一种提高边缘采集效率的优化分组方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提高边缘采集效率的优化分组方法及系统，包括：将数据节点集合根据起始地址大小进行排序；根据相邻数据节点间的地址差值，将数据节点集合按照设定的规则拆分为若干子集合；对于每一个子集合，筛选有效分组，基于筛选的有效分组确定所有可能的分组采集策略；计算每一个分组采集策略的采集时间，确定最优的分组采集策略；将所有子集合的最优分组采集策略进行组合，得到整个数据节点集合的最优分组采集策略。本发明专利技术方法的分组优化策略进行边缘采集所用的时间更短，效率更高，可大大减少边缘采集的时延，提高边缘采集的实时性。

An optimized grouping method and system for improving edge acquisition efficiency

【技术实现步骤摘要】
一种提高边缘采集效率的优化分组方法及系统
本专利技术涉及边缘采集
，尤其涉及一种提高边缘采集效率的优化分组方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。在边缘采集以及边缘计算的应用场景中，传统的边缘采集方法，通常是获取所有需要进行边缘采集数据节点的信息，然后根据节点信息，依次生成每个数据节点的采集指令；对每个数据节点使用该述数据节点的采集指令进行边缘采集，对采集回来的数据，根据该协议的规则获取该节点状态以及数据。这种方法在节点间顺序串行采集，由于有效负载数据占协议数据的占比过小以及多条指令执行的时间消耗，导致边缘采集效率非常慢。现有技术对传统边缘采集方法进行了优化，根据固定的地址长度将地址空间逻辑上划分为多个分组。将所需采集的节点根据自己的地址分布到相应的分组中。对所有所需采集数据分组进行采集，使得节点间的串行采集优化为分组间串行采集，分组内数据节点并行采集的逻辑结构，可提高采集效率数倍到数十倍。但是，专利技术人在实际应用中发现，上述的分组方法为固定地址范围分组，限定逻辑地址，将所有在该范围内的节点分为一组。这种方法往往无法寻找到相对合理的分组方法，部分情况下因不合理或非最优的分组方法，反而使得采集优化的效果降低；比如：有六个Modbus-RTU协议，寄存器类型为保持寄存器的数据节点(简称节点或数据点)，地址为0、31、32、63、64，65；使用32个地址一个逻辑分组的分组方法，分组后的结果为：[0、31]，[32、63]，[64、65]；分组[0、31]会将地址为0到31的所有数据节点的数据采集回来；此时，数据负载32个数据点，有效负载2个数据点，无效负载30个数据点。该分组下，有效数据点占比为6.25％。另外通信协议中还有协议前导与后缀数据，总体有效数据占比过低为5.7％。回复的数据中包含了大量冗余的无效负载数据，当使用串口的方式并且波特率低或者其他方式的时候大量冗余数据的数据传输时间会非常耗时，降低了采集效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种提高边缘采集效率的优化分组方法及系统，采用优化分组策略，提升边缘采集的效率。为了实现上述目的，在一些实施方式中，采用如下技术方案：一种提高边缘采集效率的优化分组方法，包括：将数据节点集合根据起始地址大小进行排序；根据相邻数据节点间的地址差值，将数据节点集合按照设定的规则拆分为若干子集合；对于每一个子集合，筛选有效分组，基于筛选的有效分组确定所有可能的分组采集策略；计算每一个分组采集策略的采集时间，确定最优的分组采集策略；将所有子集合的最优分组采集策略进行组合，得到整个数据节点集合的最优分组采集策略。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种提高边缘采集效率的优化分组系统，包括：用于将数据节点集合根据起始地址大小进行排序的装置；用于根据相邻数据节点间的地址差值，将数据节点集合按照设定的规则拆分为若干子集合的装置；用于对于每一个子集合，筛选有效分组，基于筛选的有效分组确定所有可能的分组采集策略；计算每一个分组采集策略的采集时间，确定最优的分组采集策略的装置；用于将所有子集合的最优分组采集策略进行组合，得到整个数据节点集合的最优分组采集策略的装置。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的提高边缘采集效率的优化分组方法。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的提高边缘采集效率的优化分组方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术基于数据节点的分布进行优化分组，每个分组内的地址长度根据数据节点的分布动态确定，相比于固定地址长度的分组策略，本专利技术方法的分组优化策略进行边缘采集所用的时间更短，效率更高，可大大减少边缘采集的时延，提高边缘采集的实时性。本专利技术将整个数据节点集合拆分为多个子集分别进行处理，极大减少了单次需要处理的数据量，降低了对于数据处理设备性能的要求。本专利技术通过设置多种有效分组筛选策略，能够将不符合要求的分组直接过滤掉，基于筛选出的有效分组确定分组采集策略，降低了数据处理的复杂程度，提高数据处理效率。本专利技术的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为本专利技术实施例中提高边缘采集效率的优化分组方法流程图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一在一个或多个实施方式中，公开了一种提高边缘采集效率的优化分组方法，参照图1，包括以下步骤：步骤S101：将数据节点集合根据起始地址大小进行排序；步骤S102：根据相邻数据节点间的地址差值，将数据节点集合按照设定的规则拆分为若干子集合；具体地，首先确定每两个相邻数据节点之间的地址差值，并按照从大到小进行排序；然后按照如下过程进行拆分：(1)将地址差值最大的两个未被拆分的相邻数据节点进行拆分；(2)判断数据节点拆分后是否有子集合满足设定条件；(3)如果没有，进入步骤(4)；如果有，将所述子集合截取出来，进入步骤(5)；(4)返回步骤(1)继续进行拆分；(5)判断是否已将数据节点集合拆分完毕，如果是，结束；否则，返回步骤(1)对剩余数据节点继续进行拆分。其中，子集合满足设定条件包括：条件1：子集合内节点个数不超过所限制的值X(X子集合数量限制参数)。条件2：子集合的地址范围不超过所限制的值Y(Y子集合地址范围限制参数)。上述两个条件均满足时，判定为子集合满足条件；X与Y的值可根据需求灵活配置；X与Y的值越小子集合数量越多，优化程度越低，时间复杂度越低；X与Y的值越大子集合数量越多，优化程度越高，时间复杂度越高。本实施例中，根据需要设定子集合的最大数量，如果拆分出来的子集合的数量达到最大数量，则判定数据节点集合拆分完毕。需要说明的是，连续的数据节点，即相邻数据节点之间的地址差值为1时，不需要拆分。比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高边缘采集效率的优化分组方法，其特征在于，包括：/n将数据节点集合根据起始地址大小进行排序；/n根据相邻数据节点间的地址差值，将数据节点集合按照设定的规则拆分为若干子集合；/n对于每一个子集合，筛选有效分组，基于筛选的有效分组确定所有可能的分组采集策略；计算每一个分组采集策略的采集时间，确定最优的分组采集策略；/n将所有子集合的最优分组采集策略进行组合，得到整个数据节点集合的最优分组采集策略。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高边缘采集效率的优化分组方法，其特征在于，包括：
将数据节点集合根据起始地址大小进行排序；
根据相邻数据节点间的地址差值，将数据节点集合按照设定的规则拆分为若干子集合；
对于每一个子集合，筛选有效分组，基于筛选的有效分组确定所有可能的分组采集策略；计算每一个分组采集策略的采集时间，确定最优的分组采集策略；
将所有子集合的最优分组采集策略进行组合，得到整个数据节点集合的最优分组采集策略。


