一种智慧城市网络的实现方法技术

本发明专利技术提供了一种智慧城市网络的实现方法，所述网络包括设备和路由器；每个路由器配置两个以上的接口，所述接口分为两个以上的下游接口和两个以上的上游接口；一个设备配置一个接口；在本发明专利技术中，设备能够快速获取数据，大幅度降低了数据通信延迟，提高了数据通信质量。本发明专利技术可应用于交通路况检控及农业工程化等诸多领域，具有广泛的应用前景。

A Realization Method of Intelligent City Network

The invention provides an implementation method of a smart city network, which includes devices and routers; each router is equipped with more than two interfaces, which are divided into more than two downstream interfaces and more than two upstream interfaces; one device is equipped with an interface; in the invention, the device can quickly acquire data and greatly reduce the data communication delay. It improves the quality of data communication. The invention can be applied to many fields such as traffic condition inspection and agricultural engineering, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种智慧城市网络的实现方法
本专利技术涉及一种实现方法，尤其涉及的是一种智慧城市网络的实现方法。
技术介绍
智慧城市网络中的节点之间通信通过中间节点的转发和路由来实现，因此，实现智慧城市网络需要解决的关键技术之一就是降低数据传输延迟，以便使用户能够快速获取网络服务。随着智慧城市网络技术的发展，智慧城市网络会成为未来网络提供服务的一种模式。目前，智慧城市网络的实现模式是通过广播来实现，因此延迟和代价都比较大，降低了网络服务性能。因此，如何降低智慧城市网络提供服务的延迟和代价成为近年来研究的热点问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种智慧城市网络的实现方法。技术方案：本专利技术公开了一种智慧城市网络的实现方法，所述网络包括设备和路由器；每个路由器配置两个以上的接口，所述接口分为两个以上的下游接口和两个以上的上游接口；一个设备配置一个接口；一个路由器的上游接口与另外一个路由器的上游接口相连，路由器的下游接口与一个设备相连；设备的接口与一个路由器的下游接口相连；一个接口由一个接口ID唯一标识，接口ID为x的接口记为接口x；一种类型的数据由一个名称唯一标识，如果一个设备有权限访问一种类型的数据，该设备则称为该种类型数据的消费者；如果一个设备有权限产生一种类型的数据，该设备则称为该种类型数据的提供者；所有设备采用通信消息来实现通信，通信消息包括三个域，分别为名称域、命令域和数据域，通信消息的格式为：名称、命令、数据；命令域值取值为CONSUMER，PROVIDER，PUSH，PULL或者空；CONSUMER为消费者，PROVIDER为提供者，PUSH为推送数据，PULL为获取数据；路由器保存一个消费者转发表，一个消费者转发表项包含接口ID域、名称域和生命周期域；在设备D1是数据DA1的消费者，数据DA1由名称NA1唯一标识的条件下，设备D1定期执行下述操作维护消费者转发表：步骤101：开始；步骤102：设备D1发送一个通信消息，该通信消息的名称域值为NA1，命令域值为CONSUMER，数据域值为空；步骤103：路由器从接口x1接收到通信消息后，根据通信消息的命令域值，路由器查看消费者转发表，如果存在一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，生命周期大于最大生命周期M1和阈值TH1之差的绝对值，则执行步骤110，否则执行步骤104；最大生命周期M1大于阈值TH1；，例如M1取值为1s，阈值TH1取值为50ms，阈值TH1越小，消费者转发表项更新频率越高；步骤104：从接口x1接收到通信消息的路由器查看消费者转发表，如果存在一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，则执行步骤105，否则执行步骤106；步骤105：从接口x1接收到通信消息的路由器查看消费者转发表，选择一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，将该消费者转发表项的生命周期设置为最大值，执行步骤107；步骤106：从接口x1接收到通信消息的路由器创建一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，生命周期设置为最大值；步骤107：从接口x1接收到通信消息的路由器判断自己是否从下游接口接收到该通信消息，如果是，则执行步骤108，否则执行步骤109；步骤108：从接口x1接收到通信消息的路由器从每个上游接口转发该通信消息，执行步骤103；步骤109：从接口x1接收到通信消息的路由器从除了接口x1以外的每个上游接口转发该通信消息，执行步骤103；步骤110：结束。