定置式城市物联网边缘计算点站的设置与管理方法技术

本发明专利技术涉及一种定置式城市物联网边缘计算点站的设置与管理方法，属于物联网领域，包括B1：设置分区，由经营者依市政或私营园区设施及其所监管之水土环境，提出设置计算点站规划，经管理部门同意后设置；B2：在小区块设置计算点，撷取所辖传感器数据解码、筛选上传至计算站；B3：在扩大区块设置计算站，对计算点上传信息深层融合，上传至后台服务器与应用终端，启动监管动作；B4：后台服务器驱动应用终端，管理部门通过后台服务器进行监控；B5：管理部门支付经营者租金、传感器维修费、节省人力费的一定比率、预测决策所产生防灾及经济效益等则由计算点站经营者与业务管理部门议定分配比率。本发明专利技术提出的设置与管理方法利于城市智慧化。

Setting and Management Method of Edge Computing Point Station of Set-up City Internet of Things

The invention relates to a method for setting and managing fixed urban Internet of Things edge computing point stations, which belongs to the field of Internet of Things, including B1: setting up zones, planning for setting up computing point stations by operators according to municipal or private park facilities and the soil and water environment under their supervision, and setting up them with the consent of management departments; B2: setting calculation points in small blocks and extracting data decoding of sensors under their jurisdiction. B 3: Set up a computing station in an expanded block to fuse the information uploaded from the computing point, upload it to the back-end server and application terminal, and start supervisory action; B 4: The back-end server drives the application terminal, and the management monitors it through the back-end server; B 5: The management pays a certain proportion of operator rent, sensor maintenance fee and labor saving. Rates, disaster prevention and economic benefits arising from forecasting decision-making are determined by the operator of the calculation station and the business management department. The setting and management method of the invention is advantageous to urban intelligence.

