淺談面向物聯網傳感器信息的數據分配策略

張紅

摘 要：物聯網是在技術不斷發展的基礎上提出的一個全新概念，主要指的是利用物理世界中的物體相互通信協作來完成同一個任務的技術，此技術從提出至今雖然只有短短十幾年，但是取得的成績卻十分巨大。物聯網傳感器數據具有海量性的特征，主要是因為物聯網傳感器會不斷地產生大量的描述物理的信息，而這些信息會被匯聚到數據中心，進而形成海量的數據流，海量數據流不僅包括實時信息，還包括歷史信息。因為物聯網傳感器的數據信息和時間、空間都有關系，所以如果不進行有效的數據分配，很容易產生訪問失衡的情況，該文就面向物聯網傳感器信息的數據分配策略展開討論，旨在實現數據分配的最優，從而達到全時域中的通信成本最低。

關鍵詞：物聯網 傳感器信息 數據分配策略

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（b）-0018-02

物聯網傳感器的數據具有海量性的特征，所以在空間和時間上的數據達不到有效分配的時候便會產生訪問失衡的情況，這種情況為其實際利用帶來不利的影響。所以在考慮其特征的基礎上，對物聯網數據信息的分配策略進行探討，可以實現數據信息的科學合理分配。這樣，不僅可以提升數據分配的效率，更能夠提高物聯網實際利用的有效性。其實，物聯網的數據信息存儲有其固定的框架結構，所以在探討其信息分配有效策略的時候，主要是對其本身的結構進行大范圍優化，從而使信息分配實現科學化，進而實現整個信息存儲的合理化。

1 相關工作

在數據分配的研究工作中，需要進行的相關工作主要有3個方面：第一是進行過去工作的分析和總結。因為數據分配研究的主要目的就是要解決過去數據分配中存在的問題，所以深化問題的總結和分析，能夠從更深層的角度來分析出問題產生的原因，進而實行針對性突破。第二是對現階段的新理念以及新方法進行研究。通過研究可以了解新理念、新方法所具備的優勢，并將其優勢與當前研究問題進行綜合性考慮，進而評價其可操作性。第三是要在問題總結和理念創新的基礎上進行分配策略的確認。通過數據模型等可以進一步的將分配策略的科學性與合理性進行論證。總之，做好相關工作，分配策略的核心探討效果會更加顯著。

2 系統框架

從物聯網的實際運用來看，傳感器信息的數據分配不是隨意性產生的，而是具有固定的框架，所以在探討具體分配策略的時候需要對系統框架進行清楚的認識。在目前的分配中，一般采用的都是分布式的存儲方法，所以在這種存儲方法之下，利用到的系統框架主要有4部分組成，分別是管理節點、存儲節點、數據采集端口和客戶端口。這4部分共同作用形成了一個完整的系統框架，在此系統框架的基礎上進行分配優化，其效果才會更優。

3 數據分配策略

3.1 數據分配數學模型

為了更好的研究物聯網傳感器信息的數據分配策略，需要對數據分配的數學模型進行清楚的認識。簡單而言，數據分配指的就是將數據塊通過映射使其進入到各個存儲點的過程。而這個映射過程，是可以利用數學模型進行分析的。在整個映射過程中，輸入的是數據塊的集合，而輸出的則是數據塊集合的劃分，整個映射的過程可以看作是矩陣的轉移，所以此矩陣轉移輸入將會按照某種目標函數的約束映射進行輸出。在數學模型中，數據輸入量可以用Blob=[Blobi，…，Blobm]T，在這個式子中，Blobi為第i塊數據塊。在輸入量存在的情況下必然會有輸出向量的產生，所以輸出向量Y=[Yi，…，Yn]T。在這個式子中，Yi為每一個物理節點的負載率。

3.2 靜態分配

靜態分配策略是數學模型的基礎上，利用傳感器的空間相關性特征進行數據庫初始分配的一種分配方式，通過分配后，初始化數據塊會存儲到相應的節點當中。在實際利用的過程中，數據塊的存在主要以數據點的形式發生，而且每一個數據點都會對全部的數據類型進行支持，所以每一個數據點在在空間內的內存占據具有相同性。通過公式的簡化，輸入向量Blob可以簡化為Tag=[Tagi，…，Tagm]T。在應用過程中發現數據塊在時域當中給物理節點帶來的發在具有動態變化性，所以數據模塊還需要放到時域中進行進一步的考慮。將向量Tag放到時域長度t中進行考慮的時候，便可以得到ag=[Tagi（t），…，Tagm（t）]T。

3.3 自適應時域負載反饋

自適應時域負載反饋也是在分配策略研究中需要考慮的重要內容。在實際利用中，傳感器采集的是實際的物理量，但是實際物理量在溫度、濕度以及壓力等方面具有連續的變化性特征，所以當一個物理量在Ti時刻存在比較大的變化的時候，往往在下一個時刻Ti+1也會存在比較大的變化。所以針對傳感器這方面的特性，自適應時域負載反饋的算法需要在當前階段的負載情況下進行反饋時間長短的調整，這樣，整個存儲節點的反映才會更加完整。簡單而言就是通過實際操作中的變化調整，可以使得整個反饋能夠更接近于變化實際，從而得出更為準確的計算結果，進而為數據分配的調整做好基礎。

3.4 動態數據分配

動態數據分配是整個數據分配工作中最核心的內容。在實際應用中發現，管理節點接受儲存點負載信息具有實時的特性，所以需要利用動態分配來進行節點數據的均衡負載。從實際利用中來看，動態數據的分配主要由兩部分組成：第一是對存儲節點是否過載進行衡量；第二是對過載存儲節點的負載進行調節。通過衡量工作可以科學地分析存儲節點數據過載的科學性，進而對其進行分析和判斷，為進一步調節打好基礎。而過載調節主要是對過載不平衡的情況進行解決，通過此問題的解決，動態數據分配的平衡性可以實現，分配的科學性也能夠有效地實現。簡言之就是通過動態過載的平衡判斷和調節，實現動態數據分配的合理性。

4 結語

物聯網從產生之初發展到現在取得了很大的成就，在實際應用中的作用也越來越大。因為物聯網傳感器具有海量性的特點，在利用中容易發生訪問失衡的情況，所以深入地研究系統框架，并對數據信息的存儲進行分配策略的探究，可以從更深層的角度解決存儲上的問題，實現數據分配的平衡。

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