1.一种基于物联网技术的生态园林环境信息智能化联动监测系统,其特征在于,该系统包括以下模块:
数据采集模块,用于采集终端设备输出的监测数据;
边缘计算模块,包括多个边缘设备,每个边缘设备读取若干终端设备的监测数据,将每个监测数据进行分块,每个分块具有一个传输优先级;所有监测数据的任意一个分块构成一个待传输数据集;根据待传输数据集中任意两个分块的可压缩系数以及每个分块的传输优先级,将待传输数据集中所有分块聚类为若干类别;根据每个类别中所有分块的可压缩系数和传输优先级获得每个类别的传输概率;根据所有类别的传输概率随机选择一个类别记为传输类别,传输类别之外的其它类别记为待传输类别;
数据传输模块,用于将每个边缘设备中传输类别的分块传输到服务器;
传输优先级分配模块,运行在服务器上,用于将具有联动监测作用的监测数据作为一个联动数据集;服务器接收到所有边缘设备的分块后,根据每个联动数据集内的每个分块所属的监测数据的有效性,对每个边缘设备中待传输类别内的分块的传输优先级进行调整,根据待传输类别内所有分块中任意两个分块的可压缩系数以及每个分块的调整后的传输优先级,将待传输类别内所有分块重新聚类为若干新类别;
在所有边缘设备的所有新类别的分块中,任意两个不同的分块记为A、B,A、B所属的新类别的传输概率记为fA、fB,A、B所属监测数据的有效性记为kA、kB,调整之后的传输优先级使得fA、fB之间的差异与kA、kB之间的差异呈正相关;
所述任意两个分块的可压缩系数的具体获取步骤如下:
将任意两个分块拼接在一起得到拼接结果,获取拼接结果的数据量K0,对拼接结果进行编码压缩,得到压缩结果,压缩结果的数据量记为K1,(K0‑K1)与K0的比值作为任意两个分块的可压缩系数;
所述每个联动数据集内的每个分块所属的监测数据的有效性的具体获取步骤如下:
在服务器端的传输优先级分配模块中,对于每个联动数据集内的所有监测数据,获取属于同一个监测数据的所有分块,所述属于同一个监测数据的所有分块的数据量与监测数据的数据量的比值记为每个监测数据的完整度;
获取每个联动数据集内监测数据所包含的、且未被服务器所接收到的分块的数据总量,所述数据总量与数据传输速度的比值记为每个联动数据集的数据补全压力A1;
获取联动数据集内所有监测数据的完整度的均值,记为A2,A2与A1+1的比值记为每个联动数据集的有效性;获取每个监测数据所属的所有联动数据集,在所述所属的所有联动数据集的有效性中,最大的有效性作为每个监测数据的有效性。
2.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的生态园林环境信息智能化联动监测系统,其特征在于,所述根据待传输数据集中任意两个分块的可压缩系数以及每个分块的传输优先级,将待传输数据集中所有分块聚类为若干类别,包括的具体步骤如下:任意两个分块的传输优先级的均值记为综合传输优先级,综合传输优先级与任意两个分块的可压缩系数的乘积记为任意两个分块的度量距离;根据待传输数据集中任意两个分块的度量距离,使用K‑Means算法对待传输数据集中的所有分块进行聚类,得到若干类别。
3.根据权利要求2所述一种基于物联网技术的生态园林环境信息智能化联动监测系统,其特征在于,所述根据每个类别中所有分块的可压缩系数和传输优先级获得每个类别的传输概率,包括的具体步骤如下:在每个类别的所有分块中,获取度量距离最大的两个分块,记为一个压缩组;将度量距离最大的两个分块拼接在一起后进行压缩,得到压缩结果;在剩余的所有分块中,再次获取度量距离最大的两个分块,再次记为一个压缩组;再次将距离最大的两个分块拼接在一起后进行压缩,得到压缩结果;依次类推,直至没有剩余的分块或者只剩一个分块时停止;按照压缩结果的获取顺序,将得到的所有压缩组记为每个类别的压缩组序列;压缩组序列中所有分块的传输优先级的均值记为每个类别的初始传输概率;对所有类别的初始传输概率进行归一化处理得到每个类别的传输概率。
4.根据权利要求3所述一种基于物联网技术的生态园林环境信息智能化联动监测系统,其特征在于,所述调整之后的传输优先级使得fA、fB之间的差异与kA、kB之间的差异呈正相关,包括的具体步骤如下:所有边缘设备的所有新类别中的分块构成的集合记为S; , ;
令 ;mA表示A所属的新类别的压缩指数,mB表示B所
属的新类别的压缩指数;所述新类别的压缩指数根据新类别的压缩组序列获得;
当F最小时所对应的传输优先级作为S中每个分块的调整之后的传输优先级。
5.根据权利要求4所述一种基于物联网技术的生态园林环境信息智能化联动监测系统,其特征在于,所述A所属的新类别的压缩指数,以及所述B所属的新类别的压缩指数的具体获取步骤如下:对于A、B中任意一个分块所属的新类别,获得新类别的压缩组序列,对于压缩组序列中的每个压缩组,每个压缩组中两个分块的可压缩系数简记为每个压缩组的可压缩系数;获取压缩组的中两个分块分别所属的监测数据的有效性的均值,每个压缩组对应的有效性的均值进行归一化,得到每个压缩组的压缩关注度,将每个压缩组的压缩关注度作为权重,对压缩组序列中的所有压缩组的可压缩系数进行加权求和,得到A、B中任意一个分块所属的新类别的压缩指数。
6.根据权利要求3所述一种基于物联网技术的生态园林环境信息智能化联动监测系统,其特征在于,所述将每个边缘设备中传输类别的分块传输到服务器,包括的具体步骤如下:按照压缩结果的获取顺序,将获得的所有压缩结果首尾拼接在一起后再次进行压缩,得到每个类别的最终压缩结果,将最终压缩结果传输到服务器。
7.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的生态园林环境信息智能化联动监测系统,其特征在于,所述将每个监测数据进行分块,包括的具体步骤如下:将每个边缘设备中的监测数据展平为一维的序列;将一维的序列等分为若干个子序列,每个子序列的数据量为N;每个子序列视为一个分块,N为预设数值。
8.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的生态园林环境信息智能化联动监测系统,其特征在于,传输优先级分配模块对每个边缘设备中待传输类别内的分块的传输优先级进行调整之后,包括的具体步骤如下:每个边缘设备中的所有待传输类别中的分块再次构成待传输数据集,根据待传输数据集中任意两个分块的可压缩系数以及每个分块的调整后的传输优先级,将待传输数据集中所有分块再次聚类为若干类别,并重新获得传输类别和待传输类别,数据传输模块再次将每个边缘设备的传输类别传输到服务器;服务器在接收到分块后,再次利用传输优先级分配模块重新给边缘设备的待传输类别中的分块分配传输优先级;依次类推,持续的将边缘设备的所有监测数据的分块传输到服务器;当监测数据的所有分块全部传输到服务器后,边缘设备再次从终端设备读取新的监测数据并进行分块,并将分块加入待传输数据集。