技术摘要：
本发明提出一种基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈方法和系统，首先通过对各个物联网节点依照其在物联网架构初始化过程中的预定义权重进行权重分配，基于节点自身运行情况，采用节点自适应调整的本地配置均衡部件进行配置信息的自修改，生成配置响应信息，再次  全部
背景技术：
随着传感器技术和通信技术的发展，物联网技术亦随之得到进一步的变更和发 展，方兴未艾。 物联网英文名称为“The  Internet  of  Things”，简称“IOT”。物联网是万物相连的 互联网，起始于互联网，并在其基础上不断衍生与发展，最终形成了物体与物体之间的信息 交互模式。物联网是指通过RFID、GPS、红外感应器以及激光扫描器等设备，按照约定的协 议，将所有的物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、监控 以及管理。 从物联网的英文可以看出，物联网就是“把所有物品通过网络连接起来”。物联网 的核心和基础仍然是互联网，是在现有人与人相连的互联网基础上的延伸和扩展；用户端 延伸和扩展到了任何物品与物品之间。 1999年，中国首次提出物联网的概念，不过当时命名为传感网。近年来，美国提出 发展物联网的想法，在全世界引起了巨大的反响。借此机会，中国凭借互联网产业发展的优 势，迅速融入了物联网行业大军。2009年10月24日，中国第一颗自主研发的物联网芯片—— “唐芯一号”在第四届中国民营科技企业博览会上亮相。至2016年底，我国物联网产业市场 规模高达9500亿元，同比去年增长26.67％，预计2017年其市场规模将突破万亿大关。 整体来看，全球物联网相关技术、标准、应用、服务还处于起步阶段，物联网核心技 术持续发展，标准体系加快构建，产业体系处于建立和完善过程中。未来几年，全球物联网 市场规模将出现快速增长。据预计，未来十年，全球物联网将实现大规模普及，年均复合增 速将保持在20％左右，到2023年全球物联网市场规模有望达到2.8万亿美元左右。 (1)生态体系逐渐完善：企业、高校、科研院所共同努力下，中国形成了芯片、元器 件、设备、软件、电器运营、物联网服务等较为完善的物联网产业链，基于移动通信网络部署 到机器。涌现出一批较强实力物联网领军企业，初步建成一批共性技术研发、检验检测、投 融资、标识解析、成果转化、人才培训、信息服务等公共服务平台。(2)创新成果不断涌现：中 国在物联网领域已经建成一批重点实验室，汇聚整合多行业、多领域的创新资源，基本覆盖 了物联网技术创新各环节，物联网专利申请数量逐年增加，2016年达到7872件。窄带物联网 引领世界发展，在国际话语中的主导权不断提高，这当中无锡国家传感网创新示范区很好 的发挥了先行先试引领示范作用。目前，中国三家基础电信企业都已启动NB-IoT(窄带物联 网)网络建设，将逐步实现全国范围广泛覆盖，2017年全网基站规模超过40万站，一批省市 已经开始了商用网络。江西鹰潭、福建福州等很多地方政府都支持NB-IoT发展，正在推进数 6 CN 111555923 A 说　明　书 2/14 页 十万台基于NB-IoT的智能水表部署；西藏正在尝试将NB-IoT网络引入到牦牛市场。(3)  行 业应用领域加速突进：通过试点示范物联网在交通、物流、环保、医疗保健、安防电力开始规 模应用，在便利百姓生活同时也促进了传统产业的转型升级，三一重工建成了工业物联网 平台，加快物联网技术，有效降低企业生产成本，提高了整体运营效率。(4)产业集群优势不 断突显：中国形成了环渤海、长三角、珠三角等四大区域发展格局、无锡、杭州、重庆运用配 套政策，以成为推动物联网发展重要基地，培育重点企业带动作用显著，以无锡示范区为 例，截至2016年拥有互联网企业近1300家，从业人员超过15万人，构建了比较完整的物联网 产业链，物联网产业营业收入超过2000亿元。 公开资料显示，到2025年，全球物联网设备基数预计将达到754亿台，较2017年的 200  亿台左右，复合增长率达17％。2015年产业规模就已经达到7500亿元人民币，同比前一 年增长29.3％。预计到2020年，中国物联网的整体规模将超过1.8万亿元。早前，大数据专家 伯纳德·马尔(Bernard  Marr)与IBM的Watson  IoT  Consumer  Business副总裁布雷特·格 林斯坦(Bret  Greenstein)进行对话，物联网不是单一的科技领域，技术与技术相结合可以 发展更快、更好。