本发明涉及数据处理,具体的,本发明应用于无线传感网络领域,特别是涉及一种高效低能耗的数据处理方法、系统、设备及介质。
背景技术:
1、目前,在wsn(现代无线传感器网络)的发展过程中,数据的可靠收集、有效存储以及高效传输是需要面临的核心挑战;传统wsn,通常依赖于固定的sink点(数据收集点),这种方式存在如下问题:
2、(一)固定的sink点存在较大的局限性,一旦固定的sink点出现故障,整个wsn收集的数据均可能存在丢失风险,特别是在遭受物理损害或网络攻击的情况下;因此,传统的wsn的鲁棒性较低。
3、(二)由于传感器节点的能源是有限,传统wsn中又缺少数据和能源管理方案;因此,如何在保证数据完整性的同时又实现能源的有效的管理,是wsn网络所面临的一个关键问题。
4、(三)传统wsn中缺少数据传输以及存储管理的优化策略,故如何在动态变化的环境中保持数据的持续性、如何优化数据传输以降低能耗,以及如何在去中心化架构中维护数据安全性和完整性,也是传统wsn所面临的关键问题。
技术实现要素:
5、本发明的目的在于,提供一种高效低能耗的数据处理方法、系统、设备及介质,进而解决现有技术中所存在的上述所有问题或问题之一。
6、为解决上述技术问题,本发明的具体技术方案如下:
7、一方面,本发明提供一种高效低能耗的数据处理方法,包括以下步骤:
8、数据分布式存储步骤:
9、响应于wsn中节点进行数据采集,基于分布式存储算法对所述节点采集的数据进行存储;
10、数据去中心化传输步骤:
11、响应于wsn中节点进行数据传输,基于线性流水线调度策略和环状流水线调度策略进行数据分发处理;在所述数据分发处理过程中,调用网络能耗调整策略、传输路径择取策略、簇头选举优化策略、节点唤醒时刻优化策略以及均衡性优化策略。
12、作为一种改进的方案,所述分布式存储算法,包括:
13、将所述节点采集的数据分发至所述wsn中的若干节点进行存储。
14、作为一种改进的方案,所述分布式存储算法,还包括:
15、基于所述wsn中节点的负载均匀性,动态分配所述wsn中的所有节点的数据存储任务。
16、作为一种改进的方案,所述分布式存储算法,还包括:
17、响应于所述wsn中的第一节点损坏,采用所述wsn中除所述第一节点外的节点所存储的数据恢复所述第一节点所采集的数据。
18、作为一种改进的方案,所述基于线性流水线调度策略和环状流水线调度策略进行数据分发处理,包括:
19、采用所述线性流水线调度策略处理单向数据传输事件;
20、采用所述环状流水线调度策略处理双向数据查询事件。
21、作为一种改进的方案,所述网络能耗调整策略,包括:采用基于适应度函数的权重评价策略分析数据传输路径的网络流量和能耗数据;
22、所述传输路径择取策略,包括:采用增量式天牛须优化算法确认数据传输路径;
23、所述簇头选举优化策略,包括:采用粒子群优化的遗传算法进行簇头选举;
24、所述节点唤醒时刻优化策略,包括:采用变步长搜索因子的正切余弦算法进行节点唤醒时刻的动态调整;
25、所述均衡性优化策略,包括:采用高斯变异机制进行所述线性流水线调度策略和所述环状流水线调度策略的迭代。
26、作为一种改进的方案,所述的高效低能耗的数据处理方法,还包括:
27、在所述数据分发处理过程中,实时检测所述wsn的健康状况;
28、在所述数据分发处理过程中,动态调整所述wsn中节点的工作模式、数据传输路径和流水线调度策略;
29、在所述数据分发处理过程中,执行数据加密处理、身份认证操作和入侵检测操作。
30、另一方面,本发明还提供一种高效低能耗的数据处理系统,包括:
31、数据分布式存储模块,用于响应于wsn中节点进行数据采集,基于分布式存储算法对所述节点采集的数据进行存储;
32、数据去中心化传输模块,用于响应于wsn中节点进行数据传输,基于线性流水线调度策略和环状流水线调度策略进行数据分发处理;所述数据去中心化传输模块,在所述数据分发处理过程中,调用网络能耗调整策略、传输路径择取策略、簇头选举优化策略、节点唤醒时刻优化策略以及均衡性优化策略。
33、另一方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述高效低能耗的数据处理方法的步骤。
34、另一方面,本发明还提供一种计算机设备,所述计算机设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,所述处理器,所述通信接口,所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信;其中:
35、所述存储器,用于存放计算机程序;
36、所述处理器,用于通过运行所述存储器上所存放的程序来执行所述高效低能耗的数据处理方法的步骤。
37、本发明技术方案的有益效果是:
38、本发明所述的高效低能耗的数据处理方法,可以实现基于分布式去固定sink点技术和去中心多通道流水线调度技术进行wsn中节点数据的收发控制,能够提高数据的持续性、网络的传输效率以及整个网络的可靠性,本发明的可扩展性强,能够用于环境监测、智能农业、灾害预警和智能城市等不同的应用场景中,兼顾了资源能耗的控制以及性能的提升,弥补了现有技术的空缺,具有较高的应用价值。
39、本发明所述的高效低能耗的数据处理系统,可以通过数据分布式存储模块和数据去中心化传输模块的相互配合,进而实现基于分布式去固定sink点技术和去中心多通道流水线调度技术进行wsn中节点数据的收发控制,能够提高数据的持续性、网络的传输效率以及整个网络的可靠性,本发明的可扩展性强,能够用于环境监测、智能农业、灾害预警和智能城市等不同的应用场景中,兼顾了资源能耗的控制以及性能的提升,弥补了现有技术的空缺,具有较高的应用价值。
40、本发明所述的计算机可读存储介质,可以实现引导数据分布式存储模块和数据去中心化传输模块进行配合,进而实现本发明所述的高效低能耗的数据处理方法,且本发明所述的计算机可读存储介质还有效提高所述高效低能耗的数据处理方法的可操作性。
41、本发明所述的计算机设备,可以实现存储并执行所述计算机可读存储介质,进而实现本发明所述的高效低能耗的数据处理方法。
技术实现思路
1.一种高效低能耗的数据处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的高效低能耗的数据处理方法,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的高效低能耗的数据处理方法,其特征在于:
4.根据权利要求1所述的高效低能耗的数据处理方法,其特征在于:
5.根据权利要求1所述的高效低能耗的数据处理方法,其特征在于:
6.根据权利要求1所述的高效低能耗的数据处理方法,其特征在于:
7.根据权利要求1所述的高效低能耗的数据处理方法,其特征在于:
8.一种高效低能耗的数据处理系统,其特征在于,包括:
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~7中任一项所述高效低能耗的数据处理方法的步骤。
10.一种计算机设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,所述处理器,所述通信接口,所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信;其中:
