一种物联网中物体信息的发现方法技术

本发明专利技术公开了一种物联网中物体信息的发现方法。使用本发明专利技术能够实现模糊物体的发现。本发明专利技术在保留了结构化分布式网络管理物联网节点的优势基础上，扩展了物联网环境中DHT系统的搜索方式，使其从只能通过单一key值对物体进行查找，变为通过多个物体属性或者物体属性的范围对DHT网络中已有节点进行发现，扩充其发现物体节点时的关键字，从而不必知晓目标物体用于哈希操作的key值，亦可实现物体的发现。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网中物体信息的发现方法
本专利技术涉及物联网
，具体涉及一种物联网中物体信息的发现方法。
技术介绍
随着物联网技术的发展，目前已有海量物体接入到物联网环境中。这为物联网中物体信息的注册、管理、维护和发现带来了很大压力。为了使用户能够准确快速地获得所需物体的数据，需要对物体的信息进行统一的组织和管理，并为用户提供相应的物体发现机制。目前，物联网系统中物体节点的管理方式可以分为集中式管理和分布式网络管理，集中式的管理是将物体信息在管理中心进行注册并通过对物体的数据建模和索引，形成对应的目录，用户通过向管理中心的目录服务请求物体信息来发现对应的物体。而分布式网络的管理方式可以分为非结构化分布式网络和结构化分布式网络，非结构化分布式网络的管理方式是让物联网中的资源在本地通告各自提供的服务，当用户需要发现某个服务时，以洪泛或广播的方式向物联网中所有资源发送请求，最终提供该服务的节点会响应该请求发回对应的物体数据。结构化分布式网络的管理方式是通过分布式哈希表(DHT)来管理物联网中的服务，该方法采用一致性哈希确定物体信息的存放位置，其注册信息可以通过一个二元组表示，即<key，物体通信信息>，其中key是进行一致性哈希操作的键值，物体存放位置是说明提供该物体信息的IP地址和端口地址。物体节点在上线时，将相关信息注册到由网络内所有节点共同维护的哈希表中，当有用户需要该物体数据时，通过一致性哈希操作来获得物体的数据所在位置。例如论文《基于DHT分布式的物联网发现服务》(李占波,张晓龙.基于DHT分布式的物联网发现服务[J].计算机工程与设计,2012,33(10):3838-3842.)中针对EPCglobal提出的发现服务在供应链查找物品信息存在的缺陷，提出了一个基于DHT的发现服务的方式，该方法采用DHT中的chrod实现，为每个参与的节点分配一个标识符，并且每个节点维护一个缓存表用于查找已缓存的供应信息。上述方法均具有一定的缺陷：集中式管理由于其注册中心的唯一性，在处理物联网中海量物体信息时存在可扩展性不强、容易出现单点故障等问题；非结构化分布式网络在发现服务时，采用了洪泛或广播的方式向网络中所有资源发送服务请求，这种方式虽然降低了物体信息维护的开销，但是却增加了物体注册和发现过程中网络通信开销；采用以DHT为代表的结构化分布式网络，可以在具备分布式结构的可靠性和可扩展性的同时，降低网络通信开销，具备更好的可维护性，DHT技术可以将分布式节点网络中的各个节点有序的组织在一起，并且提供高效准确的节点管理和发现服务，但是DHT在发现物体时，必须知道目标物体用于哈希操作的key值，无法满足需求模糊的物体发现。在论文《基于DHT分布式的物联网发现服务》所述的技术方案中，用户只能在知道目标物体准确的标识符的前提下才能发现所需物体信息，也就是说获取物体信息存放位置的关键字只能是物体的标识符。这为节点的发现过程带来了不便。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种物联网中物体信息的发现方法，通过单层DHT网络使用多个公开的属性进行物体发现，扩展了各个节点的发现方式，能够实现模糊物体的发现。本专利技术的物联网中物体信息发现方法，包括如下步骤：步骤1，物联网中的所有节点对其存放的各物体，采用相同的编码方式对物体的属性进行编码，生成物体的编码key，并将<key；本节点通信信息>扩散至物联网中的相邻节点；步骤2，物联网中任意一节点在查找物体时，采用步骤1的编码方式，对待查找物体的属性进行编码，生成待查找物体的编码key；根据待查找物体的编码key，采用DHT的Kakademlia算法查找获得符合待查找物体属性要求的物体及其通信信息；根据获得的通信信息建立通信，进行物体交互。进一步的，采用填充曲线的方式对物体的属性进行编码。进一步的，物体属性的具体编码方法如下：(1)对物体的属性按照既定的排序方式进行排列；(2)采用Hilbert填充曲线的方式将物体的每一个属性转化为一个二进制串；(3)将各个属性对应的二进制串按照(1)中既定的属性顺序依次排列，并对排序后的二进制串生成摘要，附在二进制串的尾部，完成编码。进一步的，采用MD5的方式生成摘要。