对话整理如下四个物联网发展趋势：1、AI将使物联网更聪明、更高效：AI  格林斯坦表示，2018年是理解AI角色的关键年份，随着越来越多的设备进行连接，AI可以更 好地帮助设备之间相互理解。AI相当于物联网的“大脑”，AI将使物联网更聪明、更高效。  2、 更高的CPU功率将被用于“边缘计算”：继云计算之后，边缘计算被广泛研究，它不需要像传 统的计算那样将全部数据都送到云端，只需要在物理上靠近数据生成的位置处理数据，所 以有更高的隐私安全。例如摄像头来判断某人是否康复，他的步态是否正常，或者他的走路 速度是否比正常状态更慢。而这些判断，都是在边缘进行的，除非有不好的情况，否则没有 任何东西被发送到云端。3、制造业和工业领域的物联网大幅增加：物联网是希望万物互联， 越来越智能化的连接技术将更多地帮助技术熟练的人类从事手工任务。制造业和工业领域 的作业有许多是机械化、程序化的。物联网的发展将会往制造业和工业领域靠近。大量的技 术手册和过程指南被AI引擎吸收，所以当人们提出问题时，不需要查看手册。比如我们需要 了解轮胎压力时，AI引擎不仅会告诉你正确的轮胎压力，它还会根据天气或其他操作条件 做出调整。4、区块链为物联网交易增加完整性：区块链最大的特点是去中心化，它更加安 全。非常适合记录在物联网机器之间发生的数百万笔交易细节。物联网的万物互联更多是 设备与设备之间的连接，其中的连接过程很少有人监督。 要推动物联网产业更好地发展，必须从低功耗、高效率、安全性等方面出发，以下 几项关键技术的应用变得更加重要、更加严格。 RFID射频识别技术：它是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写 相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。它相当于物联网的“嘴 巴”，负责让物体说话。RFID射频识别技术主要的表现形式就是RFID标签，它具有抗干扰性 强(不受恶劣环境的影响)、识别速度快(一般情况下<100ms即可完成识别)、安全性高(所有 标签数据都会有密码加密)、数据容量大(可扩充到10K)等优点。主要工作频率有低频、高频 以及超高频。 目前在许多方面都有其应用，例如仓库物资/物流信息的追踪、医疗信息追踪、固 定资产追踪。该技术发展涉及的难点问题是：如何选择最佳工作频率和机密性的保护等，特 别是超高频频段的技术应用还不够广泛，技术不够成熟，相关产品价格昂贵，稳定性不高， 7 CN 111555923 A 说　明　书 3/14 页 国际上也没有制定统一的标准。 传感器技术：它能感受规定的被测量，例如温湿度、电压、电流，并按照一定的规律 转换成可用输出信号。它相当于物联网的“耳朵”，负责接收物体“说话”的内容。例如应用于 生活中空调制冷剂液位的精确控制、数字医疗捕捉电压信号等。 其技术难点在于恶劣环境的考验，当受到自然环境中温度等因素的影响，会引起 传感器零点漂移和灵敏度的变化。同时，传感器的安装方法也要注意，考虑如何克服横向力 等问题。 无线网络技术：当物体与物体“交流”的时候，就需要高速、可进行大批量数据传输 的无线网络，无线网络的速度决定了设备连接的速度和稳定性。若无线网络的速率太低，就 会出现设备反应滞后或者连接失败等问题。 目前，我们使用的大部分网络属于4G，4G给通信市场带来的变革是十分巨大的，但 是在我们即将面世的5G面前都不算什么，据悉，5G的峰值理论传输速度可达每秒数10Gb，可 以说一部超高清画质电影可在1秒之内下载完成，5G作为第五代移动通信技术，将把移动市 场推到一个全新的高度，而物联网的发展也因其得到很大的突破。国工信部早在2015年底 积极部署并推动5G单点测试技术，力争在2020年实现5G网络的商用。 人工智能技术：它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术 及应用系统的一门新的技术科学。人工智能虽然也是现在热门研究之一，但是它与物联网 密不可分，AI技术它相当于物联网的“大脑”，负责学习与思考，研究领域有智能机器人、虚 拟现实技术与应用、工业过程建模与智能控制、机器翻译、知识发现与机器学习等。 物联网和人工智能是密不可分的灵魂伴侣，物联网负责将物体连接起来，而人工 智能负责将连接起来的物体进行学习，进而使物体实现智能化。 云计算技术：云计算是把一些相关网络技术和计算机发展融合在一起的产物。它 提供动态的可伸缩的虚拟化的资源的计算模式，具有十分强大的计算能力，高达每秒10万 亿次的运算能力，可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。