边缘计算执行、管理、配合方法、设备、系统及存储介质技术方案

本申请的边缘计算执行、管理、配合方法、设备、系统及存储介质，所述网络系统还包括：一或多个智能网关设备、及分别与每个所述智能网关设备通信连接的一或多个服务器端及网络终端设备；令智能网关设备接收由服务器端发布的边缘计算任务；智能网关设备执行所述边缘计算任务，包括：与网络终端设备交互数据，并将获取自网络终端设备的数据信息传输给服务器端。本申请在物联网中实现利用边缘计算的网络架构，使得网络延迟和带宽的问题可以得到有效缓解；将边缘计算引入智慧路灯系统，有效提升了智慧路灯系统运行的实时性、安全性和智能性；进一步本申请还能提供面向物联网的边缘计算任务的均衡调度，提升系统的稳定、安全性。

【技术实现步骤摘要】
边缘计算执行、管理、配合方法、设备、系统及存储介质
本申请涉及物联网
，尤其涉及边缘计算执行、管理、配合方法、设备、系统及存储介质。
技术介绍
物联网(InternetofThings,IoT)是信息产业在新时代下的最新发展，仅需在物体中嵌入一块小小的IoT芯片，其就能够将不同的事物连接起来。物联网技术被广泛应用于安防、农业、医疗和交通等领域，为人们生活提供了便捷的服务。在万物互联的时代背景下，网络终端设备产生的数据已经达到海量级别，这对时延、功耗等指标提出了更高的要求，而基于物联网平台的应用服务通常需要更短的响应时间。云计算是现今较为流行的物联网架构实现方案，其基本思想是：在云端有一个异常强大的数据中心，负责数据处理；网络负责数据传输；而物联网各个终端负责采集数据，并通过网络交给云端；云端根据数据分析做决策，再把结果返还给终端。但随着物联网的发展，在实际执行中出现了困难。第一个困难来源于数据传输的开销。物联网终端通常都使用无线网络与云端做数据传输，而如果终端把不加任何处理的原始数据全部传到云端，会导致带宽需求爆炸，网络基础架构没法支撑如此高的带宽需求；开销的另一部分是无线传输的功耗，如果把数据不加任何处理全部传输到云端，那么终端的无线传输模块必须支持高速无线传输，这就意味着无线模块需要很大的功耗，与物联网终端低功耗的设想不符。第二个困难在于网络延迟。许多终端执行的任务对于延迟非常敏感，例如：无人驾驶、增强现实技术/虚拟现实技术(AR/VR)应用等。在这些应用中，由于网络传输所带来的大延迟(几十毫秒以上，有时候网络信号不好会带来数秒的延迟甚至掉线)，极有可能使任务无法被有效执行。智慧路灯系统是一个规模非常大的城市物联网系统，面向“智慧城市”建设，能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运作核心系统的各项关键信息，对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造出更美好的城市生活。然而，随着智慧路灯系统建设规模的不断扩大，同样面临联接海量与异构、业务实时性、数据优化、应用智能性等技术需求，而且日益迫切，然受限于上述现有云计算方式的缺点限制而难以得到较大提升。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供边缘计算执行、管理、配合方法、设备、系统及存储介质，解决现有技术中基于云计算的物联网系统的问题。为实现上述目标及其他相关目标，本申请提供一种边缘计算执行方法，应用于网络系统中的智能网关设备；所述网络系统还包括：分别与每个所述智能网关设备通信连接的一或多个服务器端及网络终端设备；所述方法包括：智能网关设备接收由服务器端发布的边缘计算任务；智能网关设备执行所述边缘计算任务，包括：与网络终端设备交互数据，并将获取自网络终端设备的数据信息传输给服务器端。于本申请的一实施例中，所述的边缘计算执行方法包括：在执行每个边缘计算任务时，计算智能网关设备的任务工作时延，并根据所述任务工作时延的大小判断其工作负载状态。于本申请的一实施例中，所述任务工作时延的计算方式为：计算服务器端所发布的预定数据量的边缘计算任务的发布传输时延、智能网关设备对边缘计算任务的执行时延、智能网关设备从智能网关设备从所连接的各网络终端设备获取数据信息的时间、以及将所获取的数据信息传输给服务器端的时间中的一种或多种，并加以综合计算所述任务工作延时。