构，典型的物联网结构具有三个层次，即感知层、网络层和数据处理层。感知层由各类传感器节点组成，用于收集最底层的传感数据；网络层将传感器收集到的数据以各种网络形式通过路由协议传输给基站或移动收集器；数据处理层对收集到的数据进行融合、分析、处理。

对于感知层和网络层的功能，可通过部署无线传感器网络实现。作为一种流行的数据获取方法，无线传感器网络已经被广泛应用在智能工业领域，承担工厂自动化、故障诊断、燃料消耗监控、工业控制等任务。对于数据处理层的功能，则通过将数据上传到云，利用其强大的存储以及计算能力进行处理越来越受到关注。目前，云和物联网相结合的架构方案已经在多个方面得以应用。例如将云计算与物联网两种技术结合在医疗监控和管理领域，首先建立医疗信息远程监控云平台的模型体系结构，然后通过对该结构的分析提出了一种用于云计算的医学监测和管理应用算法；又例如在分析海洋领域的物联网的基础上，提出建立海洋物联网云计算的简化模型，并提出海洋数据处理算法来指引船舶，使其能够尽快的以最短的距离到达目标航线。然而，随着物联网接入设备的爆炸式增长，数据量也呈指数级增长，传统的集中式云架构面临网络负载过大、端到端延时过长等问题。为了满足与实时物联网应用相关的严格的服务质量要求，同时最大限度地提高整体效率，云架构正在变得越来越分散，网络边缘存在小型云节点，比如雾节点，进而形成了云雾架构的物联网通信机制的雏形。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种面向期望传输能耗的工业云雾架构通信系统，通过在工业现场部署无线传感器网络实现数据采集，利用配备雾服务器的移动收集器作为雾节点进行数据收集，从而合理地利用云雾架构实现对数据的高效分析处理。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种面向期望传输能耗的工业云雾架构通信系统，包括云平台、多个子网，所述多个子网由多个传感器节点组成，所述多个子网之间不相互连通，所述其特征在于：还包括移动雾节点，所述移动雾节点可以在多个子网内或多个子网间随机移动，并在进行数据收集时保持静止，所述移动雾节点具有一个长通信半径R以及一个短通信半径。

作为本发明的一种优选方案，所述长通信半径R用于广播唤醒消息以开启一个数据收集周期且在不同的周期内可调，短通信半径r用于数据传输。

作为本发明的一种优选方案，所述移动雾节点具有唯一的ID，并配备雾服务器。

作为本发明的一种优选方案，所述多个传感器节点具有唯一的ID，并采用休眠机制。

针对上述面向期望传输能耗的工业云雾架构通信系统的方法，包括以下步骤：

步骤1：在数据收集期间，移动雾节点保持静止并通过广播唤醒消息开启一个数据收集周期，而收到该消息的传感器节点将不再休眠，将感知数据转发到该移动雾节点；

步骤2：数据收集范围内的任意一个传感器节点为：s_i，剩余传感器节点作为候选转发器为：s_j；