同时它也具有超强的存 储能力，同样相当于物联网的“大脑”，具有计算和存储能力。云计算是使计算分布在大量的 分布式计算机上，意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取 用方便，费用低廉。我们经常使用的百度搜素功能就是其应用之一。 物联网节点不仅能够经由物联网的接入和控制节点进行数据传输，亦能够通过相 互之间的互联进行必要的节点间通信以及借助在同一网络下的自组织系统，进行节点间的 数据传递和转发，但，目前，对物联网中的数据传输和转发存在诸多缺陷和不足。 本发明提出一种基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈方法和系统，首先 通过对各个物联网节点依照其在物联网架构初始化过程中的预定义权重进行权重分配，并 依据预设的配置信息进行节点预配置，其次基于节点自身运行情况，采用节点自适应调整 的本地配置均衡部件进行配置信息的自修改，生成配置响应信息，所述配置响应信息至少 包含均衡后的节点配置信息；再次，计算节点的互相关信息，用以动态、较为真实地反映节 点在系统中的数据传输和处理热度，并基于互相关信息动态修改节点权重；第四，采用多个 收集器和均衡器，对修改后的配置响应信息、互相关系数以及节点权重进行传递，并基于物 联网系统控制端的第二配置更改竞争系数矩阵进行配置信息修改争用，采用配置更改争用 部，基于设定的对于处于各个权重位置以及互相关系数位置的节点，引入差异化地配置信 8 CN 111555923 A 说　明　书 4/14 页 息修改争用系数，从而基于该系数，以符合系数比率的争用机制进行配置修改与否的判断， 最后，依据判断结果，进行配置修改或不进行配置修改，保留了物联网系统整体配置演进的 可能性，以及一定程度的系统可控性与自演进特性平衡，更加符合在人为控制条件下的物 联网系统配置优化与均衡要求。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种优于现有技术的基于互相关系数与node权重的物联网配置 反馈方法和系统。 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 提供一种基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈系统，所述系统包括： 第一节点权重分配器，依据初始化过程中的系统预设节点权重，对物联网接入设 备下接的各个物联网节点进行第一节点权重分配，其中所述第一节点权重等于所述系统预 设节点权重，所述第一节点权重分配区间在0-100％； 第一节点配置器，至少依据初始化过程中的各个节点系统预配置，以及接收到由 第一节点权重分配器输入的第一节点权重，对物联网接入设备下接的各个物联网节点进行 节点配置传递，其中所述节点配置至少包含所述初始化过程中的各个节点系统预配置以及 第一节点权重； 多个物联网节点，所述多个物联网节点接收由第一节点配置器输入的节点配置并 据此配置自身节点，所述多个物联网节点还包括各个节点的本地配置均衡部件，所述本地 配置均衡部件用于至少基于本地物联网节点的运行反馈情况，对接收到的节点配置进行均 衡，得到均衡后的配置响应信息，其中，所述配置响应信息至少包含均衡后的节点配置信 息； 且，所述物联网节点计算其与物联网接入设备下接的其它各个物联网节点的互相 关系数，并至少地基于与物联网接入设备下接的其它各个物联网节点的互相关系数，修改 本地第一节点权重，得到修改后的第二节点权重；保存所述配置响应信息、互相关系数、第 二节点权重； 第一配置响应信息收集器，所述第一配置响应信息收集器用于接收物联网接入设 备下接的各个物联网节点的配置响应信息及其对应的节点ID； 第二节点权重收集器，所述第二节点权重收集器用于接收物联网接入设备下接的 各个物联网节点的第二节点权重及其对应的节点ID并存储在本地； 第一节点互相关系数收集器，所述第一节点互相关系数收集器用于接收物联网接 入设备下接的各个物联网节点的互相关系数及其对应的节点ID并存储在本地； 第一均衡器，所述第一均衡器至少地基于接收到的第一配置响应信息收集器所发 送的配置响应信息、第二节点权重收集器所存储的第二节点权重以及第一节点互相关系数 收集器所存储的互相关系数、及各个节点ID，建立第一存储表与第二矩阵，其中，第一存储 