一种基于SDN的物联网数据聚合方案

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019028

电信科学 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (2): 27-34.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2019028

一种基于SDN的物联网数据聚合方案

王博伟,谭劲,蒋文斌

中国计量大学信息工程学院，浙江杭州 310018

修回日期:2019-01-22 出版日期:2019-02-01 发布日期:2019-02-23
作者简介:王博伟（1994- ），男，中国计量大学信息工程学院硕士生，主要研究方向为物联网、无线传感网。|谭劲（1962- ），男，博士后，中国计量大学信息工程学院副教授，主要研究方向为无线网络与通信、多媒体技术。|蒋文斌（1997- ），男，中国计量大学信息工程学院硕士生，主要研究方向为无线体域网、无线传感网。
基金资助:
浙江省自然科学基金资助项目(LY16F020013)

Data aggregation scheme based on SDN for internet of things

Bowei WANG,Jin TAN,Wenbin JIANG

College of Information Engineering,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China

Revised:2019-01-22 Online:2019-02-01 Published:2019-02-23
Supported by:
The Natural Science Foundation of Zhejiang Province of China(LY16F020013)

摘要/Abstract

摘要：

物联网设备产生和发送的数据中存在许多重复冗余的部分，传输这些数据降低了网络寿命和带宽。针对这个问题提出了聚合网关层，设计了一种基于SDN的物联网数据聚合体系结构和算法。仿真分析表明，设计的体系结构与普通网关和OF-GW的体系结构相比，网络寿命提高了约32.6%，感知层发送到网络层中的数据分组量减少了6.1%～55.1%，设计的规则算法与LEACH算法相比，数据聚合的平均时延降低了约24.1%，同时避免了数据缺失，提高了数据聚合的准确性。

关键词: 物联网, SDN, 数据聚合, 体系结构, LEACH, 灰色预测模型

Abstract:

There are many redundant parts in the data generated and transmitted by IoT devices.Transmitting this data reduces network lifetime and bandwidth.Aiming at the problem,the aggregation gateway layer was proposed,and a SDN-based IoT data aggregation architecture and algorithm were designed.The simulation analysis shows that compared with the architecture of the ordinary gateway and OF-GW,the network lifetime is improved by about 32.6%,and the amount of data packets sent by the sensing layer to the network layer is reduced by 6.1% to 55.1%.Compared with the LEACH algorithm,the designed rule algorithm reduces the average delay of data aggregation by about 24.1%,while avoiding data loss and improving the accuracy of data aggregation.

Key words: internet of things, SDN, data aggregation, architecture, LEACH, grey prediction model

中图分类号:

TP393

王博伟,谭劲,蒋文斌. 一种基于SDN的物联网数据聚合方案[J]. 电信科学, 2019, 35(2): 27-34.

Bowei WANG,Jin TAN,Wenbin JIANG. Data aggregation scheme based on SDN for internet of things[J]. Telecommunications Science, 2019, 35(2): 27-34.

图/表 11

图1

图2

图3

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表1

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图8

表2

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参考文献 15

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参数	取值
网络区域大小	100 m×200 m
传感器节点数量n	100
网关节点坐标sink	（50 m,200 m）
传感器节点通信范围C	210 m
E₀	0.5 J
E_elec	50 nJ/bit
E_fs	10 pJ/(bit.m²)
E_amp	0.001 3 pJ/(bit.m⁴)
d₀	87 m
E_da	5 nJ/bit
节点当选簇头比例p	0.1
ω₁	0.8
ω₂	0.2
T	0.5 s
OF-GW匹配比例q	0.8
数据分组大小k	4 000 bit
运行轮次r_max	1 500

参数	取值
智能设备数量n	100
聚合周期轮次T	2
设备重复发送概率p	0.5
OF-GW匹配比例q	0.8
运行轮次r_max	1 500

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Data aggregation scheme based on SDN for internet of things

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