【技术实现步骤摘要】
定置式城市物联网边缘计算点站的设置与管理方法
本专利技术属于物联网
，涉及一种定置式边缘计算点、计算站的设置与管理方法。
技术介绍
城市、园区、小区、大楼等的智能化管理对各相关基础设施的信息化处理提出很高要求。需要充分利用物联网技术，对各类相关基础设施的传感设备所产生海量数据，进行采集、处理、存储、分析、传输和智能化解决等流程。从而实现“感、传、知、用”一体化智慧城市物联网应用，能够即时获知某设施出现的问题、即时确认问题发生点位以及程度，及早解决。避免过去事事都以人力检测、排查、解决这种冗长而无效率的弊病。物联网技术为实现区域设备设施信息化、集约化管理提供条件，极大提高城市管理效率。建设智能、集约、低碳、绿色、安全的智慧区域及城市，需要实现该区域公共基础设施、专业服务设施的全面接入物联网。智慧区域及城市中的传感设备和接入设备的多样化，是当前及以后发展中物联网相对于互联网的最主要特点。如何高效、便捷地连接物联网中感知层设备，如何把不同种类的传感数据更有效融合，并计算出更准确的价值信息，使得底层采集的数据能够最大限度满足业务应用需求尤为重要。利用边缘计算思想，即在数据产生的当场先做预处理，将必要数据筛选出来，甚至加以适当计算，再将结果送到云端处理。例如在前述交叉路口赋予计算功能，以图形识别软件撷取车流量、车型、车速等有效数据，并过滤出违规事件，把该事件以数张照片(其中包含人、车、牌照、时间等)方式上传至云端交通监管服务器，可以过滤90％以上没必要上传的“垃圾级”影片档。但如何有效率地做到边缘计算或者雾计算，还是一个大问题。从现有各种文献或专利得知，在已高度数字化的自动化机具及工业互联网方面，对于边缘计算的着力甚深，也逐步在各该工业场所实施边缘计算“边缘计算架构2.0,2017/11,工业互联网产业联盟、边缘计算产业联盟”。在该边缘计算架构中提出一个抽象的边缘计算节点(ECN)，系智能资产、智能系统、智能网关等具有数字化、网络化、智能化共性特点，可提供网络、计算、存储等ICT资源，以在逻辑上统一的概念。根据ECN节点的典型应用场景，系统定义了四类ECN开发框架。每类开发框架提供了匹配场景的操作系统、功能模块、集成开发环境等。基于这个框架衍生出六类产品：嵌入式控制器、独立式控制器、感知终端、智能网关、边缘定置式网关、边缘定置式服务器。这些架构大幅度催生了基于一个家庭内各种电器的物联网控制设备蓬勃展。更进一步扩展到一栋上百户住宅大楼的电梯管理、公共用电管理等等应用及服务的开发。这些边缘计算节点其实有一个共同特性，就是都有明确的边缘(工业上的车间、厂房，个别家庭或一栋特定大楼)。即使是车载或穿戴在个人身上装置的可移动式边缘计算，也有明确的装置载体。然而在城市设施监控方面，虽也有产业联盟努力推动智慧城市物联网的网络架构、准备研拟行业标准，但具体落实到如何对分散在城市各角落海量的异源传感器作边缘计算及雾计算，目前仍然处在一个酝酿阶段，迄今尚无成熟可用的解决办法。根据国外著名的市场研究公司Gartner统计资料，2017年全球有84亿个物联网设备，首次超过全球人口，到2020年预计将达到204亿个；这些统计主要对象是物联网设备、消费者终端与企业终端。另据Frost&Sullivan公司调查，全球智慧城市正蓬勃发展，预估到2025年全球市值会达到两兆美元。届时一个小型城市或大城市的一个区装设上百万个传感器、中型城市上千万个传感器、大型城市上数亿到数十亿个传感器不等。其品牌及供应商众多，由于缺乏相关的统一技术标准，如何做好数据有效撷取，如何在全面铺开遍布各个角落的城市物联网做边缘计算的问题，以及相关的事业(管理)模式更要及早解决。在科技厂商积极布局物联网市场的背后，科技厂商都希望建立一个生态系统，发展服务平台与核心智能产品，并链接跨行业的服务系统，衍生创新的商业形态。现有的物联网产品商业模式中，有以下三类模式：(1)按服务维护收费：产品就是服务，硬件结合软件平台，进行数据分析，并依使用量收费。如：美国通用电器公司GE本身是以租用引擎为主，而引擎本身拥有许多的传感器，所以引擎连上网之后，就可以把从引擎收集来的数据，结合预测与资产管理平台Predix，可以算出引擎的耗损程度，及判断是否要更换引擎，让GE就从租用引擎的公司，变成卖预警及维修服务，当顾客使用引擎越久，钱付得越多。(2)依用量或成效收费：硬件结合软件平台，依用量或成效收费。如：保险公司METROMILE会提供设备搜集车况、汽车检测、超速警示等服务，保费则是按实际里程数计算。(3)跨领域收入：从原来的硬件和平台，跨界到新的应用领域。如：汽车品牌特斯拉从生产电动车，跨界延伸到研发车用充电、家用供电等新的领域。这类公司的产品、技术、内容以及社交能力出众，可从非主流的市场切入，满足特定族群喜好。这些由全球性大公司、或者如被称为物联网经营模式典范的共享单车、共享电动机车，或共享电动车等等，都是在掌控特定产品(如飞机引擎、保险业务、单车及各种电动车辆)以及特定市场资源，再加上这些公司厚实、优势技术积累下所展开的商业模式。其能否应用于既无特定产品、又全面设置普及到街墎、农田、管网、道路、地下、路面以上等处所的物联网？除传感器、网关、基站等设备外，这些城市物联网甚至于连传统意义上的“市场”都不是。因此，上述的成功商业模式显然无法直接搬过来用。本专利技术拟提出技术连同商业上的解决方法，以利于智慧城市建设的推动。但在选择城市物联网商业模式时存在以下问题与机会：(1)市政设施或大公司设施管理者不是万能；以市政为例，警政、交通、教育、水利等等部门的公务人员，或者大公司管理层几乎都不是物联网专业；要求各公共单位部门(或公司)自行将该部门(公司)所管辖设施的组建物联网、自行管理，并进行边缘计算，既不切实际也不可行。这提供物联网业者一个很好的机会，可以利用其专长帮公共单位(公司)建置并运营设施物联网，特别是需要以边缘计算提供决策的情况，将计算所得各种有价值信息提供给公共单位(公司)，收取服务费，是一个可双赢的机会。(2)体制性障碍：所有国家的城市行政管理都分成各个部门(例如警政、交通、教育、水利、农业、管网、消防等)，各管理部门各自为政的现象非常普遍，使得量虽然很大的信息却零散分布，除少数例如警政与安监、消防与交通等外，部门彼此之间鲜有资讯互通者，想打破藩篱共建物联网其实相当不易，这对于想拓展并经营此一领域业者造成很大困扰。但经营者可逐一跟个别管理部门打交道，协助建立该单一部门的城市物联网边缘计算点站，反倒是一个机会。(3)网络互通与信息共享：此问题不仅存在于电信网、互联网、电视网等公共网络之间，也存在于公共网与行业专网之间，以及行业专网与行业专网之间，窄带与宽带之间等。这同样对于有志拓展此一领域的经营者有相当妨碍，但也提供经营者一个克服、解决的机会。(4)信息资源的深度开发：目前，许多已经小范围建立城市物联网的城市，其某一些领域之间(如道路交通单位与防灾单位等)虽然已经实现了内部小范围的互联互通，但基本上停留在技术和网络链接层面，对所采集的数据挖掘不充分，使分析处理环节受到限制，在很大程度上影响了物联网的智能化进程。这种数据深度挖掘融合处理对有意经营的业者当然是一个绝佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定置式城市物联网边缘计算点站的设置与管理方法，其特征在于：包括以下步骤：B1：设置分区：依据预定进行的边缘计算对城市内的城市传感器进行区块划分，边缘计算点站经营者向业务管理部门提出申请，依照市政或私营园区设施以及其所监管之水土环境，完整规划设置边缘计算点站位置、数量、计算、存储、通信能力、相应后台服务器和应用终端，并符合通信公共安全法规；B2：边缘计算点站经营者依据许可建置边缘计算点：边缘计算点站经营者筹资依据获得的许可方案，以划分的区块为单位，在划分的区块内设置至少一个具有通信、计算、存储与筛选功能的计算点，采集该区块内以低功耗广域物联网LPWAN为主的通信手段的传感器的数据，并将采集的数据经计算点解码成信息，计算、筛选过滤出有效信息，并将其存储、加密上传到计算站；B3：边缘计算点站经营者依据许可建置边缘计算站：边缘计算点站经营者筹资依据获得的许可方案，将多个区块结合为一个大区块，在大区块内设置至少一个相比计算点有更高功能性、更多的通信方式、更高计算与存储能力的计算站，采集多个划分区块内的所有计算点上传的信息，分类别进行深度算法分析计算，实现不同种类传感器信息的深层次融合，整合融合出具有预测决策功能的新信息，服务于业务管理部门；B4：边缘计算点站经营者依据许可建置后端平台：边缘计算点站经营者筹资依据获得的许可的方案，建置后端平台，将由计算站融合后的信息上传至后台服务器，保存至数据库中，同时也将此信息传送到城市设施应用终端，直接驱动相关设施工作，业务管理部门通过后台服务器随时监控，因预测决策计算所产生避免灾害及产生的经济效益，由经营者与管理部门以议定比率分享；B5：支付费用：边缘计算点可对所辖各类传感器侦错，可将无用信息滤除以大幅节约上传数据的通信与存储成本；计算站可做信息深化分析、以及预测决策之非可感知信息，提供管理者做出更有效率及于防灾和经济上的有益决策，并让业务管理者从对物联网的管理中解放出来；更可节省大量原需派人排查、管理物联网的人力；业务管理部门对计算点站经营者所提供的服务支付一定费用，由双方议定。...

