网关选择方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及网关选择方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

现有网关用于采集下游设备向上游发送的数据后发往上游服务端。但网关对下游设备的选择，往往由用户手动选择、上游服务端分配。这意味着网关与下游设备的连接是由集中式的上游服务端确定。当网络中没有集中式的服务端时，网关无法正常建立与下游设备的连接，影响正常的数据传输。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种网关选择方法，实现下游设备能够自动从多网关中确定可以连接的合适网关通过。

根据本发明第一方面实施例的网关选择方法，包括：

确定下游设备与各网关间的连接系数；

根据所述连接系数从各网关中确定主网关，所述主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

根据本发明实施例的网关选择方法，通过基于下游设备与各网关间的连接系数选出主网关，实现下游设备能够自动从多网关中确定可以连接的合适网关，避免被动的被集中管理分配网关，适应场景广。

根据本发明的一个实施例，所述确定下游设备与各网关间的连接系数，包括：

确定下游设备与各网关间的关联参数指标和/或各网关的剩余配置参数；

根据所述关联参数指标和/或所述剩余配置参数确定下游设备与各网关间的连接系数。

根据本发明的一个实施例，所述关联参数指标至少包括信号强度；相应地，根据所述关联参数指标和所述剩余配置参数确定下游设备与各网关间的连接系数，包括：

确定信号强度不为零时，根据所述关联参数指标和所述剩余配置参数采用第一计算规则确定所述连接系数；

确定信号强度为零时，根据所述关联参数指标和所述剩余配置参数采用第二计算规则确定所述连接系数。

根据本发明的一个实施例，所述关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；所述剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；相应地，根据所述关联参数指标和所述剩余配置参数采用第一计算规则确定所述连接系数，包括：

根据所述射频角度和位置距离确定第一数值；

根据所述信号强度和所述剩余计算能力系数确定第二数值；

根据所述剩余容量和所述剩余计算能力系数确定第三数值；

根据所述第一数值、所述第二数值和所述第三数值确定所述连接系数。

根据本发明的一个实施例，所述关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；所述剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；相应地，所述第一计算规则包括：

其中，K为连接系数，Angle为射频角度，Distance为位置距离，RSSI为信号强度，Compute为剩余计算能力系数，Count

根据本发明的一个实施例，所述关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；所述剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；相应地，根据所述关联参数指标和所述剩余配置参数采用第二计算规则确定所述连接系数，包括：

根据所述射频角度和位置距离确定第四数值；

根据所述剩余容量和所述剩余计算能力系数确定第五数值；

根据所述第四数值和所述第五数值确定所述连接系数。

根据本发明的一个实施例，所述关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；所述剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；相应地，所述第二计算规则包括：

其中，K为连接系数，Angle为射频角度，Distance为位置距离，Compute为剩余计算能力系数，Count

根据本发明的一个实施例，所述根据所述连接系数从各网关中确定主网关，包括：

确定最高连接系数对应的网关作为所述主网关。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：

确定最高连接系数存在至少两个，则确定至少两个最高连接系数对应的网关中MAC最大的网关作为主网关。

根据本发明第二方面实施例的网关选择装置，包括：

计算模块，用于确定下游设备与各网关间的连接系数；

选择模块，用于根据所述连接系数从各网关中确定主网关，所述主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

根据本发明第三方面实施例的一种电子设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述网关选择方法的步骤。

根据本发明第四方面实施例的一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行上述网关选择方法的步骤。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

进一步的，依据信号强度为零或非零状态，采用不同的计算规则确定连接系数，使得计算出的连接系数更贴合实际情况。

进一步的，适用于在信号强度不为零或为零的情况下，结合多参数进行计算得到连接系数，使得连接系数更可靠，更贴近实际通信场景。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的网关选择方法的流程示意图一；

图2是本发明实施例提供的网关选择方法的流程示意图二；

图3是本发明实施例提供的网关选择方法的流程示意图三；

图4是本发明实施例提供的网关选择方法的流程示意图四；

图5是本发明实施例提供的网关选择方法的流程示意图五；

图6是本发明实施例提供的网关选择装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明提供的一种网关选择方法，该方法适用于在多个网关中为下游设备选择一个较好的网关作为主网关，使下游设备能够与主网关完成连接。为此，该方法适用于多网关网络环境。多网关网络环境指的是在同一通讯空间内，有多个可以对外连接的网关。

该方法可以应用于下游设备，即每一个下游设备均能够自动执行该方法从多个网关中确定一个网关作为主网关；也可以应用于网关，即一个目标网关能够自动执行该方法从多个网关(包含目标网关)中确定一个网关作为目标下游设备可以连接的主网关。