表用于存储各个节点ID以及与其对应的配置响应信息，第二矩阵用于存储各个节点的第二 节点权重以及互相关系数； 第二均衡器，所述第二均衡器至少地基于第一均衡器发送的所述第一存储表与第 二矩阵，以及从物联网管理云端接收的第二配置更改竞争系数矩阵，计算各个节点ID对应 9 CN 111555923 A 说　明　书 5/14 页 的竞争系数，并将所述各个节点ID对应的竞争系数以及配置响应信息发送至配置更改争用 部； 配置更改争用部，所述配置更改争用部基于接收到的各个节点ID对应的竞争系数 以及配置响应信息进行配置更改争用，并获得配置更改争用结果，基于所述配置更改争用 结果建立第三矩阵，所述第三矩阵用于存储所述各个节点ID及与各个节点ID对应的配置更 改争用结果、配置响应信息，发送至配置信息动态反馈器； 配置信息动态反馈器，所述配置信息动态反馈器至少地基于第三矩阵，查找对应 的节点，对节点配置进行基于互相关系数与node权重争用的修改。 较佳地，所述互相关系数由如下公式计算： Гi＝(λ1·Xi/H λ2·Yi/H)*100％； 其中，Гi为第i个物联网节点的互相关系数，λ1为第一连接系数，λ2为第二连接系 数，且λ1、λ2为小于为100％的正数，Xi为与第i个节点进行一跳有效数据传输的节点个数， 所述一跳有效数据传输表示对方节点直接将数据发送至第i个节点，第i个节点接收或进行 转发，H为物联网接入设备下接的各个物联网节点总数，Yi为与第i个节点进行二跳有效数 据传输的节点个数，所述二跳有效数据传输表示对方节点经由且仅经由一次数据跳转将数 据发送至第i个节点，第i个节点接收或进行转发。 较佳地，所述第二节点权重由如下公式计算： Τi＝Гi*Ai； 其中，Τi为第i个物联网节点的第二节点权重，Гi为第i个物联网节点的互相关 系数，  Ai为第i个物联网节点的第一节点权重。 较佳地，所述第二矩阵具体为： 第二矩阵的每一行表示不同的第二节点权重区间，按照行号顺序从0-100％由小 到大排列，每一行的第二节点权重区间大小相同； 第二矩阵的每一列表示不同的互相关系数区间，按照列号顺序从0-100％由小到 大排列，每一列的互相关系数区间大小相同。 按照各个节点对应的互相关系数以及第二节点权重，将节点ID存储至相应行列位 置。 较佳地，所述第一存储表具体为： 节点ID列，存储节点ID； 配置响应信息列，存储与所述节点ID对应的配置响应信息； 使用不同的行存储不同的每一节点ID及其对应的配置响应信息。 另，本发明提供了一种基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈方法，所述 方法包括以下步骤： 第一步骤，使用第一节点权重分配器依据初始化过程中的系统预设节点权重，对 物联网接入设备下接的各个物联网节点进行第一节点权重分配，其中所述第一节点权重等 于所述系统预设节点权重，所述第一节点权重分配区间在0-100％； 第二步骤，使用第一节点配置器至少依据初始化过程中的各个节点系统预配置， 以及接收到由第一节点权重分配器输入的第一节点权重，对物联网接入设备下接的各个物 联网节点进行节点配置，其中所述配置至少包含所述初始化过程中的各个节点系统预配置 10 CN 111555923 A 说　明　书 6/14 页 以及第一节点权重； 第三步骤，多个物联网节点接收由第一节点配置器输入的节点配置并据此配置自 身节点，所述多个物联网节点还包括各个节点的本地配置均衡部件，所述本地配置均衡部 件用于至少基于本地物联网节点的运行反馈情况，对接收到的节点配置进行均衡，得到均 衡后的配置响应信息，其中，所述配置响应信息至少包含均衡后的节点配置信息； 且，所述物联网节点计算其与物联网接入设备下接的其它各个物联网节点的互相 关系数，并至少地基于与物联网接入设备下接的其它各个物联网节点的互相关系数，修改 本地第一节点权重，得到修改后的第二节点权重；保存所述配置响应信息、互相关系数、第 二节点权重； 第四步骤，使用第一配置响应信息收集器接收物联网接入设备下接的各个物联网 节点的配置响应信息及其对应的节点ID； 第五步骤，使用第二节点权重收集器接收物联网接入设备下接的各个物联网节点 的第二节点权重及其对应的节点ID并存储在本地； 第六步骤，使用第一节点互相关系数收集器接收物联网接入设备下接的各个物联 网节点的互相关系数及其对应的节点ID并存储在本地； 第七步骤，使用第一均衡器至少地基于接收到的第一配置响应信息收集器所发送 的配置响应信息、第二节点权重收集器所存储的第二节点权重以及第一节点互相关系数收 集器所存储的互相关系数、及各个节点ID，建立第一存储表与第二矩阵，其中，第一存储表 