【技术特征摘要】
1.一种定置式城市物联网边缘计算点站的设置与管理方法，其特征在于：包括以下步骤：B1：设置分区：依据预定进行的边缘计算对城市内的城市传感器进行区块划分，边缘计算点站经营者向业务管理部门提出申请，依照市政或私营园区设施以及其所监管之水土环境，完整规划设置边缘计算点站位置、数量、计算、存储、通信能力、相应后台服务器和应用终端，并符合通信公共安全法规；B2：边缘计算点站经营者依据许可建置边缘计算点：边缘计算点站经营者筹资依据获得的许可方案，以划分的区块为单位，在划分的区块内设置至少一个具有通信、计算、存储与筛选功能的计算点，采集该区块内以低功耗广域物联网LPWAN为主的通信手段的传感器的数据，并将采集的数据经计算点解码成信息，计算、筛选过滤出有效信息，并将其存储、加密上传到计算站；B3：边缘计算点站经营者依据许可建置边缘计算站：边缘计算点站经营者筹资依据获得的许可方案，将多个区块结合为一个大区块，在大区块内设置至少一个相比计算点有更高功能性、更多的通信方式、更高计算与存储能力的计算站，采集多个划分区块内的所有计算点上传的信息，分类别进行深度算法分析计算，实现不同种类传感器信息的深层次融合，整合融合出具有预测决策功能的新信息，服务于业务管理部门；B4：边缘计算点站经营者依据许可建置后端平台：边缘计算点站经营者筹资依据获得的许可的方案，建置后端平台，将由计算站融合后的信息上传至后台服务器，保存至数据库中，同时也将此信息传送到城市设施应用终端，直接驱动相关设施工作，业务管理部门通过后台服务器随时监控，因预测决策计算所产生避免灾害及产生的经济效益，由经营者与管理部门以议定比率分享；B5：支付费用：边缘计算点可对所辖各类传感器侦错，可将无用信息滤除以大幅节约上传数据的通信与存储成本；计算站可做信息深化分析、以及预测决策之非可感知信息，提供管理者做出更有效率及于防灾和经济上的有益决策，并让业务管理者从对物联网的管理中解放出来；更可节省大量原需派人排查、管理物联网的人力；业务管理部门对计算点站经营者所提供的服务支付一定费用，由双方议定。2.根据权利要求1所述的定置式城市物联网边缘计算点站的设置与管理方法，其特征在于：拟设置管理边缘计算点站的经营者依其专业领域，提出的建置方案经业务管理部门认可，并符合公共单位的各项建筑以及通信安全规范；在步骤B2、B3和B4中，边缘计算点站经营者自行筹资设置计算点和计算站，为业务管理部门提供服务，边缘计算点站经营者收取服务费；同一区块、相同边缘计算类型的计算点、计算站由同一经营者设置，业务管理部门按月或按年承租这些计算点和计算站；由于传感器都跟计算点站联网，这些与计算点和计算站联结的传感器的侦错、维护或新建置，也由该计算点站经营者承包负责。3.根据权利要求2所述的定置式城市物联网边缘计算点站的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴勇，袁理，金重勋，
申请(专利权)人：重庆光电信息研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50