[发明专利]一种基于信息年龄的物联网组网方法

权利要求书

1.一种基于信息年龄的物联网组网方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，根据各类物联网业务的信息年龄门限，对各物联网业务模块进行初始化部署，其中，信息年龄定义为自上一个成功传送到目的地的数据包生成以来经过的时间；

步骤2，根据各物联网业务的信息年龄门限，各雾接入点对其服务的各物联网业务无线网关进行轮流调度，进而获得各业务的初始信息年龄；

步骤3，所有业务信息年龄均初始化完成后，各雾接入点随后持续监测各业务的信息年龄，在后续每个调度周期开始时，计算各业务的门限与信息年龄之差，并据此对物联网无线网关进行调度，然后对调度业务的信息年龄进行更新；

步骤4，雾接入点在每个调度周期结束时对每个业务的信息年龄和相应门限进行比较，连续统计K个调度周期中业务i的信息年龄超过相应门限的次数M_i，并在K个调度周期结束时根据M_i以及过往网络性能状况对物联网业务模块部署、物联网业务传输方式进行更改；

其中，步骤1中，物联网业务模块用于实现物联网业务所需要的数据分析、数据挖掘，并根据数据分析的结果做出最优决策，进而对物联网设备进行控制，物联网业务模块部署在雾接入点或云端处；

步骤1中，对各物联网业务模块进行初始化部署的步骤具体包括：

对于物联网业务i，若其信息年龄门限A_i小于等于预设门限值A，则将业务i的业务模块部署在服务业务i的无线网关的雾接入点处；若其信息年龄门限A_i大于A，将其业务模块部署在云端；

其中，预设门限A由物联网业务的总数量、各物联网业务的信息年龄要求、雾接入点数量、以及各雾接入点的计算存储能力综合得到，其中，雾接入点是具有数据存储和计算功能的增强型基站，通过前传链路与云端连接；物联网业务的无线网关负责将业务下的物联网终端接入雾接入点。

2.根据权利要求1所述的基于信息年龄的物联网组网方法，其特征在于，步骤2中，物联网业务无线网关具有协议转换功能，负责保证不同的感知层网络协议转变为统一的数据和信令，另外，物联网无线网关具有物联网终端设备管理功能，当接收到来自雾接入点的调度信息时，其发送指令到相应的物联网终端，使物联网终端采集并上传物理环境数据。

3.根据权利要求2所述的基于信息年龄的物联网组网方法，其特征在于，步骤2具体包括：

将各物联网业务按信息年龄门限的值从高到低进行排序，先调度门限最高的N个业务的无线网关，然后以此类推，直到每个业务无线网关均被调度一次；

物联网业务无线网关接收到雾接入点的调度信息后，控制其下的物联网终端进行数据采集并上传，其中，上传的信息包括数据采集时间和采集的数据；

网关将聚合的数据、业务ID、数据采集时间发送至服务它的雾接入点。

4.根据权利要求3所述的基于信息年龄的物联网组网方法，其特征在于，网关将聚合的数据、业务ID、数据采集时间发送至服务它的雾接入点的步骤中，需要为聚合的数据包定义统一的数据采集时间，定义网关聚合的数据包的数据采集时间的方法为：网关聚合的数据包的数据采集时间为该网关聚合的来自各物联网终端的数据的采集时间中最早的时间。

5.根据权利要求2所述的基于信息年龄的物联网组网方法，其特征在于，步骤2中，获得各业务的初始信息年龄的步骤具体包括：

雾接入点首次成功接收某业务数据包后，对其进行解析，提取数据采集时间和业务ID并记录，对于物联网业务模块位于雾接入点的业务，直接初始化信息年龄，即用当前时间减去数据采集时间，得到当前信息年龄的值，之后该信息年龄随时间线性增长；对于物联网业务模块位于云端的业务，雾接入点将数据包转发给相应的物联网业务模块，业务模块正确接收数据包后向雾接入点发送确认信息，雾接入点接收到确认信息后，利用当前时间减去数据采集时间，得到当前的信息年龄值，之后该信息年龄随时间线性增长，其中，雾接入点将各业务的信息年龄以元组方式进行存储。