于本申请的一实施例中，所述的边缘计算执行方法，包括：在所判断的工作负载状态为繁忙状态时，选择与所述网络系统中的其它智能网关间通信交互，以均衡调度边缘计算任务。于本申请的一实施例中，所述均衡调度边缘计算任务包括：将与自身相关性低的边缘计算任务卸载并分配给其它智能网关。于本申请的一实施例中，在所判断的工作负载状态为繁忙状态时，选择与所述网络系统中的其它智能网关间通信交互，以均衡调度边缘计算任务，包括：a1：计算任务工作时延；a2：在根据所计算的任务工作时延大小判断出所述工作负载状态为繁忙时，智能网关设备搜索邻近的正常工作的其它智能网关设备；a3：智能网关设备将与自身相关性低的边缘计算任务卸载并分配给搜索到的其它智能网关设备；a4：重复执行所述步骤a1～a3直至根据任务工作时延大小判断出所述工作负载状态由繁忙变化为正常。于本申请的一实施例中，所述相关性通过智能网关所连接的网络终端设备的使用情况的第一数据与边缘计算任务的第二数据间线性相关程度的度量值来表示。于本申请的一实施例中，获取智能网关设备处于故障状态的信息，其方式包括以下中的任意一种：方式1)根据外部设备与智能网关设备间的交互情况以得到所述任务工作时延；在所述任务工作时延大于最大工作时延时，判断所述智能网关设备为处于故障状态的故障网关；或者，方式2)通过相邻智能网关设备间的通信中断，来判断出其中处于故障状态的故障网关；方式3)：将方式1)及方式2)中的一者的判断结果作为另一者的判断结果的验证参考。于本申请的一实施例中，所述的边缘计算执行方法，包括：第二智能网关设备判断与其相邻的第一智能网关设备为故障网关，并传输所述故障网关的故障信息给所述服务器端；第二智能网关设备根据故障网关在发生故障前所传输的网络终端设备地址表确定故障网关连接的各网络终端设备，并获取对故障网关所连接的各网络终端设备的控制权限；第二智能网关设备执行分配给所述故障网关的边缘计算任务；第二智能网关设备在检测到故障网关恢复正常时，释放对第一智能网关设备所连接的各网络终端设备的控制权限，并传输所述故障网关的恢复信息给所述服务器端。于本申请的一实施例中，所述数据信息为网络终端设备的运行数据和/或采集数据的原始数据、或者处理所述原始数据获取的结果数据。为实现上述目标及其他相关目标，本申请提供一种边缘计算管理方法，应用于网络系统中的服务器端；所述网络系统还包括：与所述服务器端通信连接的一或多个智能网关设备、及与每个智能网关设备通信连接的一或多个网络终端设备；所述方法包括：服务器端向智能网关设备发布边缘计算任务，以供智能网关设备执行；其中，所述边缘计算任务的执行包括：与网络终端设备交互数据，并将获取自网络终端设备的数据信息传输给服务器端。于本申请的一实施例中，所述的边缘计算管理方法，包括：获取智能网关设备处于故障状态的信息，其方式包括：方式1)：服务器端根据与智能网关设备间的交互情况以得到任务工作时延；在所述任务工作时延大于最大工作时延时，服务器端判断所述智能网关设备为处于故障状态的故障网关；或者，方式2)：服务器端接收第一智能网关设备传输的关于其相邻的第二智能网关设备处于故障状态的故障信息；其中，所述第二智能网关设备处于故障状态是根据第二智能网关设备与第一智能网关设备间的通信中断来判断出的。于本申请的一实施例中，所述的边缘计算管理方法，包括：获取第一智能网关设备传输的关于其相邻的第二智能网关设备从故障状态恢复正常状态的信息。于本申请的一实施例中，所述任务工作时延的计算方式为：计算服务器端所发布的预定数据量的边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种边缘计算执行方法，其特征在于，应用于网络系统中的智能网关设备；所述网络系统还包括：分别与每个所述智能网关设备通信连接的一或多个服务器端及网络终端设备；所述方法包括：/n智能网关设备接收由服务器端发布的边缘计算任务；/n智能网关设备执行所述边缘计算任务，包括：与网络终端设备交互数据，并将获取自网络终端设备的数据信息传输给服务器端。/n

