一種物聯網結構及其數據傳輸方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及串行數據通信領域，尤其涉及一種物聯網結構及其數據傳輸方法。
【背景技術】
[0002]物聯網是互聯網的應用拓展，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新2.0則是物聯網發展的靈魂。物聯網的本質概括起來主要體現在三個方面:一是互聯網特征，即對需要聯網的物一定要能夠實現互聯互通的互聯網絡；二是識別與通信特征，即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信的功能；三是智能化特征，即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。
[0003]物聯網受到了越來越多的關注，成為全球信息領域的焦點。對于物聯網的定義，通俗來說就是利用局部網絡或互聯網等技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起，形成人與物、物與物相聯，實現信息化、遠程管理控制和智能化。圖1和圖2分別為現有技術中物聯網的兩種主要結構，分別可以叫做結構1和結構2。圖1所示的物聯網的結構1由物聯網前端、數據中轉設備和物聯網后端組成，物聯網前端由多個信息采集設備(數據采集設備)組成，物聯網前端和數據中轉設備處在同一個小的范圍內，比如處在一個家庭或者工廠內，物聯網后端即為云端，比如由大量高性能服務器構成的數據中心(datacenter)。物聯網前端的信息采集設備比如傳感器負責數據的采集，并把數據發送到所述數據中轉設備；數據中轉設備，比如電腦、手機等，接收物聯網前端發送的數據并對接收到的數據做一些簡單的處理。如果需要對數據做大量的統計計算，那么數據中轉設備把所述物聯網前端設備發送來的數據再通過傳輸網絡傳送到所述物聯網后端的云端。對于云端來說，比如數據中心(data center)，對接收的大量信息做處理并保存在云端的存儲器中。圖2所示的物聯網結構2由物聯網前端和物聯網后端組成，所述物聯網前端的采集設備把采集到的信息數據直接通過傳輸網絡發送到后端的云端處理中心，這些數據被云端處理，同時保存在云端存儲器中。這兩種物聯網結構都存在一些問題亟待解決。其一，所述物聯網前端的信息采集設備從成本和工藝兼容性考慮，其內部的嵌入式非易失性存儲器容量一般很小，比如嵌入式電可擦可寫只讀存儲器、嵌入式閃存等，其只有幾十KB到幾百KB。因為所述物聯網前端的信息采集設備中嵌入式非易失存儲器的容量不夠大，所以信息采集設備不能將長時間記錄或者采集的數據存儲在所述物聯網前端設備的嵌入式非易失性存儲器中，這就導致信息采集設備不具備長期數據統計分析能力。其二，在如圖2所示的物聯網結構2中，因為需要把每個信息采集設備采集到的數據都直接發送到云端，所以信息采集設備中與云端通信的通信模塊的成本將會很大。其三，無論圖1所述的物聯網結構1還是圖2所示的物聯網結構2，因為信息采集設備中嵌入式非易失性存儲器容量太小，而長時間的數據挖掘或/和數據分析需要大容量的非易失性存儲器來存儲數據，所以信息采集設備均不具備長時間的數據挖掘和/或數據統計能力，同時由于前端的信息采集設備中的非易失存儲器容量很小，不能長時間保存過多的數據，這就導致信息采集設備需要按時的把采集到的原始數據，或壓縮后的數據，或者是加密后的數據發送到數據中轉設備或云端中再做數據的執行或處理，因此所述物聯網前端的信息采集設備和數據中轉設備或/和云端之間就會存在大量的數據傳輸，而大量的數據傳輸會使功耗大大增加。其四，傳統的物聯網中，云端的數據中心通常按照一定的時間周期，比如一個季度或者一年，對接收到的數據做處理并產生相應的報告。在大多數時間內，云端數據中心中存儲的某些具有特定用途的數據對于一些少數特定的人員是有用的，對于大多數用戶是沒用的，比如黃河水位的數據只對研究黃河水位的人員有用，對其他人并沒有用處，由于所述物聯網前端的信息采集設備中的嵌入式非易失性存儲器的容量太小，因此這些數據在信息采集設備當中都是沒有備份的，因此一旦數據中心中這些數據丟失，比如數據中心發生火災等情況導致數據中心的存儲設備不可修復的損壞，或者數據中心定期丟棄一些很長時間沒有用過的信息，這就導致當那些少數特定的用戶想要從云端中查找數據時，該數據已經不存在于云端數據中心，這對這些用戶來說是不可挽回的損失。