图1示出了网关选择方法的流程示意图，参见图1，该方法包括以下步骤：

11、确定下游设备与各网关间的连接系数；

12、根据连接系数从各网关中确定主网关，主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

针对步骤11和步骤12，需要说明的是，在本发明中，基于上述对该方法所应用场景的描述，当该方法应用于下游设备执行时，该方法具体可为：

A、目标下游设备确定目标下游设备与各网关间的连接系数；

B、目标下游设备根据连接系数从各网关中确定主网关。

当该方法应用于网关执行时，该方法具体可为：

a、目标网关确定目标下游设备与各网关间的连接系数，各网关中包含目标网关；

b、目标网关根据连接系数从各网关中确定主网关。

在本发明中，该连接系数为下游设备与网关能够建立连接的参考数值。连接系数越大，下游设备越可能与对应网关建立连接。

在本发明中，下游设备与各网关之间可以通过广播方式传递所需数据。连接系数可以基于传递的数据进行计算获得。数据可以包含网关的信号强度、下游设备与网关之间的位置距离、下游设备的射频角度、网关的剩余容量(即剩余连接设备量)和剩余计算能力系数等。需要说明的是，剩余计算能力是指CPU在执行现有业务之外，剩余运算其他功能的机器周期占比。剩余计算能力系数是将不同能力的CPU通过能力对齐后，得到的计算能力映射值。

在本发明中，当存在多个网关时，一个下游设备会与各网关分别确定一个连接系数，此时，针对于多个连接系数，按照预设的选择规则，基于连接系数从各网关中确定一个网关，作为主网关。该主网关为用于传输上下行数据的执行网关。例如下游设备与主网关连接后，主网关自身已与上游服务端建立连接，此时上游服务端下发的数据，以及下游设备上传的数据均可通过主网关实现转发传输。

本发明提供的网关选择方法，通过基于下游设备与各网关间的连接系数选出主网关，实现下游设备能够自动从多网关中确定可以连接的合适网关，避免被动的被集中管理分配网关，适应场景广。

图2示出了本发明提供的一种网关选择方法的流程示意图，参见图2，该方法包括：

21、确定下游设备与各网关间的关联参数指标和/或各网关的剩余配置参数；

22、根据关联参数指标和/或剩余配置参数确定下游设备与各网关间的连接系数；

23、根据连接系数从各网关中确定主网关。

针对步骤21-步骤23，需要说明的是，在本发明中，下游设备与各网关之间可以通过广播方式传递所需数据。由于要确定下游设备与网关是否能够建立较好的连接，为此，需要确定下游设备与各网关的关联参数指标。由于要确定网关是否能够支持下游设备的连接，为此，需要确定各网关的剩余配置参数。

在本发明中，关联参数指标可包含网关的信号强度、下游设备与网关之间的位置距离、下游设备的射频角度；剩余配置参数可以包含网关的剩余容量和剩余计算能力系数。

需要说明的是，信号强度的获取可采用现有获取方式，在此不再赘述。

下游设备和网关均配置定位功能，能够感知各自对端的位置信息，基于感知得到的位置信息可以计算得到下游设备与网关之间的位置距离。

下游设备的射频角度采用以下游设备天线平面垂直面为0°的相对角度，射频角度的计算可采用现有获取方式，在此不再赘述。

网关的剩余容量，即该网关还能与多少下游设备建立连接。剩余计算能力是指CPU在执行现有业务之外，剩余运算其他功能的机器周期占比。剩余计算能力系数是将不同能力的CPU通过能力对齐后，得到的计算能力映射值。对于剩余容量和剩余计算能力系数，下游设备和网关以请求和反馈方式进行交互获得。

在本发明中，可以仅仅依据关联参数指标确定连接系数，也可以仅仅依据剩余配置参数确定连接系数，还可以依据关联参数指标和剩余配置参数确定连接系数。

在本发明中，针对于多个连接系数，按照预设的选择规则，基于连接系数从各网关中确定一个网关，作为主网关。该主网关为用于传输上下行数据的执行网关。例如下游设备与主网关连接后，主网关自身已与上游服务端建立连接，此时上游服务端下发的数据，以及下游设备上传的数据均可通过主网关实现转发传输。

本发明提供的网关选择方法，通过基于下游设备与各网关间的连接系数选出主网关，实现下游设备能够自动从多网关中确定可以连接的合适网关，避免被动的被集中管理分配网关，适应场景广。

图3示出了本发明提供的一种网关选择方法的流程示意图，参见图3，该方法包括：

31、确定下游设备与各网关间的关联参数指标和各网关的剩余配置参数；关联参数指标至少包括信号强度；

32、确定信号强度不为零时，根据关联参数指标和剩余配置参数采用第一计算规则确定连接系数；

33、确定信号强度为零时，根据关联参数指标和剩余配置参数采用第二计算规则确定连接系数；

34、根据连接系数从各网关中确定主网关。

针对步骤31-步骤34，需要说明的是，在本发明中，下游设备与各网关之间可以通过广播方式传递所需数据。由于要确定下游设备与网关是否能够建立较好的连接，为此，需要确定下游设备与各网关的关联参数指标。由于要确定网关是否能够支持下游设备的连接，为此，需要确定各网关的剩余配置参数。

