[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于邊緣計(jì)算的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)運(yùn)行管控方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211267218.4
• 申請(qǐng)日: 2022-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115586954A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫民安;邱國(guó)蘇;鄭詩(shī)路
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)興南洋信息技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/48
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/48;G06F9/50;G06F9/445;G06F9/455
• 代理公司: 廈門(mén)民唯聯(lián)合專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 35294
• 代理人: 卓一泉

本發(fā)明提供了一種基于邊緣計(jì)算的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)運(yùn)行管控方法，屬于后臺(tái)運(yùn)行管控技術(shù)領(lǐng)域，包括S1：任務(wù)調(diào)度；S2：計(jì)算卸載；S3：資源約束利潤(rùn)優(yōu)化；S4：多任務(wù)組合計(jì)算，本發(fā)明提出了一種基于邊緣計(jì)算的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)運(yùn)行管控方法，解決了邊緣云任務(wù)調(diào)度過(guò)程中的資源約束和利潤(rùn)優(yōu)化問(wèn)題，基于該算法計(jì)算出的任務(wù)調(diào)度策略，構(gòu)建了邊緣云的任務(wù)調(diào)度模型，描述了邊緣云的業(yè)務(wù)流程和特點(diǎn)，可以縮小搜索范圍，實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化，在任務(wù)調(diào)度過(guò)程中還考慮了資源約束，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，還能提高任務(wù)調(diào)度的利潤(rùn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及后臺(tái)運(yùn)行管控技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種基于邊緣計(jì)算的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)運(yùn)行管控方法。

背景技術(shù)

邊緣計(jì)算是一種新的計(jì)算模式，指將部分計(jì)算任務(wù)由原有的云計(jì)算中心遷移到數(shù)據(jù)源頭附近，用來(lái)減輕云計(jì)算的壓力。邊緣終端設(shè)備要在網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)等方面有相應(yīng)的配置來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)部分或全部的處理任務(wù)。邊緣計(jì)算作為分布式開(kāi)放平臺(tái)，向周?chē)峁┲悄芊?wù)，連接了數(shù)據(jù)物理數(shù)據(jù)世界和數(shù)字化世界，在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)方面有關(guān)鍵應(yīng)用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，它需要高可靠性、低時(shí)延。這正是工業(yè)智能邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)所在，具有一定計(jì)算能力的邊緣節(jié)點(diǎn)可以處理一些簡(jiǎn)單的任務(wù)，滿(mǎn)足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)高可靠性和低時(shí)延的要求。然而，在大數(shù)據(jù)的環(huán)境下，邊緣節(jié)點(diǎn)處理的任務(wù)能力有限，若全部由邊緣節(jié)點(diǎn)處理將帶來(lái)高時(shí)延和低可靠性。故邊緣計(jì)算在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的挑戰(zhàn)便是邊緣端的計(jì)算卸載和云端的任務(wù)調(diào)度問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)中的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)運(yùn)行管控具有以下問(wèn)題：

(1)現(xiàn)有的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下的邊緣云中的任務(wù)類(lèi)型多樣化、數(shù)量大，但云端可提供的資源有限，現(xiàn)有的邊緣云需要發(fā)揮最大化效益；

(2)現(xiàn)有的邊緣云環(huán)境中資源有限，任務(wù)數(shù)遠(yuǎn)大于虛擬機(jī)數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于邊緣計(jì)算的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)運(yùn)行管控方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于邊緣計(jì)算的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)運(yùn)行管控方法，包括以下步驟：

S1：任務(wù)調(diào)度；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下的邊緣云中的任務(wù)類(lèi)型多樣化、數(shù)量大，但云端可提供的資源有限，為了實(shí)現(xiàn)邊緣云可以發(fā)揮最大化效益，需要設(shè)計(jì)一套任務(wù)調(diào)度策略，任務(wù)調(diào)度是操作系統(tǒng)的重要組成部分之一，主要從任務(wù)隊(duì)列中選取合適的任務(wù)分配給相應(yīng)的資源完成任務(wù)處理。

S2：計(jì)算卸載；計(jì)算卸載是指終端設(shè)備將一部分或全部計(jì)算任務(wù)交給云計(jì)算環(huán)境處理的技術(shù)，以解決移動(dòng)設(shè)備在資源存儲(chǔ)、計(jì)算性能及能效等方面的不足。

S3：資源約束利潤(rùn)優(yōu)化；計(jì)算模型對(duì)邊緣云環(huán)境下任務(wù)調(diào)度的資源約束利潤(rùn)優(yōu)化方法進(jìn)行建模，闡述利潤(rùn)的計(jì)算方法和目標(biāo)函數(shù)。

S4：多任務(wù)組合計(jì)算；多任務(wù)組合是指：在將一個(gè)任務(wù)劃分為可獨(dú)立執(zhí)行的多個(gè)子任務(wù)；同時(shí)，這些子任務(wù)間存在著以依賴(lài)關(guān)系。卸載到一個(gè)中心云中，由中心云處理卸載的任務(wù)。由這些子任務(wù)組成一個(gè)任務(wù)集，任務(wù)集Task set(Id，{T1，T2，T3，.，Ti})(i＝1，2，3...n)，其中的參數(shù)分別代表任務(wù)集的Id和其中的子任務(wù)，子任務(wù)模型Sub task(Id，D，C)，其中的參數(shù)分別代表計(jì)算子任務(wù)的Id、計(jì)算量(MB)、上傳到云端和下載計(jì)算結(jié)果到本地的規(guī)模(MB)。

進(jìn)一步的，所述任務(wù)調(diào)度包括利用蟻群算法進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。

進(jìn)一步的，所述計(jì)算卸載包括以下步驟：

S21：卸載決策，通過(guò)移動(dòng)終端決定卸載方式和卸載量；

S22：資源分配，通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行資源分配；

S23：卸載路徑選擇，選擇移動(dòng)用戶(hù)遷移過(guò)程中的路徑進(jìn)行卸載。

進(jìn)一步的，所述資源約束利潤(rùn)優(yōu)化包括以下步驟：