一种基于边缘计算的移动物联接入方法技术

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的移动物联接入方法，将边缘计算系统作为物联网感知层传感网络的智能网关节点接入物联网中，所述边缘计算系统对从物联网感知节点获取的数据进行处理和计算后，再将数据传送到物联网的应用处理层，其中，边缘计算系统在对数据进行处理和计算前，先进行数据清洗预处理。本发明专利技术提供的方法能对感知节点采集到的数据进行清洗预处理，减轻了物联网的数据缓存及计算负担，同时也提高了网络安全性能。

A mobile IOT access method based on edge computing

The invention discloses a mobile IOT access method based on edge computing. The edge computing system is connected to the IOT as an intelligent gateway node of the IOT sensing layer sensor network. The edge computing system processes and calculates the data obtained from the IOT sensing node, and then transmits the data to the IOT application processing layer. The edge computing system Before data processing and calculation, data cleaning and preprocessing shall be carried out first. The method can clean and preprocess the data collected by the sensing node, reduce the data cache and calculation burden of the Internet of things, and improve the network security performance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的移动物联接入方法
本专利技术属于物联网
，尤其是涉及一种基于边缘计算的移动物联接入方法。
技术介绍
目前物联网系统架构包括:感知层、网络传输层、处理应用层。传统的移动网络应用一般是先要完成无线接入网，再将数据通过移动核心网传输，最后数据在服务/应用层处理。在处理应用层往往需要采用云计算技术，数据通过网络传输层汇聚在处理应用层的云计算平台上，数据的传输、计算、存储严重依赖互联的网络传输层与处理应用层的服务及应用资源，网络延时或网络故障会造成应用延滞甚至停顿，无法完成前端的信息交互和处理。特别是当涉及视频图像、图形文字、语音处理等庞大的信息量都要在云计算平台上处理时，不仅会出现网络传输延时，也会造成计算资源的严重争用，计算结果可能无法及时反馈，从而失去应用价值。边缘计算提供的是在物联网当中，靠近数据源，即数据产生端以及应用边缘端所需要的计算能力。其设置在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务，以在一定程度上提高物联网的反应速度。然而，在实际使用过程中，边缘计算节点的数据也需要传送到处理应用层，只是其可以先进行判断，以提供实时处理，却并不能对接收到的数据进行清洗，即剔除无效信息，从而并不能有效缓解处理应用层的压力。同时，物联网应用中往往需要有通过无线网络传输的场景，如：手持设备需要上传数据、车载/船载系统的上下行网络传输，并且在油田、矿山、农田等地方应用时，无线网络传输是必不可少的手段，而在这些地方为了能对感知到的数据进行实时处理，一般会在这些地方设置边缘计算节点，这就使得边缘计算节点不同于计算中心，其可能需要布置于走廊、户外旷野、车辆、船只或者是手持设备等处，因而边缘计算节点一般采用轻量级计算架构，根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能性、可靠性、成本、体积等要求。基于ARM的嵌入式系统就适合作为一种边缘计算节点，而受嵌入式系统设备体积的限制，一般只接入一种无线通信网络进行传输，而实际使用过程中，例如位于旷野时，天气情况会对无线通信网络的信号造成较大的影响，如果连接的无线通信网络无法工作，则会导致整个边缘计算节点无法工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于边缘计算的移动物联接入方法，其能对物联网前端的各类感知节点设备终端数据进行采集、清洗、处理及传输，有效缓解了物联网处理应用层的数据处理及储存压力，提升了物联网系统架构的性能。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于边缘计算的移动物联接入方法，将边缘计算系统作为物联网感知层传感网络的智能网关节点接入物联网中，所述边缘计算系统对从物联网感知节点获取的数据进行处理和计算后，再将数据传送到物联网的应用处理层，其中，边缘计算系统在对数据进行处理和计算前，先进行数据清洗预处理，数据清洗预处理方式如下：通过历史数据列表对比，舍弃与已经接收的数据相同的数据；根据时间戳进行判断，舍弃超出接收时间的数据；若计数器无效则不接收超出合法范围的数据；检查接入节点列表，对比设备标识，拒绝接收列表之外物联网感知节点发送的数据。其中，用于上述方法的边缘计算系统包括加载模块、主控模块、传输信道模块、数据采集预处理模块、场景应用模块及系统更新模块；所述加载模块用于检测主控程序运行状态及版本；所述主控模块用于调度控制各模块的运行；所述传输信道模块用于在多通信传输信道中确定所需的固定传输信道或无线传输信道、进行标记并通知主控模块；所述数据采集预处理模块用于接收物联网感知节点的数据，并对数据进行清洗，数据清洗结束后通知主控模块进行后续处理；所述场景应用模块包括系统维护子模块及多个业务应用子模块，所述系统维护子模块以程序映像文件形式存储，通过基于HTTPS的web的界面访问，完成系统参数配置、应用数据配置、数据备份/恢复、模型库配置、数据预处理规则定义；所述业务应用子模块以独立的映像文件存在于系统中；所述边缘计算系统还包一数据集，系统更新模块读取数据集中更新策略并据此信息接收更新通知，决定是否更新主控模块、应用场景模块。更进一步地，所述边缘计算系统在进行工作前先进行检测更新，加载程序检测主控模块的运行状态及版本，若主控程序未运行，则加载最新版本的主控模块映像文件，若主控程序已运行，但版本低于系统最新主控模块映像文件，等待重启条件满足时重新加载主控模块。更进一步地，所述传输信道模块定义了以太网络接口、WIFI接口、4G接口、5G接口、UWB接口，包括WIFI驱动、4G驱动、5G驱动、Bluetooth驱动、UWB驱动，所述传输信道模块测试各个无线传输信道的可达性、带宽指标，在无线上行传输时自动选择合适的无线传输信道，所有无线传输信道状况数据传送到主控模块。更进一步地，传输信道模块进行使用前，先装载驱动，若装载驱动成功，则测试相应传输信道并记录结果，若装置驱动失败，则标记该接口不可用，并根据上述测试数据生成传输信道列表。更进一步地，所述边缘计算系统还包括一AI模型库，所述AI模型库中包括多种AI计算模型和算法，所述业务应用子模块中含有基于AI应用的AI业务应用子模块，所述AI业务应用子模块加载AI模型库中相应的AI计算模型和算法加以处理。更进一步地，所述AI模型包括人脸识别模型、语音识别模型、文字识别模型、人体姿态识别模型。更进一步地，对于视频流数据清洗预处理时，包括如下几种方式：直接转发：数据采集预处理模块将接收到的源视频每一帧发送至目标设备；过滤转发：数据采集预处理模块接收到的源视频帧与前一帧比较，不同则转发，如果相同则舍弃；本地处理：数据采集预处理模块将接收到的源视频不转发，通知调度控制模块来进行下一步处理；其中，视频流处理工作的指令由主控模块来下达，主控模块记录每一路视频流的处理信息。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的基于边缘计算的移动物联接入方能在物联网的感知层传感网络的智能网关节点接入边缘计算系统，利用边缘计算系统直接对物联网的感知节点采集到的数据进行清洗及计算，不仅能剔除无效数据，保证数据的真实性，防止数据重放攻击，还能对接入的合法设备进行标识和鉴别，对远程访问采用安全的网络通信协议并采用认证机制，提升网络安全防护性能；同时还将算力、算法前置，减轻用于传输信息的网络的传输压力，缓解物联网的处理应用层的计算压力，最终使得业务应用更加实时和高效，提高了业务应用的可用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术边缘计算系统结构图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的移动物联接入方法，其特征在于，将边缘计算系统作为物联网感知层传感网络的智能网关节点接入物联网中，所述边缘计算系统对从物联网感知节点获取的数据进行处理和计算后，再将数据传送到物联网的应用处理层，其中，边缘计算系统在对数据进行处理和计算前，先进行数据清洗预处理，数据清洗预处理方式如下：/n通过历史数据列表对比，舍弃与已经接收的数据相同的数据；/n根据时间戳进行判断，舍弃超出接收时间的数据；/n若计数器无效则不接收超出合法范围的数据；/n检查接入节点列表，对比设备标识，拒绝接收列表之外物联网感知节点发送的数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的移动物联接入方法，其特征在于，将边缘计算系统作为物联网感知层传感网络的智能网关节点接入物联网中，所述边缘计算系统对从物联网感知节点获取的数据进行处理和计算后，再将数据传送到物联网的应用处理层，其中，边缘计算系统在对数据进行处理和计算前，先进行数据清洗预处理，数据清洗预处理方式如下：
通过历史数据列表对比，舍弃与已经接收的数据相同的数据；
根据时间戳进行判断，舍弃超出接收时间的数据；
若计数器无效则不接收超出合法范围的数据；
检查接入节点列表，对比设备标识，拒绝接收列表之外物联网感知节点发送的数据。