进一步的，所述步骤2中，对Kakademlia算法进行改进，采用改进的Kakademlia算法查找物体；所述改进的Kakademlia算法为：本节点在寻找下一个节点时，先计算本节点与相邻节点的距离，以最小距离所对应的相邻节点作为下一个节点，若多个相邻节点具有相同的最小距离，则选择通信上延时更小的相邻节点作为下一个节点。进一步的，所述步骤2中，根据以往的节点被查找频次，将热门被查找节点信息缓存在该热门被查找节点的发现路径的各节点中；物联网节点查找前，先和本节点缓存的热门节点信息进行匹配，如果匹配，则获得待查找物体的通信信息，若不匹配，则采用Kakademlia算法进行查找。进一步的，所述步骤2中，所述待查找物体的属性为一个范围值，则根据范围值生成多个待查找物体编码key，采用多个待查找物体编码key同时进行查找，获得通信信息。进一步的，所述步骤1中，若待存放入物联网的物体拥有通信功能，则该物体作为物联网节点直接加入物联网中，并对其自身的属性进行编码，生成编码key。有益效果：(1)与现有技术相比，本专利技术在保留了结构化分布式网络管理物联网节点的优势基础上，扩展了物联网环境中DHT系统的搜索方式，使其从只能通过单一key值对物体进行查找，变为通过多个物体属性或者物体属性的范围对DHT网络中已有节点进行发现，扩充其发现物体节点时的关键字，从而不必知晓目标物体用于哈希操作的key值，亦可实现物体的发现。(2)采用Hilbert填充曲线进行编码，编码效率高。(3)对Kakademlia算法进行改进，选取物理距离更近的节点作为算法逼近的下一个节点，能够优化发现过程中的路由选择，提高发现效率。(4)对热门节点进行缓存，可以有效的减少再次发现的时间和资源消耗。(5)根据物体的模糊属性亦可实现物体查找。附图说明图1为物体信息注册流程图。图2为物体发现和交互流程图。图3为Hilbert填充曲线示意图。图4为逻辑距离与实际距离不一致所导致的额外通信开销示意图。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种分布式物联网中节点物体的发现方法，利用DHT技术中的kademlia算法发现带查找物体。Kademlia是通过对节点key的一致性哈希过程发现目标key所储存的信息的，对节点信息进行搜索的过程也就是节点key的匹配过程。本专利技术提出：对物体的各个属性(物体的物理位置、类型、加入网络的时间等等)进行统一规则的编码，将编码后的结果作为节点key进行数据的储存。以物体属性编码key作为匹配对象实现物体发现，即当有节点发起搜索时，按照相同的编码方式由发起搜索的节点按照自己对物体属性的需求生成对应的物体属性编码key进行搜索，可以实现各个节点独立地、根据自己的需求，发现DHT网络中所需的物体。具体包括如下步骤：步骤1，物体信息注册物体在其存放入DHT分布式物联网的某个节点时，该物联网节点对物体的相关属性以既定的相同的编码规则进行编码，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网中物体信息发现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，物联网中的所有节点对其存放的各物体，采用相同的编码方式对物体的属性进行编码，生成物体的编码key，并将

【技术特征摘要】
1.一种物联网中物体信息发现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，物联网中的所有节点对其存放的各物体，采用相同的编码方式对物体的属性进行编码，生成物体的编码key，并将<key；本节点通信信息>扩散至物联网中的相邻节点；步骤2，物联网中任意一节点在查找物体时，采用步骤1的编码方式，对待查找物体的属性进行编码，生成待查找物体的编码key；根据待查找物体的编码key，采用DHT的Kakademlia算法查找获得符合待查找物体属性要求的物体及其通信信息；根据获得的通信信息建立通信，进行物体交互。2.如权利要求1所述的物联网中物体信息发现方法，其特征在于，采用填充曲线的方式对物体的属性进行编码。3.如权利要求2所述的物联网中物体信息发现方法，其特征在于，物体属性的具体编码方法如下：(1)对物体的属性按照既定的排序方式进行排列；(2)采用Hilbert填充曲线的方式将物体的每一个属性转化为一个二进制串；(3)将各个属性对应的二进制串按照(1)中既定的属性顺序依次排列，并对排序后的二进制串生成摘要，附在二进制串的尾部，完成编码。4.如权利要求3所述的物联网中物体信息发现方法，其特征在于，所述(3)中，采用MD5的方式生成摘要。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕仁健，焦蓉，张秉坤，程凯，律倩，汪涵，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十五研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11