在无线通信领域中，信号强度一般为负值，负值表明信号较弱，信号强度为零时，表明信号已较强。信号强度为正值，表明信号更强。基于此，可以依据信号强度为零或非零状态，采用不同的计算规则确定连接系数，使得计算出的连接系数更贴合实际情况。故关联参数指标至少包含信号强度。

在本发明中，关联参数指标可包含网关的信号强度、下游设备与网关之间的位置距离、下游设备的射频角度；剩余配置参数可以包含网关的剩余容量和剩余计算能力系数。

由此可知，在信号强度不为零时，根据关联参数指标和剩余配置参数采用第一计算规则确定连接系数；确定信号强度为零时，根据关联参数指标和剩余配置参数采用第二计算规则确定连接系数。

在本发明中，针对于多个连接系数，按照预设的选择规则，基于连接系数从各网关中确定一个网关，作为主网关。该主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

本发明提供的网关选择方法，通过基于自身与各网关间的连接系数选出主网关，实现下游设备能够自动从多网关中确定可以连接的合适网关，避免被动的被集中管理分配网关，适应场景广。

图4示出了本发明提供的一种网关选择方法的流程示意图，参见图4，该方法包括：

41、确定下游设备与各网关间的关联参数指标和各网关的剩余配置参数；关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；

42、确定信号强度不为零时，根据射频角度和位置距离确定第一数值；根据信号强度和剩余计算能力系数确定第二数值；根据剩余容量和剩余计算能力系数确定第三数值；根据第一数值、第二数值和第三数值确定连接系数；

43、根据连接系数从各网关中确定主网关。

针对步骤41-步骤43，需要说明的是，在本发明中，关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数。

本发明方法适用于在信号强度不为零的情况下，采用以下预设的计算规则依据射频角度、位置距离、信号强度、网关的剩余容量和剩余计算能力系数进行结算得到连接系数：

根据射频角度和位置距离确定第一数值；

根据信号强度和剩余计算能力系数确定第二数值；

根据剩余容量和剩余计算能力系数确定第三数值；

根据第一数值、第二数值和第三数值确定连接系数。

例如将射频角度与位置距离进行求积，或将射频角度与90°进行求差，然后差值与位置距离进行求积。

例如将信号强度与剩余计算能力系数进行求积，或将信号强度与剩余计算能力系数进行求和或求商。

例如将剩余容量和剩余计算能力系数进行求积，或是求和，求商。

例如将第一数值、第二数值和第三数值进行求和，或求平均等。

需要说明的是，可在上述数值确定过程中，预设合适的计算公式进行计算得到连接系数。

在本发明中，针对于多个连接系数，按照预设的选择规则，基于连接系数从各网关中确定一个网关，作为主网关。该主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

更进一步的解释说明，该计算规则包括：

其中，K为连接系数，Angle为射频角度，Distance为位置距离，RSSI为信号强度，Compute为剩余计算能力系数，Count

本发明提供的网关选择方法，适用于在信号强度不为零的情况下，结合多参数进行计算得到连接系数，使得连接系数更可靠，更贴近实际通信场景。

图5示出了本发明提供的一种网关选择方法的流程示意图，参见图5，该方法包括：

51、确定下游设备与各网关间的关联参数指标和各网关的剩余配置参数；关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；

52、确定信号强度为零时，根据射频角度和位置距离确定第四数值；根据剩余容量和剩余计算能力系数确定第五数值；根据第四数值和第五数值确定连接系数；

53、根据连接系数从各网关中确定主网关。

针对步骤51-步骤53，需要说明的是，在本发明中，关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数。

本发明方法适用于在信号强度为零的情况下，采用以下预设的计算规则依据射频角度、位置距离、信号强度、网关的剩余容量和剩余计算能力系数进行结算得到连接系数：

根据射频角度和位置距离确定第四数值；

根据剩余容量和剩余计算能力系数确定第五数值；

根据第四数值和第五数值确定连接系数。

例如将射频角度与位置距离进行求积，或将射频角度与90°进行求差，然后差值与位置距离进行求积。

例如将剩余容量和剩余计算能力系数进行求积，或是求和，求商。

例如将第四数值和第五数值进行求和，或求平均等。

需要说明的是，可在上述数值确定过程中，预设合适的计算公式进行计算得到连接系数。

在本发明中，针对于多个连接系数，按照预设的选择规则，基于连接系数从各网关中确定一个网关，作为主网关。该主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