2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的移动物联接入方法，其特征在于，所述边缘计算系统包括加载模块、主控模块、传输信道模块、数据采集预处理模块、场景应用模块及系统更新模块；
所述加载模块用于检测主控程序运行状态及版本；
所述主控模块用于调度控制各模块的运行；
所述传输信道模块用于在多通信传输信道中确定所需的固定传输信道或无线传输信道、进行标记并通知主控模块；
所述数据采集预处理模块用于接收物联网感知节点的数据，并对数据进行清洗，数据清洗结束后通知主控模块进行后续处理；
所述场景应用模块包括系统维护子模块及多个业务应用子模块，所述系统维护子模块以程序映像文件形式存储，通过基于HTTPS的web的界面访问，完成系统参数配置、应用数据配置、数据备份/恢复、模型库配置、数据预处理规则定义；所述业务应用子模块以独立的映像文件存在于系统中；
所述边缘计算系统还包括有一数据集，所述系统更新模块读取数据集中更新策略并据此信息接收更新通知，决定是否更新主控模块、应用场景模块。


3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的移动物联接入方法，其特征在于，所述边缘计算系统在进行工作前先进行检测更新，加载程序检测主控模块的运行状态及版本...

【专利技术属性】
技术研发人员：周韶华，刘冬生，
申请(专利权)人：上海禾视信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31