一种在分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法的制作方法

1.本发明涉及云计算技术领域，具体为一种在分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法。


背景技术：

2.大数据指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。
3.而传统的在分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法没有从本质上减少将中心控制运用在分布式网络中的总开销，且传统算法不可远程控制，在使用上存在一定的弊端，为此我们提出一种在分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种在分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法，解决云计算方法不能够满足大数据的用户行为计算的实时性，防止了数据中断与不稳定的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种在分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法，中心控制器可以被各个智能终端随时访问,其集中控制算法包括以下内容：
6.一、智能终端复位完成后向中心控制器发起设备注册及设备能力报告请求,进行注册认证及计算余量报告；
7.二、智能终端成功注册后,定期向中心控制器发起设备状态报告请求,报告设备的状态；
8.三、智能终端在进行设备状态报告时,检测并获取设备管理命令,且在执行后向中心控制器报告执行结果；
9.四、中心控制器在接到智能终端的设备能力报告后,分析及判断智能终端的计算能力，若智能终端具备计算能力,则根据智能终端的能力状况分配合适的计算任务，若智能终端不具备计算能力,则不分配计算任务；
10.五、智能终端在进行设备状态报告时,检测并获取计算任务,且在执行后向中心控制器返回计算结果。
11.中心控制器计算数据转发路径的时候,不仅考虑链路方面的开销,同时也将虚假结点相关的开销考虑进去,具体包括以下步骤：
12.步骤s1:当一个中心控制的分布式网络接收到一个网络请求时,依次以网络中每-个结点作为源点,用线性规划求最小费用流的方法求出每个源点到汇点的链路开销最小的路径并记录下来，其中这一步不考虑链路上的带宽限制:
13.步骤s2:将网络中每段链路上通过的数据流量设为未知数,对于每个出度大于或等于2的结点,根据从该点流出的流是否流向从该点该点到汇点的链路开销最小的路径上
的下一跳,用未知数表示出在该点处添加的虚假结点个数；
14.步骤s3:用线性规划求最小费用流的方法结合步骤s2中用未知数表示出的虚假结点个数,求出一数据传输路径,使得链路相关的开销和虚假结点相关开销的总和达到最小。
15.优选的，分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法适用于分布式大数据架构系统中，其特征在于，该系统包括终端控制模块、路由模块和主控制模块，所述终端控制模块包括第一thread控制转发器,所述路由模块包括多个控制路由器,所述每个控制路由器中均设置有第二thread控制转发器。
16.优选的，第一thread控制转发器包括第一mcu单元、第一thread单元和控制被控电器功能执行的功能模块,所述第一thread单元和和功能模块分别和第一mcu单元连接，所述第二thread控制转发器包括相互连接的第二mcu 单元和第二thread单元。
17.优选的，所述第二thread单元用于接收终端控制模块发出的控制信号并将经第二mcu单元处理后的控制信号发送至第一thread单元，第一mcu单元将第一thread单元接收到的信号处理后传至功能模块使得功能模块控制相应电器进行工作。
18.优选的，利用demons算法原理，建立基于demons算法的集中控制算法
19.用p来表示网络,其中w为网络中的结点的集合,c为网络中的链路的集合, 即边的集合，用ci表示单位流量从每条边通过所需的开销的集合。
20.优选的，该云计算平台采用主从中心结构，各个终端设备需要定期向服务器报告终端设备的状态，同时获取相应的计算任务、计算数据，并返回计算的结果，采用分布式的计算方式，减轻服务器计算负担。
21.优选的，还包括边界路由器,所述边界路由器包括可进行数据传输的非 thread网络控制转发器和第三thread控制转发器,所述非thread网络控制转发器用于接收主控制模块发出的控制信号并将解析后的控制信号传至第三 thread控制转发器,所述第三thread控制转发器用于与控制路由器进行通信。
22.与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：该在分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法，从本质上减少了将中心控制运用在分布式网络中的总开销，且该算法可远程控制，且使用记录学习算法，不断修正优化路径计算值，智能化开启预设电器，无需手动发送指令。
具体实施方式
23.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1
25.一种在分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法，中心控制器可以被各个智能终端随时访问,其集中控制算法包括以下内容：
26.一、智能终端复位完成后向中心控制器发起设备注册及设备能力报告请求,进行注册认证及计算余量报告；
27.二、智能终端成功注册后,定期向中心控制器发起设备状态报告请求,报告设备的状态；
28.三、智能终端在进行设备状态报告时,检测并获取设备管理命令,且在执行后向中心控制器报告执行结果；
29.四、中心控制器在接到智能终端的设备能力报告后,分析及判断智能终端的计算能力，若智能终端具备计算能力,则根据智能终端的能力状况分配合适的计算任务，若智能终端不具备计算能力,则不分配计算任务；
