本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧園區(qū)數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術(shù)：

1、通信負(fù)載是指在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和帶寬的影響。在網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)包的形式傳輸，這些數(shù)據(jù)包會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬，并依靠網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行傳輸。通信負(fù)載的大小取決于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)量，還與網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的吞吐量、傳輸速度、延遲等要素相關(guān)。通信負(fù)載量的測(cè)量和管理對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化和維護(hù)至關(guān)重要。

2、邊緣計(jì)算是一種分布式計(jì)算架構(gòu)，其將應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)資料與服務(wù)的運(yùn)算由網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)移往網(wǎng)絡(luò)邏輯上的邊緣節(jié)點(diǎn)來處理。這種架構(gòu)將原本完全由中心節(jié)點(diǎn)處理的大型服務(wù)分解成更小、更易于管理的部分，分散到邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。邊緣節(jié)點(diǎn)更接近于用戶終端裝置，從而加快資料的處理與傳送速度，減少延遲。在這種架構(gòu)下，資料的分析與知識(shí)的產(chǎn)生更接近于數(shù)據(jù)資料的來源，因此更適合處理大數(shù)據(jù)。在智慧園區(qū)中，不同服務(wù)器節(jié)點(diǎn)在相同時(shí)刻所處理的邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)量是不同的，也即負(fù)載量不同，為避免單個(gè)節(jié)點(diǎn)因負(fù)載過大而造成服務(wù)器崩潰問題的發(fā)生，可將負(fù)載較大節(jié)點(diǎn)的任務(wù)分配給其他負(fù)載較小的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。

3、在相關(guān)技術(shù)中，負(fù)載分配主要是依靠?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸距離和傳輸時(shí)間，以避免時(shí)延過大影響傳輸速度，進(jìn)而影響處理速度。然而，這種方法未考慮用戶終端的移動(dòng)性，根據(jù)用戶終端移動(dòng)前的所在位置確定的節(jié)點(diǎn)的傳輸距離和傳輸時(shí)間可能隨著用戶終端的移動(dòng)產(chǎn)生變化，對(duì)于移動(dòng)后的用戶終端并不是最優(yōu)選擇，這就導(dǎo)致所分配的節(jié)點(diǎn)不夠合理，實(shí)際上并不能避免時(shí)延的發(fā)生。因此，亟待開發(fā)一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧園區(qū)數(shù)據(jù)傳輸方法，以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決用戶終端移動(dòng)影響節(jié)點(diǎn)合理分配的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧園區(qū)數(shù)據(jù)傳輸方法，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧園區(qū)數(shù)據(jù)傳輸方法，所述方法包括：

3、根據(jù)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載量，確定服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，將所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)；

4、確定服務(wù)器節(jié)點(diǎn)接收到的用戶終端所發(fā)送任務(wù)的任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度；

5、基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、所述任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度和園區(qū)中相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)之間的距離和用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置，確定再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖為根據(jù)園區(qū)中服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的位置所確定的；

6、基于用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻到用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻鄰近的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)軌跡，以及用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)速率及與用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻鄰近的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)速率，調(diào)整再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，得到最優(yōu)調(diào)整距離；

7、基于所述最優(yōu)調(diào)整距離，確定再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍；

8、在所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖上，基于所述再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍，確定再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)；

9、計(jì)算再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的合適程度，將再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的合適程度最小的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)；

10、將所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)的任務(wù)分配給所述最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，并通過所述最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和用戶終端任務(wù)的響應(yīng)。

11、在一些實(shí)施例中，所述基于用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻到用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻鄰近的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)軌跡，以及用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)速率及與用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻鄰近的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)速率，調(diào)整再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，得到最優(yōu)調(diào)整距離，包括：

12、基于用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻到用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻鄰近的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)軌跡，以及用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)移動(dòng)速率，調(diào)整再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，得到第一調(diào)整距離；

