一種物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及串行數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其數(shù)據(jù)傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新2.0則是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)概括起來(lái)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是互聯(lián)網(wǎng)特征，即對(duì)需要聯(lián)網(wǎng)的物一定要能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；二是識(shí)別與通信特征，即納入物聯(lián)網(wǎng)的“物”一定要具備自動(dòng)識(shí)別與物物通信的功能；三是智能化特征，即網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)化、自我反饋與智能控制的特點(diǎn)。
[0003]物聯(lián)網(wǎng)受到了越來(lái)越多的關(guān)注，成為全球信息領(lǐng)域的焦點(diǎn)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的定義，通俗來(lái)說(shuō)就是利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過(guò)新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化。圖1和圖2分別為現(xiàn)有技術(shù)中物聯(lián)網(wǎng)的兩種主要結(jié)構(gòu)，分別可以叫做結(jié)構(gòu)1和結(jié)構(gòu)2。圖1所示的物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)1由物聯(lián)網(wǎng)前端、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)后端組成，物聯(lián)網(wǎng)前端由多個(gè)信息采集設(shè)備(數(shù)據(jù)采集設(shè)備)組成，物聯(lián)網(wǎng)前端和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備處在同一個(gè)小的范圍內(nèi)，比如處在一個(gè)家庭或者工廠內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)后端即為云端，比如由大量高性能服務(wù)器構(gòu)成的數(shù)據(jù)中心(datacenter)。物聯(lián)網(wǎng)前端的信息采集設(shè)備比如傳感器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集，并把數(shù)據(jù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備；數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備，比如電腦、手機(jī)等，接收物聯(lián)網(wǎng)前端發(fā)送的數(shù)據(jù)并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)做一些簡(jiǎn)單的處理。如果需要對(duì)數(shù)據(jù)做大量的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，那么數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備把所述物聯(lián)網(wǎng)前端設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)再通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到所述物聯(lián)網(wǎng)后端的云端。對(duì)于云端來(lái)說(shuō)，比如數(shù)據(jù)中心(data center)，對(duì)接收的大量信息做處理并保存在云端的存儲(chǔ)器中。圖2所示的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2由物聯(lián)網(wǎng)前端和物聯(lián)網(wǎng)后端組成，所述物聯(lián)網(wǎng)前端的采集設(shè)備把采集到的信息數(shù)據(jù)直接通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到后端的云端處理中心，這些數(shù)據(jù)被云端處理，同時(shí)保存在云端存儲(chǔ)器中。這兩種物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)都存在一些問(wèn)題亟待解決。其一，所述物聯(lián)網(wǎng)前端的信息采集設(shè)備從成本和工藝兼容性考慮，其內(nèi)部的嵌入式非易失性存儲(chǔ)器容量一般很小，比如嵌入式電可擦可寫(xiě)只讀存儲(chǔ)器、嵌入式閃存等，其只有幾十KB到幾百KB。因?yàn)樗鑫锫?lián)網(wǎng)前端的信息采集設(shè)備中嵌入式非易失存儲(chǔ)器的容量不夠大，所以信息采集設(shè)備不能將長(zhǎng)時(shí)間記錄或者采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述物聯(lián)網(wǎng)前端設(shè)備的嵌入式非易失性存儲(chǔ)器中，這就導(dǎo)致信息采集設(shè)備不具備長(zhǎng)期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析能力。其二，在如圖2所示的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2中，因?yàn)樾枰衙總€(gè)信息采集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)都直接發(fā)送到云端，所以信息采集設(shè)備中與云端通信的通信模塊的成本將會(huì)很大。其三，無(wú)論圖1所述的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)1還是圖2所示的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)2，因?yàn)樾畔⒉杉O(shè)備中嵌入式非易失性存儲(chǔ)器容量太小，而長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)挖掘或/和數(shù)據(jù)分析需要大容量的非易失性存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，所以信息采集設(shè)備均不具備長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)挖掘和/或數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)能力，同時(shí)由于前端的信息采集設(shè)備中的非易失存儲(chǔ)器容量很小，不能長(zhǎng)時(shí)間保存過(guò)多的數(shù)據(jù)，這就導(dǎo)致信息采集設(shè)備需要按時(shí)的把采集到的原始數(shù)據(jù)，或壓縮后的數(shù)據(jù)，或者是加密后的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備或云端中再做數(shù)據(jù)的執(zhí)行或處理，因此所述物聯(lián)網(wǎng)前端的信息采集設(shè)備和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備或/和云端之間就會(huì)存在大量的數(shù)據(jù)傳輸，而大量的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)使功耗大大增加。其四，傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)中，云端的數(shù)據(jù)中心通常按照一定的時(shí)間周期，比如一個(gè)季度或者一年，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)做處理并產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)告。在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，云端數(shù)據(jù)中心中存儲(chǔ)的某些具有特定用途的數(shù)據(jù)對(duì)于一些少數(shù)特定的人員是有用的，對(duì)于大多數(shù)用戶是沒(méi)用的，比如黃河水位的數(shù)據(jù)只對(duì)研究黃河水位的人員有用，對(duì)其他人并沒(méi)有用處，由于所述物聯(lián)網(wǎng)前端的信息采集設(shè)備中的嵌入式非易失性存儲(chǔ)器的容量太小，因此這些數(shù)據(jù)在信息采集設(shè)備當(dāng)中都是沒(méi)有備份的，因此一旦數(shù)據(jù)中心中這些數(shù)據(jù)丟失，比如數(shù)據(jù)中心發(fā)生火災(zāi)等情況導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)設(shè)備不可修復(fù)的損壞，或者數(shù)據(jù)中心定期丟棄一些很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有用過(guò)的信息，這就導(dǎo)致當(dāng)那些少數(shù)特定的用戶想要從云端中查找數(shù)據(jù)時(shí)，該數(shù)據(jù)已經(jīng)不存在于云端數(shù)據(jù)中心，這對(duì)這些用戶來(lái)說(shuō)是不可挽回的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的通信方式所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)傳輸方法，保障數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)能力的同時(shí)，提高了數(shù)據(jù)通信的效率。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括:
