基于EC-REST体系结构的海洋观测网络系统及方法技术方案

本公开公开了基于EC‑REST体系结构的海洋观测网络系统及方法，感知海洋观测数据的数据源的边缘感知设备将对采集的数据进行初步处理并存储；数据采集层将数据源感知的海洋观测数据进行采集和传输，将采集的数据传输给数据存储层；数据存储层将数据采集层传输过来的数据，利用边缘网关进行预处理后上传给数据处理层；数据处理层对边缘网关上传的数据，通过EC‑REST架构实现计算任务等资源负载在分布式部署的感知设备间及感知设备和边缘网关间统一及协调的迁移和调度；数据应用层对数据处理层处理后的结果进行应用。保持海洋观测网络中各感知设备的交互性及资源负载均衡，实现对海洋中海量异构数据的高效率低能耗实时观测。

【技术实现步骤摘要】
基于EC-REST体系结构的海洋观测网络系统及方法
本公开涉及海洋观测
，特别是涉及基于EC-REST体系结构的海洋观测网络系统及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提到了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。海洋观测网的建设目标是，建立基于浮标、潜标、海底观测节点等固定平台和卫星遥感、无人机、无人艇、岸基台站、船基平台等移动平台的“空、天、地、海”一体化的海洋立体感知网，构建以宽带网、无线通信等多种方式融合的海洋数据通信网，初步形成气象、水文、动力、生态等环境参数的立体感知与通信网；实现海洋环境的综合立体实时监测、多时空分辨率、多维度的海洋观测数据及时获取。同时，海洋观测网需要快速的预测机制和信息传播，以便应对海啸等各种突发事件，并采取相应措施。部署在海洋上的传感器设备会生成大量数据，消耗大量资源和传输带宽。云上处理此类数据会面临延迟。而边缘计算通过在靠近数据源的地方就近处理，可以防止数据丢失或传感器数据传输延迟，帮助系统做出快速响应。海洋观测网的现有技术方案存在观测数据规模大，范围广，且通信带宽受限，观测设备维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于EC-REST体系结构的海洋观测网络系统，其特征是，包括：/n数据源，用于感知海洋观测数据，数据源中设有分布式部署的感知设备，所述感知设备包括：边缘感知设备和非边缘感知设备，所述边缘感知设备将对采集的数据进行初步处理并存储；/n数据采集层，用于将数据源感知的海洋观测数据进行采集和传输，各类设备将采集的数据传输给数据存储层；/n数据存储层，用于将数据采集层传输过来的数据，利用边缘网关进行格式统一和数据融合的预处理，将预处理后的数据上传给数据处理层；/n数据处理层，用于对边缘网关上传的数据，通过EC-REST架构实现资源负载在分布式部署的感知设备间及感知设备与边缘网关间的迁移和调度；/n数...

【技术特征摘要】
1.基于EC-REST体系结构的海洋观测网络系统，其特征是，包括：
数据源，用于感知海洋观测数据，数据源中设有分布式部署的感知设备，所述感知设备包括：边缘感知设备和非边缘感知设备，所述边缘感知设备将对采集的数据进行初步处理并存储；
数据采集层，用于将数据源感知的海洋观测数据进行采集和传输，各类设备将采集的数据传输给数据存储层；
数据存储层，用于将数据采集层传输过来的数据，利用边缘网关进行格式统一和数据融合的预处理，将预处理后的数据上传给数据处理层；
数据处理层，用于对边缘网关上传的数据，通过EC-REST架构实现资源负载在分布式部署的感知设备间及感知设备与边缘网关间的迁移和调度；
数据应用层，用于对数据处理层处理后的结果进行应用。


2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述数据存储层，包括：边缘网关和云服务器；
所述边缘网关，用于对边缘感知设备中存储的数据及非边缘感知设备上传的数据，在本地进行数据预处理和数据的融合，实现数据格式的统一，并将数据融合后的数据上传给云服务器；
所述边缘网关，还用于将云服务器中处理的应用程序、数据资料和部分运算下移到分布式部署的感知设备进行处理；
所述云服务器，用于对边缘网关上传的数据进行存储、分析处理和应用。


3.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述对边缘网关上传的数据，通过EC-REST架构实现资源负载在分布式部署的感知设备间及感知设备与边缘网关间的迁移和调度，具体包括：
根据用户要求在边缘网关及感知设备中添加计算任务；
根据非边缘感知设备中的不同观测平台及传感器的设备性能及网络带宽部署资源负载，降低响应延迟；
配置计算资源：当选择不同传感器执行某任务时，只需重新配置任务里的传感器的统一资源标识符URI即可；方便随时接入各种感知设备，及不同通讯协议及模式的感知设备接入边缘网关；
统一调度和管理网内资源负载：支持感知设备之间、感知设备与边缘网关之间访问及交互资源负载。


4.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述对边缘网关上传的数据，通过EC-REST架构实现资源负载在分布式部署的感知设备间及感知设备与边缘网关间的迁移和调度，具体包括：
通过GET、PUT、POST、DELETE四种操作，对用户指定的感知设备及计算任务进行增删改查及调度；
在资源调度部署的实现方面，当任务A需要从传感器B调度到传感器C，则边缘网关向传感器B的URI地址发送GET获取任务A的计算资源信息；
边缘网关向传感器C的URI地址发送POST创建任务A资源并进入传感器C的任务队列，同时，
边缘网关向任务A发送PUT更新任务A资源对应的传感器URI；最后，
边缘网关向数据处理层发送PUT更新计算资源列表，完成计算资源的调度。


5.如权利要求4所述的系统，其特征是，当需要部署新的传感器D，传感器D向边缘网关发送POST创建传感器D资源的URI地址，边缘网关向传感器D的URI发送POST响应及向D分配新的任务，并向数据处理层发送PUT更新资源列表，完成资源部署；
或者，
当需要在传感器E增加任务F，则边缘网关向传感器E的URI发送POST创建F资源，传感器E发送POST响应，边缘网关向F发送PUT更新F资源对应的传感器URI，最后向数据处理层发送PUT更新资源列表，完成计算资源的部署。


6.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述数据处理层，包括：
海洋数据处理模块、设备故障诊断模块或REST资源调度部署模块；
所述海洋数据处理模块，用于对海洋数据进行分类或分析处理，以便匹配不同类别的数据，方便进行存储和应用；
所述设备故障诊断模块，用于对各类传感器设备和边缘感知设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡一帆，郑轶，刘海林，吕斌，陈杰，袁健，吕成兴，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37