[实用新型]基于大数据的无线传感器网络数据管理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于大数据的无线传感器网络数据管理系统，特别是基于TinyOS的无线传感器网络部署方案以及与Hadoop大数据相连接的数据管理系统，属于信息数据处理及传输领域。

背景技术

无线传感器网络数据管理的目的是把无线传感器网络上数据的逻辑视图(命名、存取和操作)和网络的物理实现分离开来，使得无线传感器网络的用户和应用程序只需关心所要提出的查询的逻辑结构，而无需关心无线传感器网络的细节。在实际的应用中，通过对传感器网络所获得的感知数据进行查询和分析，可以实现对物理世界实现有效的监测，比如说对灾害地区收集信息，在城市交通管理系统中对交通车辆进行实时的监测等。这些感知数据构成的数据集合类似于大型的分布式数据库，需要由一个软件系统来进行管理，也就是传感器网络数据管理系统，主要是将每个传感器采集到的感知数据集中到中央处理节点进行分析处理，为了实现对传感器节点采集到的节点进行分析处理，现在寻找合适的处理方案是目前急需解决的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何有效的将传感器节点采集到的数据传送到大数据平台进行分析处理，所采用的无线传感器网络操作系统为TinyOS，采用Hadoop实现大数据平台的部署。

本实用新型采用的技术方案主要如下：

一种基于TinyOS的无线传感器网络部署方案，包含传感器节点、传感器组成的无线传感器网络，选取CC2538节点作为传感器节点，选取一个CC2538节点为整个网络的Sink节点，作为无线路由器节点处理中心并且充当网关与其它外部的网络相连接。

采用分簇的方式对监测区域进行划分，簇内的传感器节点均采用CC2538节点进行数据收集，每个簇均选取一个节点作为本簇的簇头节点，负责收集一般节点所传输的数据进行处理、上传至Sink节点。

所述的传感器节点主控制器为拥有着强大的数据处理功能，并且能够轻易的实现与电路板其他部分连接，实现对各个模块的驱动并且对各个模块的数据进行处理，CC2538节点能够适用于要求严格的实际地理环境和开发应用环境，此外CC2538节点还支持6LoWPAN IPv6网络的IP标准化开发。

传感器模块采用传感器进行采集数据，传感器首先将测到的物理量的变化通过各种机制转换成电阻、电容或者电感的变化，然后通过将这种电子特性的变化通过转换电路转换为电压信号，接着电压信号经过积分电路、放大电路进行整形处理，将采集到的模拟电压信号转换为数字信号，通过相应的传递函数进行处理转换为所需要的数据格式，将这些数据保存在传感器节点的内存中以方便进行传输。

所述的传感器节点供电模式为电池供电模式，以两节5号电池为电源对传感器进行供电。

所述的传感器节点采用TinyOS对节点的行为进行控制，对网络内节点的射频通信收发方式、工作方式进行控制。

所述的传感器节点查询模式为快照式查询模式，不对节点所监测区域进行持续式的监测，通过随机抽样的方法，只对监测区域内某几个节点计算其数据的平均值，以减少对系统资源的大量消耗。

所述的传感器网络管理系统采用的数据存储方法为一种以数据为中心的数据存储方法，尤其是一种基于地理散列的数据存储方法，通常来说随着网络规模的增大或数据感知速度的增加以数据为中心的存储方法的性能高于本地存储的方法。

所述的传感器网络管理系统将数据发送到部署好的Hadoop大数据中心进行处理。

数据到达处理中心之后对其划分为等长的小数据块，Hadoop为每个分块构建一个map任务，每个map任务会对其最终的输出进行分区。

map操作完成之后对划分的数据进行reduce操作，最后将输出结果part输出到相应的输出分区。

本实用新型中传感器节点采集的数据可以为各种数据格式，比如声音、温湿度、图像、视频等，将这些数据传送至大数据Hadoop平台后，依据数据的大小进行分块，并经处理后将数据结果通过显示器或者纸制报表等形式展现。

附图说明

图1为本实用新型的总体框架图。

图2为本实用新型的数据采集的传感器节点数据流图。

图3为本实用新型的模数转换框架图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施方式做具体的说明，传感器节点接收由传感器采集的数据，所采用的传感器节点型号为CC2538。