基于物联网的范围查询的研究与实现

来源 :东华大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zyr2007
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随着信息技术的深入发展,越来越多的不同种类的设备包括传感器、手机、甚至花草植物等都可以连接在一起形成一个具有数以万计结点的大规模物联网,因此越来越多基于物联网的应用程序应运而生。这些应用程序可以给用户提供不同需求的智能服务,因而需要从整个物联网中查询出一些用户感兴趣的数据信息。但由于数据信息在物联网中是完全分布式的,这对范围查询技术是一项艰巨的挑战,因此研究和实现基于物联网的范围查询是十分必要的。现今已经有很多方法被提出用来解决物联网中范围查询的问题,这些方法的共同思想是设计一些数据移动机制,将结点产生的数据从本地转移到一些特定的结点中,保证相近似的数据会被存储在物联网相邻的结点中,从而支持有效率的范围查询。然而,这样的数据迁移方法总是会引入额外的开销,尤其是对物联网中那些资源有限的结点。此外,当物联网中一些结点实时快速地更新生产数据时,将数据从本地迁移到一个指定结点的成本开销会呈爆炸式增长。通过对物联网中人们经常需要处理的数据的特点以及数据变化规律的分析,本文提出了一个应用于物联网领域的范围查询框架,该框架主要由三部分构成,分别是动态自适应更新数据区间机制、索引机制和一个范围查询执行器。动态自适应更新机制主要负责感知数据、预测数据变化区间、探测异常数据并汇报新的数据变化区间。索引机制主要负责收集汇报的数据区间信息,并建立范围查询数据索引,以便支持用户发起的范围查询请求。在动态自适应更新机制和索引机制的基础上,用户的范围查询请求将会通过一个范围查询执行器完成。实验结果表明该范围查询框架可以减少物联网中一些如传感器、移动手机等弱势结点的工作负载,大幅度降低了物联网网络通信流量,同时支持了高效的范围查询。
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