[發明專利]面向工業智能化服務的云霧計算系統

有效

• 申請號: 201710387432.6
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107172166B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 韋云凱;劉倩玉;冷甦鵬;李娜;陳怡瑾
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種面向工業智能化服務的云霧計算系統，其特征在于，包括：

IoT基礎設施子系統，用于采集地理分布式的工業物聯網數據并發送至霧計算子系統、向霧計算子系統發送任務請求、及接收霧計算子系統返回的控制指令；

霧計算子系統，用于接收所述IoT基礎設施子系統發送的工業物聯網數據和任務請求、根據任務請求分配計算資源、對工業物聯網數據進行預處理并向所述IoT基礎設施子系統返回控制指令和計算結果、將工業物聯網數據和任務請求上傳至云計算子系統；

所述霧計算子系統根據任務請求分配計算資源具體包括以下步驟：

A、將資源調度問題中的霧節點的網絡拓撲圖、任務請求集合和調度問題描述公式化表示，建立資源分配矩陣和雙適應度函數；

B、初始化自適應遺傳算法的種群規模和最大迭代次數，設置種群迭代結束條件，建立染色體編解碼方案；

C、對種群進行初始化；

D、根據適應度函數計算當前種群每條染色體的適應度值；

E、分別通過選擇算子、交叉算子和變異算子對種群的遺傳進行搜索；

F、判斷當前種群是否滿足種群迭代結束條件；若是則完成計算資源分配；若否則返回步驟D；

還包括：一級服務、云級服務、霧級服務，一級服務為固定部署在霧節點，用于監測固定工業設備和環境；云級服務固定部署在云數據中心，霧計算子系統將云級服務相關數據進行預處理后發送給云數據中心；霧級服務部署在霧節點上，由霧管理節點進行統一調度分配；

云計算子系統，用于接收所述霧計算子系統上傳的工業物聯網數據和任務請求并保存、根據任務請求進行數據處理。

2.如權利要求1所述的面向工業智能化服務的云霧計算系統，其特征在于，所述IoT基礎設施子系統包括傳感器節點、終端設備及被控終端；

所述傳感器節點，用于采集地理分布式的工業物聯網數據；

所述終端設備，用于向霧計算子系統發送任務請求；

所述被控終端，用于接收霧計算子系統返回的控制指令。

3.如權利要求1所述的面向工業智能化服務的云霧計算系統，其特征在于，所述霧計算子系統劃分為多個霧群，每個霧群包括一個霧管理節點及分別與所述霧管理節點連接的霧節點；

所述霧管理節點包括霧網絡設備，用于管理霧群中所有霧節點、接收所述IoT基礎設施子系統發送的任務請求并根據任務請求分配計算資源；

所述霧節點包括霧網絡設備及虛擬網絡功能模塊，用于接收所述IoT基礎設施子系統發送的工業物聯網數據、接收所述霧管理節點分配的任務請求、對工業物聯網數據進行預處理并保存。

4.如權利要求3所述的面向工業智能化服務的云霧計算系統，其特征在于，所述步驟A中霧節點的網絡拓撲圖公式化表示為

FG＝(F,D)

其中，F為所有霧節點集合，D為霧節點之間鏈路集合；

任務請求集合公式化表示為

R＝{R₁,R₂...R_m}

其中，R_i為第i個任務請求；

調度問題描述公式化表示為根據霧節點的網絡拓撲圖FG和任務請求集合R，形成任務請求與霧節點的一一映射；

資源分配矩陣為

其中，al_ij為0或1，al_ij＝1表示任務請求R_i分配給霧節點F_j執行，al_ij＝0表示任務請求R_i不分配給霧節點F_j執行。