一种物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统和方法技术方案

本申请提供的物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统，包括：多个管理维护局域网格和全网级故障管理中心，多个管理维护局域网格与全网级故障管理中心通信连接；管理维护局域网格用于对物联网节点进行定位，并监测物联网节点的异常状态，当管理维护局域网格内存在异常物联网节点时，将异常物联网节点的位置信息和异常状态信息发送至全网级故障管理中心；全网级故障管理中心用于接收异常物联网节点的位置信息和异常状态信息，并对异常物联网节点及其数据进行屏蔽。本申请通过将物联网节点划分为多个区域，并对各区域内的物联网节点进行定位和异常检测，方便了对物联网故障的发现和定位，节省了维护时间与精力，从而保证了物联网信息采集的准确度。

A local fault location and adaptive shielding system and method for Internet of things

The application provides a local fault location and adaptive shielding system for the Internet of Things, including: a number of management and maintenance local grid and network-level fault management center, a number of management and maintenance local grid and network-level fault management center communication connection; management and maintenance local grid for the Internet of Things node location, and monitoring the Internet of Things The abnormal state of the network node is managed and maintained. When there are abnormal IOT nodes in the local grid, the location information and abnormal state information of the abnormal IOT nodes are sent to the fault management center at the whole network level. The common Internet of things nodes and their data are screened. By dividing the nodes of the Internet of Things into several regions, and locating and anomaly detecting the nodes of the Internet of Things in each region, the application facilitates the discovery and location of the failures of the Internet of Things, saves the maintenance time and energy, thus ensuring the accuracy of the information collection of the Internet of Things.

【技术实现步骤摘要】
一种物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统和方法
本申请涉及物联网
，尤其涉及一种物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统和方法。
技术介绍
随着物联网技术的发展，小到一栋建筑，中到一个社区，大到一个城市，都正在形成由各种具有无线通信功能的传感器(例如温度传感器、湿度传感器、光照传感器、空气颗粒传感器等)和功能设施(例如门禁、空调、供暖设备、灯具)等网络节点相互进行信息连通所形成的广域网络。物联网中的每个网络节点一方面发挥自身功能，另一方面持续或者间歇性作为数据源生成节点数据。例如各种传感器类型的网络节点用于感测周边环境状态并生成相应的传感数据，各种功能设施类型的网络节点执行自身功能并且生成反映功能设施自身状态以及功能执行情况的设施数据。物联网节点的节点数据通过节点之间通过预先规划或者自组织的通信路径上传至网络层，并支持应用层的数据调用分析与远程控制。由于物联网的网络规模大，结构复杂，网络节点类型多元化，网络节点总数量可达到海量级别，因此，物联网中节点存在的各种随机故障难以被实时发现和准确定位。首先，单个或者少量网络节点故障所造成的节点数据异常可能湮没在其它海量节点的节点数据之中，也可能在物联网应对海量数据所采取的数据清洗和格式化处理当中被屏蔽掉；另外也存在因为通信功能故障导致网络节点无法实现数据收发的情况。另一方面，即便通过节点故障报警或者是节点数据明显异常状态监测确定了存在故障的网络节点的ID或者节点名称，但是追踪该故障节点的所在区域和准确位置仍然是非常繁琐和困难的，例如需要详细查询物联网布设的施工图才能确定，而调取和详查相关施工图对于物联网维护者来说也是一个麻烦的任务。这样，使得对物联网的管理维护负荷成为了一个新的突出问题，维护工程师要花费大量的时间监测物联网各个区域的运行状态是否正常，如果发现异常，排查可能发生故障的节点以及定位节点的位置都很困难，需要调取很多资料，耗费时间与精力。另一方面，由于故障的发现和定位都比较困难，延迟很大，因此故障的网络节点会在一定时间内持续产生错误的节点数据，以及持续执行错误或者无效的功能操作，降低物联网信息采集的准确度，或者影响物联网功能的实现，给整个网络带来不良影响。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统和方法，来解决现有技术中物联网故障的的发现和定位困难，耗费时间与精力的技术问题，从而保证物联网信息采集的准确度。基于上述目的，在本申请的一个方面，提出了一种物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统，包括：多个管理维护局域网格和全网级故障管理中心，所述多个管理维护局域网格与所述全网级故障管理中心通信连接；所述管理维护局域网格用于监测物联网节点的异常状态，对异常物联网节点进行定位；并当所述管理维护局域网格内存在异常物联网节点时，将所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息发送至所述全网级故障管理中心；所述全网级故障管理中心用于接收所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息，登记各个局域网格的异常物联网节点的位置信息和异常状态信息；向物联网管理维护人员以列表或者图形化的形式显示异常物联网节点的位置及其异常状态，以及呈现全物联网的各个局域以及全网的异常影响的量化评估；并通过物联网的管理系统对所述异常物联网节点及其数据进行屏蔽。在一些实施例中，所述管理维护局域网格包括：至少三个用于对物联网节点定位的定位器，以及，连接所述三个定位器的节点定位单元；所述定位器用于接收物联网节点发射的无线定位信号，测量该无线定位信号强度，并将接收的无线定位信号的强度发送至所述节点定位单元；所述节点定位单元用于根据所述无线定位信号的强度，确定物联网节点的位置。在一些实施例中，所述管理维护局域网格还包括：通信监测单元，用于定期按照物联网通信协议，向物联网节点发送伪检测指令，检测每个物联网节点的上下行通信状态是否正常。在一些实施例中，所述管理维护局域网格还包括：数据分析单元，用于通过将物联网节点采集和/或生成的数据与临近节点的采集和/或生成的数据进行对比，或者与历史累积的物联网节点数据进行对比，确定该物联网节点是否存在数据异常。在一些实施例中，所述管理维护局域网格还包括：功能监测单元，用于向物联网节点发送自检指令，并接收物联网节点上传的工作状态日志。在一些实施例中，所述管理维护局域网格还包括：局域管理中心单元，用于接收所述通信监测单元、所述数据分析单元和所述功能监测单元采集到的数据，并确定物联网节点是否异常，控制所述节点定位单元对异常物联网节点进行定位，并将异常节点的标识、异常类型和定位信息上传至所述全网级故障管理中心；或者，用于接收所述通信监测单元、所述数据分析单元和所述功能监测单元提供的异常节点的标识、异常类型和定位信息，并上传至所述全网级故障管理中心。在一些实施例中，所述全网级故障管理中心，包括：故障管理登记单元，用于接收并存储所述局域管理中心单元上传的异常类型和定位信息，并登记故障日志数据库。在一些实施例中，所述全网级故障管理中心，还包括：故障屏蔽单元，用于通过故障汇报接口，向物联网的管理系统发送故障报告指令，控制屏蔽存在故障的物联网节点及其数据。在一些实施例中，所述全网级故障管理中心，还包括：故障评估单元，用于实现物联网局域的实时性能监控，评估物联网局域故障的影响因子,监测和呈现全物联网各个局域以及全网的性能指标，以及提供单个物联网局域与关联物联网局域的质量分析对比。基于上述目的，本申请实施例还提出了一种物联网局域故障定位与自适应屏蔽方法，包括：将物联网划分为若干个管理维护局域网格，每个网格覆盖局部空间内的物联网节点，对其覆盖范围内的物联网节点进行定位；通过管理维护局域网格监测物联网节点的异常状态，并当所述管理维护局域网格内存在异常物联网节点时，将所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息发送至所述全网级故障管理中心；对所述异常物联网节点及其数据进行屏蔽。在一些实施例中，所述对物联网节点进行定位，包括：通过定位器接收物联网节点发射的无线信号并确定无线信号的RSSI功率，测算定位器与局域内的物联网节点的距离d：其中d0表示近参考距离，RSSI(d0)，RSSI(d)为距离为d0、d时的信号接收功率，Xσ表示标准偏差为σ，n是环境衰减因数，然后利用以下方程组实现对每个物联网节点的三点定位：(x1–x)^2+(y1-y)^2＝d1^2(x2–x)^2+(y2-y)^2＝d2^2(x3–x)^2+(y3-y)^2＝d3^2其中(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)为定位器的坐标，(x，y)为待确定物联网节点的坐标，d1、d2、d3分别为待确定物联网节点到三个定位器的距离。本申请实施例提供的物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统和方法，其中系统包括：多个管理维护局域网格和全网级故障管理中心，所述的多个管理维护局域网格与所述全网级故障管理中心通信连接；所述管理维护局域网格用于对物联网节点进行定位，并监测物联网节点的异常状态，并当所述管理维护局域网格内存在异常物联网节点时，将所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息发送至所述全网级故障管理中心；所述全网级故障管理中心用于接收所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息，并对所述异常物联网节点及其数据进行屏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统，其特征在于，包括：多个管理维护局域网格和全网级故障管理中心，所述多个管理维护局域网格与所述全网级故障管理中心通信连接；所述管理维护局域网格用于监测物联网节点的异常状态，对异常物联网节点进行定位；并当所述管理维护局域网格内存在异常物联网节点时，将所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息发送至所述全网级故障管理中心；所述全网级故障管理中心用于接收所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息，登记各个局域网格的异常物联网节点的位置信息和异常状态信息；向物联网管理维护人员以列表或者图形化的形式显示异常物联网节点的位置及其异常状态，以及呈现全物联网的各个局域以及全网的异常影响的量化评估；并通过物联网的管理系统对所述异常物联网节点及其数据进行屏蔽。