13、計(jì)算用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第一調(diào)整距離、與所述用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻前鄰近的第二調(diào)整距離和第三調(diào)整距離和與所述用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻后鄰近的第四調(diào)整距離和第五調(diào)整距離的均值，得到最優(yōu)調(diào)整距離。

14、在一些實(shí)施例中，在根據(jù)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載量，確定服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，將所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之前，所述方法還包括：

15、通過基站定位，確定用戶終端的位置、移動(dòng)軌跡和移動(dòng)速率。

16、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載量，確定服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，將所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)，包括：

17、根據(jù)如下公式，確定服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度：

18、

19、式中，qi,j表示第i個(gè)負(fù)載檢測(cè)時(shí)刻第j個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)負(fù)載分配的必要程度，si,j表示第i個(gè)負(fù)載檢測(cè)時(shí)刻第j個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載量，s表示所記錄的所有歷史時(shí)刻中第j個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載量，max{}表示求取最大值的函數(shù)，i表示負(fù)載檢測(cè)時(shí)刻的序號(hào)；

20、響應(yīng)于服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值，將所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)。

21、在一些實(shí)施例中，根據(jù)如下公式，確定服務(wù)器節(jié)點(diǎn)接收到的用戶終端所發(fā)送任務(wù)的任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度：

22、

23、式中，uj,p表示第j個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)接收到的同一用戶終端發(fā)送的第p個(gè)任務(wù)的任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度，p表示任務(wù)序號(hào)，j表示服務(wù)器節(jié)點(diǎn)序號(hào)，n表示集合km中所包含的時(shí)間間隔的總個(gè)數(shù)，l表示集合km中所包含的時(shí)間間隔的序號(hào)，tp-l,p-l+1表示第m個(gè)用戶終端發(fā)送第p-l次請(qǐng)求與第p-l+1次請(qǐng)求之間的時(shí)間間隔，m表示用戶終端的序號(hào)，集合km的元素為同一用戶終端連續(xù)兩個(gè)時(shí)刻向同一服務(wù)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送任務(wù)請(qǐng)求的時(shí)間間隔，并且滿足同一用戶終端連續(xù)兩個(gè)時(shí)刻向同一服務(wù)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送任務(wù)請(qǐng)求的時(shí)間間隔小于60s，集合km表示為{tp-1,p,tp,p+1,...,tp-l,p-l+1}。

24、在一些實(shí)施例中，根據(jù)如下公式，基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、所述任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度和園區(qū)中相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)之間的距離和用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置，確定再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離：

25、

26、式中，lp表示再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，l表示園區(qū)中相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的距離，uj,p表示第j個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)接收到的同一用戶終端發(fā)送的第p個(gè)任務(wù)的任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度，u表示所有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)接收到的同一用戶終端發(fā)送的第p個(gè)任務(wù)的任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度，max{}表示求取最大值的函數(shù)，p表示任務(wù)序號(hào)，j表示服務(wù)器節(jié)點(diǎn)序號(hào)。

27、在一些實(shí)施例中，根據(jù)如下公式，基于用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻到用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻鄰近的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)軌跡，以及用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)移動(dòng)速率，調(diào)整再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，得到第一調(diào)整距離：

28、

29、式中，lp′表示第一調(diào)整距離，lp表示再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與所述任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，tanh()表示雙曲正切函數(shù)，vp發(fā)送第p個(gè)任務(wù)的同一用戶終端的移動(dòng)速率，max(v)表示發(fā)送第p個(gè)任務(wù)的同一用戶終端的移動(dòng)速率的最大值。

30、在一些實(shí)施例中，在進(jìn)入園區(qū)后，移動(dòng)的用戶終端的上一最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和當(dāng)前最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的連線的所在直線與移動(dòng)的用戶終端的當(dāng)前最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和下一最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的連線的所在直線構(gòu)成夾角，隨著用戶終端的移動(dòng)得到多個(gè)夾角，求取多個(gè)夾角的均值，將均值作為用戶終端從上一最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的擺動(dòng)趨勢(shì)程度θm，所述基于所述最優(yōu)調(diào)整距離，確定再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍，包括：