用于存储各个节点ID以及与其对应的配置响应信息，第二矩阵用于存储各个节点的第二节 点权重以及互相关系数； 第八步骤，使用第二均衡器至少地基于第一均衡器发送的所述第一存储表与第二 矩阵，以及从物联网管理云端接收的第二配置更改竞争系数矩阵，计算各个节点ID对应的 竞争系数，并将所述各个节点ID对应的竞争系数以及配置响应信息发送至配置更改争用 部； 第九步骤，使用配置更改争用部基于接收到的各个节点ID对应的竞争系数以及配 置响应信息进行配置更改争用，并获得配置更改争用结果，基于所述配置更改争用结果建 立第三矩阵，所述第三矩阵用于存储所述各个节点ID及与各个节点ID对应的配置更改争用 结果、配置响应信息，发送至配置信息动态反馈器； 第十步骤，使用配置信息动态反馈器至少地基于第三矩阵，查找对应的节点，对节 点配置进行基于互相关系数与node权重争用的修改。 较佳地，所述互相关系数由如下公式计算： Гi＝(λ1·Xi/H λ2·Yi/H)*100％； 其中，Гi为第i个物联网节点的互相关系数，λ1为第一连接系数，λ2为第二连接系 数，且λ1、λ2为小于为100％的正数，Xi为与第i个节点进行一跳有效数据传输的节点个数， 所述一跳有效数据传输表示对方节点直接将数据发送至第i个节点，第i个节点接收或进行 转发，H为物联网接入设备下接的各个物联网节点总数，Yi为与第i个节点进行二跳有效数 据传输的节点个数，所述二跳有效数据传输表示对方节点经由且仅经由一次数据跳转将数 据发送至第i个节点，第i个节点接收或进行转发。 较佳地，所述第二节点权重由如下公式计算： 11 CN 111555923 A 说　明　书 7/14 页 Τi＝Гi*Ai； 其中，Τi为第i个物联网节点的第二节点权重，Гi为第i个物联网节点的互相关 系数，  Ai为第i个物联网节点的第一节点权重。 较佳地，所述第二矩阵具体为： 第二矩阵的每一行表示不同的第二节点权重区间，按照行号顺序从0-100％由小 到大排列，每一行的第二节点权重区间大小相同； 第二矩阵的每一列表示不同的互相关系数区间，按照列号顺序从0-100％由小到 大排列，每一列的互相关系数区间大小相同； 按照各个节点对应的互相关系数以及第二节点权重，将节点ID存储至相应行列位 置。 较佳地，所述第一存储表具体为： 节点ID列，存储节点ID； 配置响应信息列，存储与所述节点ID对应的配置响应信息； 使用不同的行存储不同的每一节点ID及其对应的配置响应信息。 本发明提出一种基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈方法和系统，首先 通过对各个物联网节点依照其在物联网架构初始化过程中的预定义权重进行权重分配，并 依据预设的配置信息进行节点预配置，其次基于节点自身运行情况，采用节点自适应调整 的本地配置均衡部件进行配置信息的自修改，生成配置响应信息，所述配置响应信息至少 包含均衡后的节点配置信息；再次，计算节点的互相关信息，用以动态、较为真实地反映节 点在系统中的数据传输和处理热度，并基于互相关信息动态修改节点权重；第四，采用多个 收集器和均衡器，对修改后的配置响应信息、互相关系数以及节点权重进行传递，并基于物 联网系统控制端的第二配置更改竞争系数矩阵进行配置信息修改争用，采用配置更改争用 部，基于设定的对于处于各个权重位置以及互相关系数位置的节点，引入差异化地配置信 息修改争用系数，从而基于该系数，以符合系数比率的争用机制进行配置修改与否的判断， 最后，依据判断结果，进行配置修改或不进行配置修改，保留了物联网系统整体配置演进的 可能性，以及一定程度的系统可控性与自演进特性平衡，更加符合在人为控制条件下的物 联网系统配置优化与均衡要求。 附图说明 图1是本发明示出的基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈方法与系统一 种实施例的基本系统结构图； 图2是本发明示出的基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈方法一种实施 例的基本框图； 图3是本发明示出的基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈方法与系统一 种实施例中的第二矩阵示例图； 图4是本发明示出的基于互相关系数与node权重的物联网配置反馈方法与系统一 种实施例中的第一存储表示例图。 12 CN 111555923 A 说　明　书 8/14 页