[發明專利]一種面向工業機器人數據處理的邊云協同流程編排系統

有效

• 申請號: 202010984350.1
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112087522B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 沃天宇;王劍巍;郭曉輝;胡俊濤;祁一凡;劉品
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

1.一種面向工業機器人數據處理的邊云協同流程編排系統，其特征在于： 系統基于數據的流式處理和邊云協同的工業機器人數據處理流程部署方法實現，二者在同一底層運行和通信機制之上同時實現，所述底層運行和通信機制包括邊端和云端，包括算子傳輸數據的網絡代理組件、邊端和云端之間的網絡代理組件，由在邊端運行的邊端和云端之間的網絡代理組件主動連接公網上的在云端運行的邊端和云端之間的網絡代理組件，設置算子傳輸數據的網絡代理組件負責與上下游的算子連接進行數據的收發和緩存，在接收到數據時通過遠程過程調用的形式交付算子進行業務邏輯處理，所述算子傳輸數據的網絡代理組件和算子容器一一對應，共存于同一個pod中，并將數據和對應的路由信息交給邊端和云端之間的網絡代理組件進行分發，

所述數據的流式處理流程過程為，每一個算子代表對單條數據的處理過程，算子保持運行，不斷地逐條處理到來的數據；所述邊云協同的工業機器人數據處理流程部署方法架構由云端控制平面、云端部署平面和邊端部署平面三部分組成，通過所述云端控制平面實現外部流程編排的輸入，并通過所述邊端部署平面實現對本地計算資源的管理。

2.如權利要求1所述的一種面向工業機器人數據處理的邊云協同流程編排系統，其特征在于：所述算子傳輸數據的網絡代理組件包括輸入單元、緩沖區、窗口聚集單元、輸入隊列、算子調用單元、輸出隊列、輸出單元，采用ZMQ作為算子傳輸數據的網絡代理組件之間、算子傳輸數據的網絡代理組件與邊端和云端之間的網絡代理組件之間以及邊端和云端之間的網絡代理組件之間進行網絡通信的工具庫，算子傳輸數據的網絡代理組件對算子的遠程過程調用采用的gRPC協議；其機制具體為：輸入單元通過ZMQ套接字從上游算子接收數據放入緩沖區，并根據配置的窗口聚集單元預處理成數據集合，再將數據集合整體放入輸入隊列，算子調用單元從輸入隊列中不斷獲取數據集合，并通過gRPC協議交付算子進行處理并獲得結果，并將結果放入輸出隊列，輸出單元從輸出隊列中獲取結果并置入緩沖區，由ZMQ套接字從緩沖區中讀取并發送給下游算子。

3.如權利要求2所述的一種面向工業機器人數據處理的邊云協同流程編排系統，其特征在于：所述邊端和云端之間的網絡代理組件的邏輯結構為：所述在邊端運行的邊端和云端之間的網絡代理組件一側與同端算子的輸出單元和輸入單元連接，另一側則與所述在云端運行的邊端和云端之間的網絡代理組件進行連接，數據則通過分發器根據數據所帶的路由信息進行選擇性得向算子分發或向云端分發，所述在云端運行的邊端和云端之間的網絡代理組件一側與算子連接，另一側則通過暴露公網端口，由所述在邊端運行的邊端和云端之間的網絡代理組件主動進行連接，通過設置二級路由信息，作為每條數據的頭部內容。

4.如權利要求3所述的一種面向工業機器人數據處理的邊云協同流程編排系統，其特征在于：所述二級路由信息的實現方式為：第一級路由用于指定目的算子，第二級路由用于指定目的邊端，所述第一級路由存在于算子和所述邊端和云端之間的網絡代理組件之間，算子A的所述算子傳輸數據的網絡代理組件輸出單元發送的數據路由信息發送到特定的云端的算子B，分發器檢查目的地為云端于是交給云端連接進行發送，所述算子B的所述算子傳輸數據的網絡代理組件輸入單元在其所述邊端和云端之間的網絡代理組件中注冊的監聽路由地址，因此在云端運行的邊端和云端之間的網絡代理組件在檢查數據目的地為本機后，將數據正確地發送給所述算子B；在存在多個邊端時，則應用第二級路由，多個邊端在連接云端時，分別注冊為多個的路由，當所述算子B的所述算子傳輸數據的網絡代理組件發送路由信息為指向算子C時，所述在云端運行的邊端和云端之間的網絡代理組件分發器檢查后，發現其目的地為所述邊端，則增加第二級路由信息，于是交付邊端連接進行發送時可以正確地發往所述算子C所在邊端，所述算子C所在邊端的分發器丟棄第二級路由信息，檢查第一級路由信息，便可知應當發往注冊了監聽路由的算子C，于是完成了整個流傳輸的過程。