【發明內容】

[0004]針對現有技術中的通信方式所存在的問題，本發明提供了一種物聯網結構及數據傳輸方法，保障數據的存儲能力的同時，提高了數據通信的效率。
[0005]本發明采用如下技術方案:
[0006]—種物聯網結構，所述物聯網結構包括:
[0007]依次串行通信連接的復數個數據采集節點，且每個所述數據采集節點均包括至少一個數據采集設備，且所述數據采集設備采集、存儲和處理系統數據；
[0008]云端服務器，與位于頭部或尾部的一所述數據采集節點通信連接，以用于接收、處理并存儲每個所述數據采集節點傳輸的系統數據；
[0009]其中，當所述數據采集節點傳輸所述系統數據時，任一所述數據采集節點將所述系統數據備份和/或緩存至與該數據采集節點相鄰的所述數據采集節點。
[0010]優選的，所述物聯網結構中，
[0011]當所述數據采集節點傳輸所述系統數據時，任一所述數據采集節點將所述系統數據備份和/或緩存至與該數據采集節點相鄰的且臨近所述云端服務器一側的所述數據采集節點中。
[0012]優選的，所述物聯網結構中，
[0013]所述系統數據為所述數據采集節點的數據采集設備采集的原始數據和/或所述原始數據經所述數據采集設備一定處理后的數據。
[0014]優選的，所述物聯網結構中，
[0015]每個所述數據采集節點均包括至少一個數據采集設備，對所述系統數據進行采集、存儲和處理；其中，
[0016]至少一個數據采集設備對所述系統數據進行接收和/或發送，以及
[0017]當所述數據采集節點包括至少兩個所述數據采集設備時，任一所述數據采集節點中，任意兩個所述數據采集設備之間均通信連接。
[0018]優選的，所述數據采集設備中包括非易失性存儲器，存儲所述系統數據。
[0019]優選的，所述非易失性存儲器為相變存儲器和/或鐵電存儲器和/或磁阻存儲器和/或阻變式存儲器。
[0020]優選的，所述數據采集設備采用新能源供電。
[0021]優選的，所述數據采集節點能夠對所述原始數據進行處理，處理方式包括:數據統計和/或數據壓縮和/或數據加密和/或數據挖掘。
[0022]優選的，所述數據采集節點能夠對其他數據采集節點傳輸的所述系統數據進行處理，處理方式包括:數據統計和/或數據壓縮和/或數據加密和/或數據挖掘。
[0023]優選的，所述云端服務器能夠發送采集命令至最后一個所述數據采集節點，以及
[0024]最后一個所述數據采集節點判斷是否響應所述采集命令，若響應，則執行相應操作并判斷所述數據采集節點是否是最后一個需要響應所述采集命令的數據采集節點，若是最后一個需要響應所述采集命令的數據采集節點，則終止所述采集命令向下一個數據采集節點傳輸；若不是最后一個需要響應所述采集命令的數據采集節點，傳輸所述采集命令到下一個數據采集節點；
[0025]若最后一個所述數據采集節點判斷不響應所述采集命令，所述數據采集節點向下一個所述數據采集節點發送所述采集命令，直到所述采集命令到達最后一個需要響應所述采集命令的數據采集節點為止。
[0026]優選的，所述物聯網結構還包括:
[0027]數據中轉設備，分別與最后一個所述數據采集節點、所述云端服務器連接，轉發最后一個所述數據采集節點傳輸至所述云端服務器的所述系統數據。
[0028]—種物聯網結構的數據傳輸方法，所述數據傳輸方法包括:
[0029]步驟S1，所述第一數據采集節點發送所述第一系統數據至第二數據采集節點；
[0030]步驟S2，所述第二數據采集節點緩存和/或備份所述第一系統數據后，發送所述第一系統數據至第三數據采集節點，和/或發送所述第二系統數據至第三數據采集節點；
[0031]步驟S3，所述第三數據采集節點執行步驟S2，直至發送所述系統數據至最后一個數據采集節點；
[0032]步驟S