[發(fā)明專利]一種基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)資源調(diào)度系統(tǒng)及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010065354.X | 申請日： | 2020-01-20 |
| 公開（公告）號： | CN111327677B | 公開（公告）日： | 2023-03-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 亓?xí)x;鄭嘉璇;孟祥宇;李卓;許斌;孫雁飛 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京郵電大學(xué) |
| 主分類號： | H04L67/61 | 分類號： | H04L67/61;H04L67/63;H04L67/10;G16Y10/75;H04L45/00 |
| 代理公司： | 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102 | 代理人： | 姚姣陽;杜春秋 |
| 地址： | 210003 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 邊緣 計算 工業(yè) 聯(lián)網(wǎng) 資源 調(diào)度 系統(tǒng) 方法 | ||
1.一種基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)資源調(diào)度方法，其特征在于，該方法所涉及的系統(tǒng)包括終端數(shù)據(jù)采集層、邊緣數(shù)據(jù)處理層和云計算中心；所述終端數(shù)據(jù)采集層，用于采集實時檢測的工業(yè)數(shù)據(jù)，并傳輸工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化請求；
所述邊緣數(shù)據(jù)處理層，用于將終端數(shù)據(jù)采集層的優(yōu)化請求傳輸至云計算中心，并且優(yōu)化云計算中心傳輸來的工業(yè)數(shù)據(jù)，再將優(yōu)化結(jié)果返回終端數(shù)據(jù)采集層；
所述云計算中心，用于儲存和分析終端數(shù)據(jù)采集層傳輸而來的優(yōu)化請求，然后在所含邊緣數(shù)據(jù)處理層中尋找最適合處理該請求的邊緣設(shè)備，最后將上述終端數(shù)據(jù)采集層的物理地址傳輸至邊緣數(shù)據(jù)處理層；
該方法包括以下步驟：
步驟1、將終端數(shù)據(jù)采集層的優(yōu)化請求和所需要處理的工業(yè)數(shù)據(jù)定義為任務(wù)Si，所有任務(wù)構(gòu)成任務(wù)集合S，再將任務(wù)集合S通過邊緣數(shù)據(jù)處理層部署到云計算中心；轉(zhuǎn)至步驟2；
步驟2、云計算中心分析任務(wù)集合S中各項任務(wù)的緊急程度和任務(wù)類型，根據(jù)任務(wù)類型將任務(wù)集合S分為N個子集合[S1，S2，S3...Sn]，然后根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級將子集合從高到低依次排列；轉(zhuǎn)至步驟3；
步驟3、云計算中心根據(jù)子集合的分組，并按照任務(wù)優(yōu)先級，依次分析任務(wù)Si所需要的各項資源，并在下屬邊緣數(shù)據(jù)處理層中尋找最適合處理該任務(wù)的邊緣設(shè)備，并將該設(shè)備記作最佳邊緣設(shè)備；轉(zhuǎn)至步驟4；
步驟4、云計算中心將找到最佳邊緣設(shè)備的任務(wù)所屬的終端數(shù)據(jù)采集層的物理地址傳輸至其所找到的最佳邊緣設(shè)備；轉(zhuǎn)至步驟5；
步驟5、最佳邊緣設(shè)備接受到云計算中心傳輸而來的物理地址后，根據(jù)物理地址尋找終端數(shù)據(jù)采集層并采集詳細的工業(yè)數(shù)據(jù)進行分析和優(yōu)化處理，再將優(yōu)化結(jié)果返回至相應(yīng)的終端數(shù)據(jù)采集層；轉(zhuǎn)至步驟6；
步驟6、將剩余未部署的任務(wù)在云計算中心進行分析和優(yōu)化處理，將優(yōu)化結(jié)果返回至相應(yīng)終端數(shù)據(jù)采集層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)資源調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟3中，尋找最佳邊緣設(shè)備的具體操作方法如下：
步驟301、云計算中心收到終端數(shù)據(jù)采集層的優(yōu)化請求后，根據(jù)任務(wù)Si確定終端數(shù)據(jù)采集層的物理地址以得出終端數(shù)據(jù)采集層與最佳邊緣設(shè)備之間的路由跳數(shù)，判斷該路由跳數(shù)是否小于給定路由跳數(shù)，若路由跳數(shù)小于給定路由跳數(shù)，則將該任務(wù)Si標(biāo)記為能找到最佳邊緣設(shè)備，轉(zhuǎn)至步驟302；否則將該任務(wù)標(biāo)記為未找到最佳邊緣設(shè)備，所有未找到最佳邊緣設(shè)備的任務(wù)構(gòu)成集合T，針對未找到最佳邊緣設(shè)備的任務(wù)Ti，進行如下操作：
步驟a、云計算中心統(tǒng)計空閑邊緣設(shè)備并根據(jù)空閑邊緣設(shè)備所能處理的數(shù)據(jù)量做降序排列，將未找到最佳邊緣設(shè)備的任務(wù)集合中的任務(wù)根據(jù)數(shù)據(jù)量和優(yōu)先級分配到相應(yīng)的空閑邊緣設(shè)備，然后云計算中心將未找到最佳邊緣設(shè)備的任務(wù)所屬的終端數(shù)據(jù)采集層的物理地址傳輸至該空閑邊緣設(shè)備；轉(zhuǎn)至步驟b；
步驟b、空閑邊緣設(shè)備接受到云計算中心傳輸而來的物理地址后，根據(jù)物理地址尋找終端數(shù)據(jù)采集層并采集詳細的工業(yè)數(shù)據(jù)進行分析和優(yōu)化處理，再將優(yōu)化結(jié)果返回至相應(yīng)的終端數(shù)據(jù)采集層，轉(zhuǎn)至步驟6；
步驟302、云計算中心按照鄰近度由低到高依次判斷邊緣數(shù)據(jù)處理層的計算時延和服務(wù)能力是否符合該任務(wù)的要求；轉(zhuǎn)至步驟303；
步驟303、若該邊緣數(shù)據(jù)處理層的計算時延和服務(wù)能力符合任務(wù)要求，則云計算中心進一步判斷該邊緣數(shù)據(jù)處理層的環(huán)境感知能力是否符合該任務(wù)的要求，否則，將路由跳數(shù)加1后返回步驟301重新判斷現(xiàn)在路由跳數(shù)是否小于給定路由跳數(shù)；
步驟304、若該邊緣數(shù)據(jù)處理層的環(huán)境感知能力符合任務(wù)要求，則將該邊緣數(shù)據(jù)處理層記為該任務(wù)的最佳邊緣設(shè)備，否則，將路由跳數(shù)加1后返回步驟301重新判斷現(xiàn)在路由跳數(shù)是否小于給定路由跳數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于邊緣計算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)資源調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟303中，環(huán)境感知能力包括網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀況、負載以及網(wǎng)絡(luò)帶寬。
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