消费者通过上述过程建立消费者转发表项从而建立每个路由器到达自己的路由路径，由于上述过程中路由器只处理第一个接收到的通信消息，因此确保了路由器到达消费者的路由路径性能最优；另外，上述过程通过阈值TH1来控制消费者转发表项的更新频率，从而确保的消费者转发表项的有效性和实时性。本专利技术所述方法中，路由器保存一个提供者转发表，一个提供者转发表项包含接口ID域、名称域和生命周期域；在设备D2是数据DA1的提供者，数据DA1由名称NA1唯一标识的条件下，设备D2定期执行下述操作维护提供者转发表：步骤201：开始；步骤202：设备D2发送一个通信消息，该通信消息的名称域值为NA1，命令域值为PROVIDER，数据域值为空；步骤203：路由器从接口x2接收到通信消息后，根据通信消息的命令域值，路由器查看提供者转发表，如果存在一个提供者转发表项，该提供者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x2，生命周期大于最大生命周期M1和阈值TH1之差的绝对值，则执行步骤210，否则执行步骤204；最大生命周期M1大于阈值TH1；例如M1取值为1s，阈值TH1取值为50ms，阈值TH1越小，提供者转发表项更新频率越高；步骤204：从接口x2接收到通信消息的路由器查看提供者转发表，如果存在一个提供者转发表项，该提供者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x2，则执行步骤205，否则执行步骤206；步骤205：从接口x2接收到通信消息的路由器查看提供者转发表，选择一个提供者转发表项，该提供者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x2，将该提供者转发表项的生命周期设置为最大值，执行步骤207；步骤206：从接口x2接收到通信消息的路由器创建一个提供者转发表项，该提供者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x2，生命周期设置为最大值；步骤207：从接口x2接收到通信消息的路由器判断自己是否从下游接口接收到该通信消息，如果是，则执行步骤208，否则执行步骤209；步骤208：从接口x2接收到通信消息的路由器从每个上游接口转发该通信消息，执行步骤203；步骤209：从接口x2接收到通信消息的路由器从除了接口x2以外的每个上游接口转发该通信消息，执行步骤203；步骤210：结束。提供者通过上述过程建立提供者转发表项从而建立每个路由器到达自己的路由路径，由于上述过程通过阈值TH1来控制提供者转发表项的更新频率，从而确保的提供者转发表项的有效性和实时性；同时，上述过程中路由器只处理第一个接收到的通信消息，因此确保了路由器到达提供者的路由路径性能最优，提高了数据通信性能。本专利技术所述方法中，消费者保存一个数据表，每个数据表项包含名称域、数值域和生命周期域；提供者保存一个数据表，每个数据表项包含名称域、数值域和生命周期域；路由器保存一个数据表，每个数据表项包含名称域、数值域和生命周期域；数据表的最大长度为L1；L1为数据表长度，其值由路由器或者提供者的资源能力有关，一般设置为100MB；在设备D2是数据DA2的提供者，数据DA2由名称NA2唯一标识的条件下，设备D2产生数据DA2后，通过下述过程推送数据DA2：步骤301：开始；步骤302：设备D2创建一个数据表项，该数据表项的名称域值等于NA2，数值域值等于数据DA2，生命周期设置为最大生命周期；设备D2发送一个通信消息，该通信消息的名称域值为NA2，命令域值为PUSH，数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧城市网络的实现方法，其特征在于，所述网络包括设备和路由器；每个路由器配置两个以上的接口，所述接口分为两个以上的下游接口和两个以上的上游接口；一个设备配置一个接口；一个路由器的上游接口与另外一个路由器的上游接口相连，路由器的下游接口与一个设备相连；设备的接口与一个路由器的下游接口相连；一个接口由一个接口ID唯一标识，接口ID为x的接口记为接口x；一种类型的数据由一个名称唯一标识，如果一个设备有权限访问一种类型的数据，该设备则称为该种类型数据的消费者；如果一个设备有权限产生一种类型的数据，该设备则称为该种类型数据