2.如权利要求1所述的一种提高边缘采集效率的优化分组方法，其特征在于，根据相邻数据节点间的地址差值，将数据节点集合按照设定的规则拆分为若干子集合，具体过程包括：
(1)将地址差值最大的两个未被拆分的相邻数据节点进行拆分；
(2)判断数据节点拆分后是否有子集合满足设定条件；
(3)如果没有，进入步骤(4)；如果有，将所述子集合截取出来，进入步骤(5)；
(4)返回步骤(1)继续进行拆分；
(5)判断是否已将数据节点集合拆分完毕，如果是，结束；否则，返回步骤(1)对剩余数据节点继续进行拆分。


3.如权利要求2所述的一种提高边缘采集效率的优化分组方法，其特征在于，所述步骤(2)中的设定条件，具体包括：
子集合内节点个数不超过设定值X；
子集合的地址范围不超过设定值Y。


4.如权利要求1所述的一种提高边缘采集效率的优化分组方法，其特征在于，对于每一个子集合，筛选有效分组，具体过程包括：
获取子集合内数据节点的所有可能的分组方式；
除了单独数据节点的分组以外，对剩余分组方式进行筛选，分组筛选方法至少选用下面的一种方式：
①当任意相邻的两个数据节点的地址差值小于设定值Z时，剔除所有仅包含这两个数据节点中任意一个的分组；
②当任意相邻的两个数据节点的地址差值大于设定值L时，剔除所有同时包含这两个节点的分组；
③若分组内第一个数据节点与最后一个数据节点的地址差值大于设定的地址范围M时，剔除该分组；
④确定每一个分组的采集时间，基于采集时间，剔除采集效率低的分组。


5.如权利要求1所述的一种提高...

【专利技术属性】
技术研发人员：房玉飞，古欣，邵慧，刁志峰，黄大伟，臧泓润，
申请(专利权)人：山东有人信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37