【技术特征摘要】
1.一种物联网局域故障定位与自适应屏蔽系统，其特征在于，包括：多个管理维护局域网格和全网级故障管理中心，所述多个管理维护局域网格与所述全网级故障管理中心通信连接；所述管理维护局域网格用于监测物联网节点的异常状态，对异常物联网节点进行定位；并当所述管理维护局域网格内存在异常物联网节点时，将所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息发送至所述全网级故障管理中心；所述全网级故障管理中心用于接收所述异常物联网节点的位置信息和异常状态信息，登记各个局域网格的异常物联网节点的位置信息和异常状态信息；向物联网管理维护人员以列表或者图形化的形式显示异常物联网节点的位置及其异常状态，以及呈现全物联网的各个局域以及全网的异常影响的量化评估；并通过物联网的管理系统对所述异常物联网节点及其数据进行屏蔽。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管理维护局域网格包括：至少三个用于对物联网节点定位的定位器，以及，连接所述三个定位器的节点定位单元；所述定位器用于接收物联网节点发射的无线定位信号，测量该无线定位信号强度，并将接收的无线定位信号的强度发送至所述节点定位单元；所述节点定位单元用于根据所述无线定位信号的强度，确定物联网节点的位置。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述管理维护局域网格还包括：通信监测单元，用于定期按照物联网通信协议，向物联网节点发送伪检测指令，检测每个物联网节点的上下行通信状态是否正常。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述管理维护局域网格还包括：数据分析单元，用于通过将物联网节点采集和/或生成的数据与临近节点的采集和/或生成的数据进行对比，或者与历史累积的物联网节点数据进行对比，确定该物联网节点是否存在数据异常。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述管理维护局域网格还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：董承利，
申请(专利权)人：特斯联北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11