[发明专利]一种基于虚拟节点的物联网数据传输的方法及系统

权利要求书

1.一种基于虚拟节点的物联网数据传输方法，其特征在于，所述方法包括:

获取源节点的所有可达中继节点，并将拥有公共父亲节点的可达中继节点组成一个虚拟节点；

所述源节点从虚拟节点中根据节点负载能力选择其中一个可达中继节点作为所述源节点的转发节点加入物联网；

当所述源节点的转发节点发生故障时，所述源节点从虚拟节点中选取至少一个可达中继节点作为所述源节点的转发节点接入物联网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取源节点的所有可达中继节点，并将拥有公共父亲节点的可达中继节点组成一个虚拟节点包括：

所述源节点广播可到达报文；

接收所有收到可到达报文的应答节点的应答反馈信息，所述应答反馈信息包括应答节点的父亲节点ID、可通信节点ID、实际转发负载以及最大可转发负载；

将所有应答节点作为可达中继节点保存在一跳可达表中，并将所有可达中继节点中拥有相同父亲节点ID的节点组成虚拟节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述源节点从虚拟节点中根据节点负载能力选择其中一个可达中继节点作为源节点的转发节点加入物联网，包括：

根据节点负载能力的大小，对虚拟节点中的所有可达中继节点进行排序，生成源节点接入物联网的最优选择路径队列；所述节点负载能力为最大可转发负载与实际转发负载的差值；

选取最优选择路径队列中节点负载能力最大的可达中继节点作为源节点的转发节点加入物联网。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述源节点的转发节点发生故障时，所述源节点从虚拟节点中选取至少一个可达中继节点作为所述源节点的转发节点接入物联网，包括：

当所述源节点的转发节点发生故障时，向虚拟节点中的除所述源节点的转发节点外的其他可达中继节点发送询问消息；

接收虚拟节点中的所述除所述源节点的转发节点外的其他可达中继节点根据所述询问消息反馈的可服务信息；

根据接收的所述可服务信息，将故障转发节点信息从所述最优选择路径队列中删除，从发送所述可服务信息的可达中继节点中选取至少一个可达中继节点为所述源节点的转发节点加入物联网。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从发送所述可服务信息的可达中继节点中选取至少一个可达中继节点为转发节点加入物联网，包括：

计算所述源节点所需的最大转发负载TPS，并与最优选择路径队列中第1个可达中继节点的节点负载能力Δtps₁作比较；

若TPS≤Δtps₁，则所述源节点选取所述第1个可达中继节点作为所述源节点的转发节点加入物联网；

若TPS＞Δtps₁，则计算最优选择路径队列中前i个可达中继节点的节点负载能力之和Δtps_sum，直至TPS≤Δtps_sum；

所述源节点将其转发负载按照最优选择路径队列中前i个可达中继节点的节点负载能力分割成i个部分，并选取所述i个可达中继节点作为所述源节点的转发节点加入物联网。

6.一种基于虚拟节点的物联网数据传输系统，其特征在于，包括：

虚拟节点确定模块，用于获取源节点的所有可达中继节点，并将拥有公共父亲节点的可达中继节点组成一个虚拟节点；

转发节点确定模块，用于从虚拟节点中根据节点负载能力选择其中一个可达中继节点作为所述源节点的转发节点加入物联网；

转发节点重确定模块，用于在所述源节点的转发节点发生故障时，从虚拟节点中选取至少一个可达中继节点作为所述源节点的转发节点接入物联网。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述虚拟节点确定模块包括：

报文发送模块，用于广播可到达报文；

反馈接收模块，用于接收所有收到可到达报文的应答节点的应答反馈信息，所述应答反馈信息包括应答节点的父亲节点ID、实际转发负载以及最大可转发负载；

节点确认模块，将所有应答节点作为可达中继节点保存在一跳可达表中，并将所有可达中继节点中拥有相同父亲节点ID的节点组成一个虚拟节点。