浅谈面向物联网传感器信息的数据分配策略

张红

摘 要：物联网是在技术不断发展的基础上提出的一个全新概念，主要指的是利用物理世界中的物体相互通信协作来完成同一个任务的技术，此技术从提出至今虽然只有短短十几年，但是取得的成绩却十分巨大。物联网传感器数据具有海量性的特征，主要是因为物联网传感器会不断地产生大量的描述物理的信息，而这些信息会被汇聚到数据中心，进而形成海量的数据流，海量数据流不仅包括实时信息，还包括历史信息。因为物联网传感器的数据信息和时间、空间都有关系，所以如果不进行有效的数据分配，很容易产生访问失衡的情况，该文就面向物联网传感器信息的数据分配策略展开讨论，旨在实现数据分配的最优，从而达到全时域中的通信成本最低。

关键词：物联网 传感器信息 数据分配策略

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（b）-0018-02

物联网传感器的数据具有海量性的特征，所以在空间和时间上的数据达不到有效分配的时候便会产生访问失衡的情况，这种情况为其实际利用带来不利的影响。所以在考虑其特征的基础上，对物联网数据信息的分配策略进行探讨，可以实现数据信息的科学合理分配。这样，不仅可以提升数据分配的效率，更能够提高物联网实际利用的有效性。其实，物联网的数据信息存储有其固定的框架结构，所以在探讨其信息分配有效策略的时候，主要是对其本身的结构进行大范围优化，从而使信息分配实现科学化，进而实现整个信息存储的合理化。

1 相关工作

在数据分配的研究工作中，需要进行的相关工作主要有3个方面：第一是进行过去工作的分析和总结。因为数据分配研究的主要目的就是要解决过去数据分配中存在的问题，所以深化问题的总结和分析，能够从更深层的角度来分析出问题产生的原因，进而实行针对性突破。第二是对现阶段的新理念以及新方法进行研究。通过研究可以了解新理念、新方法所具备的优势，并将其优势与当前研究问题进行综合性考虑，进而评价其可操作性。第三是要在问题总结和理念创新的基础上进行分配策略的确认。通过数据模型等可以进一步的将分配策略的科学性与合理性进行论证。总之，做好相关工作，分配策略的核心探讨效果会更加显著。

2 系统框架

从物联网的实际运用来看，传感器信息的数据分配不是随意性产生的，而是具有固定的框架，所以在探讨具体分配策略的时候需要对系统框架进行清楚的认识。在目前的分配中，一般采用的都是分布式的存储方法，所以在这种存储方法之下，利用到的系统框架主要有4部分组成，分别是管理节点、存储节点、数据采集端口和客户端口。这4部分共同作用形成了一个完整的系统框架，在此系统框架的基础上进行分配优化，其效果才會更优。

3 数据分配策略

3.1 数据分配数学模型

为了更好的研究物联网传感器信息的数据分配策略，需要对数据分配的数学模型进行清楚的认识。简单而言，数据分配指的就是将数据块通过映射使其进入到各个存储点的过程。而这个映射过程，是可以利用数学模型进行分析的。在整个映射过程中，输入的是数据块的集合，而输出的则是数据块集合的划分，整个映射的过程可以看作是矩阵的转移，所以此矩阵转移输入将会按照某种目标函数的约束映射进行输出。在数学模型中，数据输入量可以用Blob=[Blobi，…，Blobm]T，在这个式子中，Blobi为第i块数据块。在输入量存在的情况下必然会有输出向量的产生，所以输出向量Y=[Yi，…，Yn]T。在这个式子中，Yi为每一个物理节点的负载率。

3.2 静态分配

静态分配策略是数学模型的基础上，利用传感器的空间相关性特征进行数据库初始分配的一种分配方式，通过分配后，初始化数据块会存储到相应的节点当中。在实际利用的过程中，数据块的存在主要以数据点的形式发生，而且每一个数据点都会对全部的数据类型进行支持，所以每一个数据点在在空间内的内存占据具有相同性。通过公式的简化，输入向量Blob可以简化为Tag=[Tagi，…，Tagm]T。在应用过程中发现数据块在时域当中给物理节点带来的发在具有动态变化性，所以数据模块还需要放到时域中进行进一步的考虑。将向量Tag放到时域长度t中进行考虑的时候，便可以得到ag=[Tagi（t），…，Tagm（t）]T。

3.3 自适应时域负载反馈

自适应时域负载反馈也是在分配策略研究中需要考虑的重要内容。在实际利用中，传感器采集的是实际的物理量，但是实际物理量在温度、湿度以及压力等方面具有连续的变化性特征，所以当一个物理量在Ti时刻存在比较大的变化的时候，往往在下一个时刻Ti+1也会存在比较大的变化。所以针对传感器这方面的特性，自适应时域负载反馈的算法需要在当前阶段的负载情况下进行反馈时间长短的调整，这样，整个存储节点的反映才会更加完整。简单而言就是通过实际操作中的变化调整，可以使得整个反馈能够更接近于变化实际，从而得出更为准确的计算结果，进而为数据分配的调整做好基础。

3.4 动态数据分配

动态数据分配是整个数据分配工作中最核心的内容。在实际应用中发现，管理节点接受储存点负载信息具有实时的特性，所以需要利用动态分配来进行节点数据的均衡负载。从实际利用中来看，动态数据的分配主要由两部分组成：第一是对存储节点是否过载进行衡量；第二是对过载存储节点的负载进行调节。通过衡量工作可以科学地分析存储节点数据过载的科学性，进而对其进行分析和判断，为进一步调节打好基础。而过载调节主要是对过载不平衡的情况进行解决，通过此问题的解决，动态数据分配的平衡性可以实现，分配的科学性也能够有效地实现。简言之就是通过动态过载的平衡判断和调节，实现动态数据分配的合理性。

4 结语

物联网从产生之初发展到现在取得了很大的成就，在实际应用中的作用也越来越大。因为物联网传感器具有海量性的特点，在利用中容易发生访问失衡的情况，所以深入地研究系统框架，并对数据信息的存储进行分配策略的探究，可以从更深层的角度解决存储上的问题，实现数据分配的平衡。

参考文献

[1] 杨静，辛宇，谢志强.面向物联网传感器事件监测的双向反馈系统[J].计算机学报，2013（3）：506-520.

[2] 丁治明，高需.面向物联网海量传感器采样数据管理的数据库集群系统框架[J].计算机学报，2012（6）：1175-1191.

[3] 王剑，吴定峰，王健，等.面向物联网的农业信息资源监控平台技术研究[J].广东农业科学，2015（23）：178-183.

[4] 侯陈达，李栋，邱杰凡，等.EasiDEF：一种水平化轻量级物联网数据交换协议[J].计算机学报，2015（3）：602-613.

[5] 张铮.面向物联网海量传感器采样数据管理的数据库集群系统框架[J].通讯世界，2015（17）：35.