的提供者；所有设备采用通信消息来实现通信，通信消息包括三个域，分别为名称域、命令域和数据域，通信消息的格式为：名称、命令、数据；命令域值取值为CONSUMER，PROVIDER，PUSH，PULL或者空；Consumer为消费者，Provider为提供者，Push为推送数据，Pull为获取数据；路由器保存一个消费者转发表，一个消费者转发表项包含接口ID域、名称域和生命周期域；在设备D1是数据DA1的消费者，数据DA1由名称NA1唯一标识的条件下，设备D1定期执行下述操作维护消费者转发表：步骤101：开始；步骤102：设备D1发送一个通信消息，该通信消息的名称域值为NA1，命令域值为CONSUMER，数据域值为空；步骤103：路由器从接口x1接收到通信消息后，根据通信消息的命令域值，路由器查看消费者转发表，如果存在一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，生命周期大于最大生命周期M1和阈值TH1之差的绝对值，则执行步骤110，否则执行步骤104；最大生命周期M1大于阈值TH1；步骤104：从接口x1接收到通信消息的路由器查看消费者转发表，如果存在一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，则执行步骤105，否则执行步骤106；步骤105：从接口x1接收到通信消息的路由器查看消费者转发表，选择一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，将该消费者转发表项的生命周期设置为最大值，执行步骤107；步骤106：从接口x1接收到通信消息的路由器创建一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，生命周期设置为最大值；步骤107：从接口x1接收到通信消息的路由器判断自己是否从下游接口接收到该通信消息，如果是，则执行步骤108，否则执行步骤109；步骤108：从接口x1接收到通信消息的路由器从每个上游接口转发该通信消息，执行步骤103；步骤109：从接口x1接收到通信消息的路由器从除了接口x1以外的每个上游接口转发该通信消息，执行步骤103；步骤110：结束。...

【技术特征摘要】
1.一种智慧城市网络的实现方法，其特征在于，所述网络包括设备和路由器；每个路由器配置两个以上的接口，所述接口分为两个以上的下游接口和两个以上的上游接口；一个设备配置一个接口；一个路由器的上游接口与另外一个路由器的上游接口相连，路由器的下游接口与一个设备相连；设备的接口与一个路由器的下游接口相连；一个接口由一个接口ID唯一标识，接口ID为x的接口记为接口x；一种类型的数据由一个名称唯一标识，如果一个设备有权限访问一种类型的数据，该设备则称为该种类型数据的消费者；如果一个设备有权限产生一种类型的数据，该设备则称为该种类型数据的提供者；所有设备采用通信消息来实现通信，通信消息包括三个域，分别为名称域、命令域和数据域，通信消息的格式为：名称、命令、数据；命令域值取值为CONSUMER，PROVIDER，PUSH，PULL或者空；Consumer为消费者，Provider为提供者，Push为推送数据，Pull为获取数据；路由器保存一个消费者转发表，一个消费者转发表项包含接口ID域、名称域和生命周期域；在设备D1是数据DA1的消费者，数据DA1由名称NA1唯一标识的条件下，设备D1定期执行下述操作维护消费者转发表：步骤101：开始；步骤102：设备D1发送一个通信消息，该通信消息的名称域值为NA1，命令域值为CONSUMER，数据域值为空；步骤103：路由器从接口x1接收到通信消息后，根据通信消息的命令域值，路由器查看消费者转发表，如果存在一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，生命周期大于最大生命周期M1和阈值TH1之差的绝对值，则执行步骤110，否则执行步骤104；最大生命周期M1大于阈值TH1；步骤104：从接口x1接收到通信消息的路由器查看消费者转发表，如果存在一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，则执行步骤105，否则执行步骤106；步骤105：从接口x1接收到通信消息的路由器查看消费者转发表，选择一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，将该消费者转发表项的生命周期设置为最大值，执行步骤107；步骤106：从接口x1接收到通信消息的路由器创建一个消费者转发表项，该消费者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x1，生命周期设置为最大值；步骤107：从接口x1接收到通信消息的路由器判断自己是否从下游接口接收到该通信消息，如果是，则执行步骤108，否则执行步骤109；步骤108：从接口x1接收到通信消息的路由器从每个上游接口转发该通信消息，执行步骤103；步骤109：从接口x1接收到通信消息的路由器从除了接口x1以外的每个上游接口转发该通信消息，执行步骤103；步骤110：结束。