更进一步的解释说明，该计算规则包括：

其中，K为连接系数，Angle为射频角度，Distance为位置距离，Compute为剩余计算能力系数，Count

本发明提供的网关选择方法，适用于在信号强度为零的情况下，结合多参数进行计算得到连接系数，使得连接系数更可靠，更贴近实际通信场景。

在上述方法的进一步的解释说明，可以从多个连接系数中确定最高连接系数对应的网关作为主网关；在确定最高连接系数存在至少两个，则确定至少两个最高连接系数对应的网关中MAC最大的网关作为主网关。

在上述方法的更进一步的解释说明，当主网关出现不能支持其再继续做传输上下行数据的执行网关的情况时，要重新基于上述方法在各网关中确定新的主网关。

当无线环境中新增一网关，要确定下游设备与新网关的连接系数，和下游设备与当前主网关的连接系数进行比较，确实新网关是否可以取代当前主网关作为新的主网关。

下面对本发明提供的网关选择装置进行描述，下文描述的网关选择装置与上文描述的网关选择方法可相互对应参照。

图6示出了本发明提供的一种网关选择装置的结构示意图，参见图6，该装置包括计算模块61和选择模块62，其中：

计算模块，用于确定下游设备与各网关间的连接系数；

选择模块，用于根据连接系数从各网关中确定主网关，所述主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

在本发明的进一步解释说明中，该计算模块具体用于：

确定下游设备与各网关间的关联参数指标和/或各网关的剩余配置参数；

根据所述关联参数指标和/或所述剩余配置参数确定下游设备与各网关间的连接系数。

在本发明的进一步解释说明中，关联参数指标至少包括信号强度；相应地，该计算模块在根据关联参数指标和剩余配置参数确定下游设备与各网关间的连接系数的处理过程中，具体用于：

确定信号强度不为零时，根据关联参数指标和剩余配置参数采用第一计算规则确定所述连接系数；

确定信号强度为零时，根据关联参数指标和剩余配置参数采用第二计算规则确定所述连接系数。

在本发明的进一步解释说明中，关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；相应地，该计算模块在根据关联参数指标和剩余配置参数采用第一计算规则确定连接系数的处理过程中，具体用于：

根据射频角度和位置距离确定第一数值；

根据信号强度和剩余计算能力系数确定第二数值；

根据剩余容量和剩余计算能力系数确定第三数值；

根据第一数值、第二数值和第三数值确定连接系数。

在本发明的进一步解释说明中，关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；相应地，第一计算规则包括：

其中，K为连接系数，Angle为射频角度，Distance为位置距离，RSSI为信号强度，Compute为剩余计算能力系数，Count

在本发明的进一步解释说明中，关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；相应地，该第一计算模块在根据关联参数指标和剩余配置参数采用第二计算规则确定连接系数的处理过程中，具体用于：

根据射频角度和位置距离确定第四数值；

根据剩余容量和剩余计算能力系数确定第五数值；

根据第四数值和第五数值确定连接系数。

在本发明的进一步解释说明中，关联参数指标包括射频角度、位置距离和信号强度；剩余配置参数包括网关的剩余容量和剩余计算能力系数；相应地，所述第二计算规则包括：

其中，K为连接系数，Angle为射频角度，Distance为位置距离，Compute为剩余计算能力系数，Count

在本发明的进一步解释说明中，根据连接系数从各网关中确定主网关，包括：

确定最高连接系数对应的网关作为主网关。

在本发明的进一步解释说明中，所述方法还包括：

确定最高连接系数存在至少两个，则确定至少两个最高连接系数对应的网关中MAC最大的网关作为主网关。

由于本发明实施例所述装置与上述实施例所述方法的原理相同，对于更加详细的解释内容在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现相关功能模块。

本发明提供的网关选择装置，通过基于自身与各网关间的连接系数选出主网关，实现下游设备能够自动从多网关中确定可以连接的合适网关，避免被动的被集中管理分配网关，适应场景广。

图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)71、通信接口(Communication Interface)72、存储器(memory)73和通信总线74，其中，处理器71，通信接口72，存储器73通过通信总线74完成相互间的通信。处理器71可以调用存储器73中的计算机程序，以执行授权令牌处理方法的步骤，例如包括：确定下游设备与各网关间的连接系数；根据连接系数从各网关中确定主网关，主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

此外，上述的存储器73中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的授权令牌处理方法，该方法包括：确定下游设备与各网关间的连接系数；根据连接系数从各网关中确定主网关，主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

另一方面，本申请实施例还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行上述各实施例提供的授权令牌处理方法，例如包括：确定下游设备与各网关间的连接系数；根据连接系数从各网关中确定主网关，主网关为用于传输上下行数据的执行网关。

所述处理器可读存储介质可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD))等。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。