[0007]依次串行通信連接的復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，且每個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)均包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，且所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集、存儲(chǔ)和處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)；
[0008]云端服務(wù)器，與位于頭部或尾部的一所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)通信連接，以用于接收、處理并存儲(chǔ)每個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)南到y(tǒng)數(shù)據(jù)；
[0009]其中，當(dāng)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)傳輸所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，任一所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)將所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和/或緩存至與該數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)相鄰的所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)。
[0010]優(yōu)選的，所述物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，
[0011]當(dāng)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)傳輸所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，任一所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)將所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和/或緩存至與該數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)相鄰的且臨近所述云端服務(wù)器一側(cè)的所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中。
[0012]優(yōu)選的，所述物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，
[0013]所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)為所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的原始數(shù)據(jù)和/或所述原始數(shù)據(jù)經(jīng)所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備一定處理后的數(shù)據(jù)。
[0014]優(yōu)選的，所述物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，
[0015]每個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)均包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對(duì)所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和處理；其中，
[0016]至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備對(duì)所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和/或發(fā)送，以及
[0017]當(dāng)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)包括至少兩個(gè)所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備時(shí)，任一所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中，任意兩個(gè)所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間均通信連接。
[0018]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備中包括非易失性存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
[0019]優(yōu)選的，所述非易失性存儲(chǔ)器為相變存儲(chǔ)器和/或鐵電存儲(chǔ)器和/或磁阻存儲(chǔ)器和/或阻變式存儲(chǔ)器。
[0020]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備采用新能源供電。
[0021]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)能夠?qū)λ鲈紨?shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理方式包括:數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和/或數(shù)據(jù)壓縮和/或數(shù)據(jù)加密和/或數(shù)據(jù)挖掘。
[0022]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)能夠?qū)ζ渌麛?shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)乃鱿到y(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理方式包括:數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和/或數(shù)據(jù)壓縮和/或數(shù)據(jù)加密和/或數(shù)據(jù)挖掘。
[0023]優(yōu)選的，所述云端服務(wù)器能夠發(fā)送采集命令至最后一個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，以及
[0024]最后一個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)判斷是否響應(yīng)所述采集命令，若響應(yīng)，則執(zhí)行相應(yīng)操作并判斷所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)是否是最后一個(gè)需要響應(yīng)所述采集命令的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，若是最后一個(gè)需要響應(yīng)所述采集命令的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，則終止所述采集命令向下一個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)傳輸；若不是最后一個(gè)需要響應(yīng)所述采集命令的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，傳輸所述采集命令到下一個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)；
[0025]若最后一個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)判斷不響應(yīng)所述采集命令，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)向下一個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送所述采集命令，直到所述采集命令到達(dá)最后一個(gè)需要響應(yīng)所述采集命令的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)為止。
[0026]優(yōu)選的，所述物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)還包括:
[0027]數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備，分別與最后一個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、所述云端服務(wù)器連接，轉(zhuǎn)發(fā)最后一個(gè)所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)傳輸至所述云端服務(wù)器的所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
[0028]—種物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸方法，所述數(shù)據(jù)傳輸方法包括:
[0029]步驟S1，所述第一數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送所述第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)至第二數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)；
[0030]步驟S2，所述第二數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)緩存和/或備份所述第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)后，發(fā)送所述第一系統(tǒng)數(shù)據(jù)至第三數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，和/或發(fā)送所述第二系統(tǒng)數(shù)據(jù)至第三數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)；
[0031]步驟S3，所述第三數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)執(zhí)行步驟S2，直至發(fā)送所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)至最后一個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)；
[0032]步驟S