2.根据权利要求1所述的一种智慧城市网络的实现方法，其特征在于，路由器保存一个提供者转发表，一个提供者转发表项包含接口ID域、名称域和生命周期域；在设备D2是数据DA1的提供者，数据DA1由名称NA1唯一标识的条件下，设备D2定期执行下述操作维护提供者转发表：步骤201：开始；步骤202：设备D2发送一个通信消息，该通信消息的名称域值为NA1，命令域值为PROVIDER，数据域值为空；步骤203：路由器从接口x2接收到通信消息后，根据通信消息的命令域值，路由器查看提供者转发表，如果存在一个提供者转发表项，该提供者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x2，生命周期大于最大生命周期M1和阈值TH1之差的绝对值，则执行步骤210，否则执行步骤204；最大生命周期M1大于阈值TH1；步骤204：从接口x2接收到通信消息的路由器查看提供者转发表，如果存在一个提供者转发表项，该提供者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x2，则执行步骤205，否则执行步骤206；步骤205：从接口x2接收到通信消息的路由器查看提供者转发表，选择一个提供者转发表项，该提供者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x2，将该提供者转发表项的生命周期设置为最大值，执行步骤207；步骤206：从接口x2接收到通信消息的路由器创建一个提供者转发表项，该提供者转发表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，接口ID域值等于x2，生命周期设置为最大值；步骤207：从接口x2接收到通信消息的路由器判断自己是否从下游接口接收到该通信消息，如果是，则执行步骤208，否则执行步骤209；步骤208：从接口x2接收到通信消息的路由器从每个上游接口转发该通信消息，执行步骤203；步骤209：从接口x2接收到通信消息的路由器从除了接口x2以外的每个上游接口转发该通信消息，执行步骤203；步骤210：结束。3.根据权利要求2所述的一种智慧城市网络的实现方法，其特征在于，消费者保存一个数据表，每个数据表项包含名称域、数值域和生命周期域；提供者保存一个数据表，每个数据表项包含名称域、数值域和生命周期域；路由器保存一个数据表，每个数据表项包含名称域、数值域和生命周期域；数据表的最大长度为L1；在设备D2是数据DA2的提供者，数据DA2由名称NA2唯一标识的条件下，设备D2产生数据DA2后，通过下述过程推送数据DA2：步骤301：开始；步骤302：设备D2创建一个数据表项，该数据表项的名称域值等于NA2，数值域值等于数据DA2，生命周期设置为最大生命周期；设备D2发送一个通信消息，该通信消息的名称域值为NA2，命令域值为PUSH，数据域值为DA2；步骤303：判断是设备还是路由器接收到该通信消息，如果是设备则执行步骤308，否则执行步骤304；步骤304：路由器接收到该通信消息后，查看数据表，如果数据表的当前长度大于数据表最大长度L1与数据DA2的长度之差的绝对值，则执行步骤305，否则执行步骤306；步骤305：接收到该通信消息的路由器选择生命周期最小的数据表项，并删除所述选中的数据表项，执行步骤304；步骤306：接收到该通信消息的路由器创建一个数据表项，该数据表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，数值域值等于该通信消息的数据域值，生命周期设置为最大生命周期；步骤307：接收到该通信消息的路由器选择所有名称域值等于该通信消息的名称域值的消费者转发表项，针对每个选中的消费者转发表项，该路由器从该消费者转发表项的接口ID所标识的接口转发该通信消息，执行步骤303；步骤308：设备接收到该通信消息后，创建一个数据表项，该数据表项的名称域值等于该通信消息的名称域值，数值域值等于该通信消息的数据域值，生命周期设置为最大生命周期；步骤309：结束。4.根据权利要求3所述的一种智慧城市网络的实现方法，其特征在于，路由器保存一个返回表，一个返回表项包含名称域、接口ID域和生命周期域；数据DA1由名称NA1唯一标识，如果网络的一跳数据传输延迟等于或者小于阈值TH2，设备D3通过下述过程获取数据DA1：步骤401：开始；步骤402：设备D3发送通信消息，该通信消息的名称为NA1，命令域值为PULL，数据域值为空；步骤403：判断是设备还是路由器接收到通信消息，如果是设备则执行步骤414，否则执行步骤40...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓喃，李燕丽，朱海霞，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32