30.五、智能终端在进行设备状态报告时,检测并获取计算任务,且在执行后向中心控制器返回计算结果。
31.中心控制器计算数据转发路径的时候,不仅考虑链路方面的开销,同时也将虚假结点相关的开销考虑进去,具体包括以下步骤：
32.步骤s1:当一个中心控制的分布式网络接收到一个网络请求时,依次以网络中每-个结点作为源点,用线性规划求最小费用流的方法求出每个源点到汇点的链路开销最小的路径并记录下来，其中这一步不考虑链路上的带宽限制:
33.步骤s2:将网络中每段链路上通过的数据流量设为未知数,对于每个出度大于或等于2的结点,根据从该点流出的流是否流向从该点该点到汇点的链路开销最小的路径上的下一跳,用未知数表示出在该点处添加的虚假结点个数；
34.步骤s3:用线性规划求最小费用流的方法结合步骤s2中用未知数表示出的虚假结点个数,求出一数据传输路径,使得链路相关的开销和虚假结点相关开销的总和达到最小；
35.分布式大数据架构网络中支持集中控制的算法适用于分布式大数据架构系统中，其特征在于，该系统包括终端控制模块、路由模块和主控制模块，所述终端控制模块包括第一thread控制转发器,所述路由模块包括多个控制路由器,所述每个控制路由器中均设置有第二thread控制转发器；第一thread 控制转发器包括第一mcu单元、第一thread单元和控制被控电器功能执行的功能模块,所述第一thread单元和和功能模块分别和第一mcu单元连接，所述第二thread控制转发器包括相互连接的第二mcu单元和第二thread单元；第二thread单元用于接收终端控制模块发出的控制信号并将经第二mcu 单元处理后的控制信号发送至第一thread单元，第一mcu单元将第一thread 单元接收到的信号处理后传至功能模块使得功能模块控制相应电器进行工作；利用demons算法原理，建立基于demons算法的集中控制算法
36.用p来表示网络,其中w为网络中的结点的集合,c为网络中的链路的集合, 即边的集合，用ci表示单位流量从每条边通过所需的开销的集合；该云计算平台采用主从中心结构，各个终端设备需要定期向服务器报告终端设备的状态，同时获取相应的计算任务、计算数据，并返回计算的结果，采用分布式的计算方式，减轻服务器计算负担；还包括边界路由器,所述边界路由器包括可进行数据传输的非thread网络控制转发器和第三thread控制转发器,所述非thread网络控制转发器用于接收主控制模块发出的控制信号并将解析后的控
制信号传至第三thread控制转发器,所述第三thread控制转发器用于与控制路由器进行通信。
37.需要说明的是，单元处理后的控制信号发送至第一thread单元,第一mcu 单元将第一thread单元接收到的信号处理后传至功能模块使得功能模块控制相应电器进行工作，上述功能模块可通过具体电器具体设置,如当终端设备为红外控制型的电器时,例如空调、电视、机顶盒等时,功能模块中设置有红外一体化接收头,并安装了相关的红外学习相关电路,此模块的遥控功能亦可使用由厂商公布的红外控制编码直接导入适配,根据使用场景可以调整使用红外延长线，当被控端为灯光、电热水器、香薰机、空气加湿器等开关控制型电器时,功能模块中包括开关致动器和开关致动器的控制电路,该终端控制模块的整体外观可以采用适应墙面控制安装要求的嵌入盒样式,也可以采用适用于更多小功率电器比如空气加湿器、香薰机等的拖线板样式,同时功能模块中可通过设置可控灯光电机驱动电路.可控硅等实现灯光亮度控制或者色温控制,具体工作时,主控制模块发出控制信号至第二thread控制转发器,第二 thread控制转发器将信号进行解析处理后传至终端控制模块的的第-thread 控制转发器内,再通过第一mcu单元对接收到的信号进行解析处理,解析处理后的信号传至第一thread控制转发器内的功能模块中,由功能模块控制相应的电器进行工作,从而实现电器的远程控制和集中控制,本发明的控制系统中的信号通过thread网络传递,thread网络拥有坚固的自愈网状网,没有单点故障,使得信号传递更稳定,且通过设置功能模块，可以使得无论何时何地, 可轻松实现整套系统的远程控制,且thread网络设基于功率高效的 ieee802.15.4mac/phy协议,使得设备能有效地进行通信,以提供卓越的用户体验；
38.在上述基础上,还包括边界路由器,边界路由器包括可进行数据传输的非 thread网络控制转发器和第ethread控制转发器,所述非thread网络控制转发器用于接收主控制模块发出的控制信号并将解析后的控制信号传至第三 thread控制转发器,所述第三thread控制转发器用于与控制路由器进行通信, 所述边界路由器可有效的将外界网络和thread网络隔绝开来,使得主控制模块可使用其他如wifi、以太网等网络环境将控制信号传至边界路由器,所述主控制模块可为再有边界路由器将信号通过内部thread网络传至功能模块,对电器进行控制,从而保证了内部thread网络的稳定性和安全性。
39.在上述基础上,还包括给终端控制模块和路由模块供电的电源模块,对于被控制的电器需要红外控制时,例如空调.电视.机顶盒等时,电源模块使用一枚cr2032纽扣电池供电,当被控端为灯光电热水器.香薰机、空气加湿器等开关控制型电器时,电源模块通过220v市电连接功能模块和第一mcu进行供电, 从而保证了终端控制模块使用的稳定性；
40.在上述基础上,所述第一mcu单元还包括路径判断模块,第一mcu单元具体可以为cortex-m0微处理器,所述路径判断模块和功能模块连接,所述路径判断模块用于通过gps获取主控制模块的实时位置信息并判断主控制模块是否位于回家及回家时间,当主控制模块位于回家路径上时,路径判断模块将控制信号传至功能模块,功能模块将相应电器开启,所述主控制模块为具有gps 功能的手机或车载移动设备等,此种设置可以使得用户在返回家中前电器集中控制系统即可提前打开相应电器,如空调.热水器等,而无需再人工控制,方便快捷。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。