31、在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中，以當(dāng)前最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)為圓心，以所述最優(yōu)調(diào)整距離為半徑繪制圓形，得到第一范圍；

32、在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中，以當(dāng)前最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)為放射點(diǎn)，以上一最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的方向?yàn)檎较蚶L制射線，將所述射線分別順時(shí)針、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)第一角度，得到上邊界射線和下邊界射線，所述上邊界射線、所述下邊界射線和所述圓形圍成的封閉區(qū)域?yàn)樗鲈俜峙浞?wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍，所述第一角度的取值為擺動(dòng)趨勢(shì)程度θm。

33、在一些實(shí)施例中，計(jì)算再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的合適程度，將再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的合適程度最小的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，包括：

34、根據(jù)如下公式，計(jì)算再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的合適程度：

35、

36、式中，ej,p,k表示第j個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的第p個(gè)任務(wù)由再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的第k個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行再分配處理的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的合適程度，qi,k表示再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中第i個(gè)負(fù)載檢測(cè)時(shí)刻得到的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的第k個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度，θp表示接收第p個(gè)任務(wù)的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)到再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)所在方向與發(fā)送第p個(gè)任務(wù)的用戶終端在移動(dòng)過程中所對(duì)應(yīng)的上一最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前最鄰近服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的擺動(dòng)趨勢(shì)程度，p表示任務(wù)序號(hào)，j表示服務(wù)器節(jié)點(diǎn)序號(hào)，i表示負(fù)載檢測(cè)時(shí)刻的序號(hào)，k表示再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)序號(hào)；

37、將再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的合適程度最小的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)。

38、在一些實(shí)施例中，所述程度閾值的選取范圍為0.4～0.6。

39、本發(fā)明具有如下有益效果：

40、本發(fā)明提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧園區(qū)數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法首先根據(jù)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載量，確定服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，將服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分配的必要程度大于程度閾值的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)，從而及時(shí)準(zhǔn)確地找出處理任務(wù)過重的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，便于及時(shí)進(jìn)行任務(wù)再分配；其次，確定服務(wù)器節(jié)點(diǎn)接收到的用戶終端所發(fā)送任務(wù)的任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度，從而掌握用戶希望服務(wù)器節(jié)點(diǎn)對(duì)任務(wù)進(jìn)行反饋的實(shí)時(shí)程度；然后，基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、任務(wù)實(shí)時(shí)性需求程度和園區(qū)中相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)之間的距離和用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置，確定再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，考慮了不同服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與用戶終端距離不同引起的時(shí)延問題，得到再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)距離任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)大致遠(yuǎn)近；進(jìn)而，基于用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻到用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻鄰近的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)軌跡，以及用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)速率及與用戶終端所發(fā)送任務(wù)時(shí)刻鄰近的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的移動(dòng)速率，調(diào)整再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離，得到最優(yōu)調(diào)整距離，進(jìn)一步考慮到用戶的移動(dòng)速率和移動(dòng)軌跡對(duì)再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)之間的距離的影響，得到能夠預(yù)判用戶移動(dòng)趨勢(shì)的最優(yōu)調(diào)整距離；然后，基于最優(yōu)調(diào)整距離，確定再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍；在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖上，基于再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍，確定再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，處于再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍內(nèi)的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)能夠適應(yīng)用戶的移動(dòng)情況，是可以進(jìn)行任務(wù)再分配的較優(yōu)選擇；進(jìn)而，計(jì)算再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的合適程度，將再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的選取范圍中的合適程度最小的再分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)是接收再分配的任務(wù)的最佳選擇；最后，將任務(wù)待分配節(jié)點(diǎn)的任務(wù)分配給最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，并通過最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)與用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和用戶終端任務(wù)的響應(yīng)，從而完成智慧園區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸。該方法可以考慮不同服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載量、與用戶的距離和傳輸時(shí)延以及用戶移動(dòng)情況，所安排的最優(yōu)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)處理用戶終端的任務(wù)，以保證智慧園區(qū)中用戶良好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。