大规模网络下触发型数据的部分区域可靠收集方法与流程

技术特征：
1.一种大规模网络下触发型数据的部分区域可靠收集方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将多个无线传感器随机散布在监测区域中，每个无线传感器对应一个节点；(2)各节点之间互相发周期性的广播包建立邻居，各节点周期性的向邻居通告节点信息；(3)当某节点感知到采集信号时，该节点作为源节点n
i
采集多个源数据根据接收到的邻居通告的节点信息计算编码单元大小和编码冗余量，源节点n
i
将源数据编码单元大小以及利用广播方式传播的最大的跳数l
m
存入源数据包；(4)源节点n
i
将源数据包广播式的发送到周围的节点中，随后源节点n
i
向随机邻居发送若干单播的随机游走包；(5)当某个节点n
k
收到广播的源数据包后，若该节点n
k
的本地无此源数据则该节点n
k
将源数据存放在数据暂存区中，若该节点n
k
的本地有此源数据则将源数据包丢弃；同时，节点n
k
查看广播的剩余的跳数l
m
，如果剩余的跳数l
m
不为0则令剩余跳数l
m
减1，并继续广播该源数据包，否则不再进行转发；(6)其余节点在收到随机游走包后，根据自身节点是否包含该源数据以及编码存储区的剩余空间是否足够存放该随机游走包来进行编码，形成编码数据并存储在本地、转发或丢弃；(7)收集节点进入监测区域收集节点中存放的编码数据，利用收集到的编码数据进行解码。2.根据权利要求1所述的一种大量触发型数据分布式编码存储方法，其特征在于：所述步骤(2)各节点周期性的向邻居通告的节点信息包括：自身的剩余存储空间c
i
、存储空间增长率即节点已使用的编码存储空间与当前时间t的商、以及节点邻居的存储空间的均值m
i
，其计算公式为：公式中，m
i
为源节点n
i
周围区域节点的存储空间的均值，为源节点n
i
在t时刻周围邻居的集合，为t时刻源节点n
i
周围的邻居个数，j为源节点邻居节点的编号，c
j
为邻居j的剩余存储空间；其中，m
i
存储在内存中以计算编码单元的大小，在每次周期性计算完成m
i
后进行更新。3.根据权利要求1所述的一种大量触发型数据分布式编码存储方法，其特征在于：所述步骤(3)中的编码单元的大小的计算包含以下步骤：(3.1)源节点n
i
感知到采集信号时，根据附近节点存储状态确定最小编码单元(3.2)计算周围节点在未来平均需要存储的数据量的期望a，计算公式为：
公式中，t
c
为假定收集节点的收集周期，t表示源节点n
i
收集到信号的时刻，为t时刻节点n
i
周围区域节点的存储数据的平均增长量；(3.3)从本地读取源节点n
i
周围区域节点的存储空间的均值m
i
；(3.4)计算出邻居周边的平均剩余存储空间计算公式为：公式中，j为源节点邻居节点的编号，m
j
为编号为j的节点的其周围邻居节点的存储空间的均值；(3.5)给定一个最小编码单元的最小值k
min
以及最大值k
max
；(3.6)计算编码单元的初始计算值h，计算公式为：公式中，λ为调整m
i
与占比的系数，其取值范围为(0,1)；(3.7)则最终的编码单元大小为：4.根据权利要求3所述的一种大量触发型数据分布式编码存储方法，其特征在于：所述步骤(3)中编码冗余量ε的计算方式为：(3.8)统计在各个时间源节点n
i
邻居的个数分别为(3.9)计算邻居减少量计算公式以为：(3.10)计算时间范围r跨度内的梯度减少的均值计算公式为公式中，s为不同的回退时间长度；(3.11)计算源节点n
i
周边的危险系数计算公式为：公式中，α为均衡与的系数，其取值范围为(0,1)；θ为危险程度调整系数，其取值范围为(0,1]；(3.12)设定冗余量的范围，其表示为：
ε
min
为最小冗余量，ε
max
为最大冗余量；(3.13)计算冗余量的具体数值，计算公式为：5.根据权利要求4所述的一种大量触发型数据分布式编码存储方法，其特征在于：所述步骤(4)中随机游走包的数量由源数据包被切分成的编码单元个数和编码冗余量计算获得，其具体计算步骤包括：(4.1)计算分段的编码单元个数计算公式为：公式中，为源节点n
i
在时刻t采集的数据总量；(4.2)计算随机游走数据包的个数p，计算公式为：6.根据权利要求1所述的一种大量触发型数据分布式编码存储方法，其特征在于：所述的步骤(6)中，其余节点在收到随机游走包后，根据自身节点是否包含该源数据以及编码存储区的剩余空间是否足够存放该随机游走包来进行编码存储、转发、或丢弃的具体步骤为：(6.1)在系统初始化的时候认为给定一个随机游走的最大步长w
l
，当收到随机游走数据包，若该节点本地缓存中没有对应的源数据，根据游走包是否还有剩余步长选择转发或者丢弃；若本地缓存中有对应的源数据则进入下一步；(6.2)判断该节点的编码数据存放区剩余空间是否足以存放对应编码包，如果不足以存放则根据游走包，则根据游走包是否还有剩余步长选择转发或者丢弃；若该节点的编码数据存放区剩余空间足以存放对应编码包则进入下一步；(6.3)判断该节点的编码存放区是否已经包含该批次的编码包，若不包含，则根据游走包中的编码度从源数据中随机选择若干编码单元进行编码，并存入编码存放区；否则根据游走包是否还有剩余步长选择转发或者进行编码存储。7.根据权利要求6所述的一种大量触发型数据分布式编码存储方法，其特征在于：所述步骤(6.1)和步骤(6.2)中，选择转发或者丢弃游走的判断依据为：若无剩余步长则丢弃，若有剩余步长则转发；所述的步骤(6.3)根据游走包是否还有剩余步长选择转发或者进行编码存储的依据是：若无剩余步长则进行编码存储，若有剩余步长则转发。

技术总结
本发明公开了一种大规模网络下触发型数据的部分区域可靠收集方法，其特征在于：针对无线传感器网络大量触发型数据收集场景提出首先将采集的源数据分发到周边网络节点中，随后发送一定数量的随机游走包的方式来对源数据进行编码存储的方式，能比较有效地解决大规模网络下触发型数据的部分区域可靠收集问题。并且利用网络中节点之间信息的交互，动态计算最优的动态划分编码单元的大小，保证有足够的空间存储编码数据的同时提高收集效率。通过感知周边环境的危险程度动态调整编码冗余的大小，一定程度实现了存储空间合理利用与数据可靠性的平衡，提高原始数据的恢复率。提高原始数据的恢复率。提高原始数据的恢复率。


技术研发人员：张伟 项智龙
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2021.07.08
技术公布日：2021/10/28