【技术特征摘要】
1.一种边缘计算执行方法，其特征在于，应用于网络系统中的智能网关设备；所述网络系统还包括：分别与每个所述智能网关设备通信连接的一或多个服务器端及网络终端设备；所述方法包括：
智能网关设备接收由服务器端发布的边缘计算任务；
智能网关设备执行所述边缘计算任务，包括：与网络终端设备交互数据，并将获取自网络终端设备的数据信息传输给服务器端。


2.根据权利要求1所述的边缘计算执行方法，其特征在于，包括：在执行每个边缘计算任务时，计算智能网关设备的任务工作时延，并根据所述任务工作时延的大小判断其工作负载状态。


3.根据权利要求2所述的边缘计算执行方法，其特征在于，所述任务工作时延的计算方式为：计算服务器端所发布的预定数据量的边缘计算任务的发布传输时延、智能网关设备对边缘计算任务的执行时延、智能网关设备从智能网关设备从所连接的各网络终端设备获取数据信息的时间、以及将所获取的数据信息传输给服务器端的时间中的一种或多种，并加以综合计算所述任务工作延时。


4.根据权利要求2所述的边缘计算执行方法，其特征在于，包括：在所判断的工作负载状态为繁忙状态时，选择与所述网络系统中的其它智能网关间通信交互，以均衡调度边缘计算任务。


5.根据权利要求4所述的边缘计算执行方法，其特征在于，所述均衡调度边缘计算任务包括：将与自身相关性低的边缘计算任务卸载并分配给其它智能网关。


6.根据权利要求5所述的边缘计算执行方法，其特征在于，所述在所判断的工作负载状态为繁忙状态时，选择与所述网络系统中的其它智能网关间通信交互，以均衡调度边缘计算任务，包括：
a1：计算任务工作时延；
a2：在根据所计算的任务工作时延大小判断出所述工作负载状态为繁忙时，智能网关设备搜索邻近的正常工作的其它智能网关设备；
a3：智能网关设备将与自身相关性低的边缘计算任务卸载并分配给搜索到的其它智能网关设备。
a4：重复执行所述步骤a1～a3直至根据任务工作时延大小判断出所述工作负载状态由繁忙变化为正常。


7.根据权利要求5或6所述的边缘计算执行方法，其特征在于，所述相关性通过智能网关所连接的网络终端设备的使用情况的第一数据与边缘计算任务的第二数据间线性相关程度的度量值来表示。


8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，1)根据外部设备与智能网关设备间的交互情况以得到所述任务工作时延；在所述任务工作时延大于最大工作时延时，判断所述智能网关设备为处于故障状态的故障网关；或者，2)通过相邻智能网关设备间的通信中断，来判断出其中处于故障状态的故障网关。


9.根据权利要求8所述的边缘计算执行方法，其特征在于，包括：
第二智能网关设备判断与其相邻的第一智能网关设备为故障网关，并传输所述故障网关的故障信息给所述服务器端；
第二智能网关设备根据故障网关在发生故障前所传输的网络终端设备地址表确定故障网关连接的各网络终端设备，并获取对故障网关所连接的各网络终端设备的控制权限；
第二智能网关设备执行分配给所述故障网关的边缘计算任务；
第二智能网关设备在检测到故障网关恢复正常时，释放对第一智能网关设备所连接的各网络终端设备的控制权限，并传输所述故障网关的恢复信息给所述服务器端。


10.根据权利要求1所述的边缘计算执行方法，其特征在于，所述数据信息为网络终端设备的运行数据和/或采集数据的原始数据、或者处理所述原始数据获取的结果数据。


11.一种边缘计算管理方法，其特征在于，应用于网络系统中的服务器端；所述网络系统还包括：与所述服务器端通信连接的一或多个智能网关设备、及与每个智能网关设备通信连接的一或多个网络终端设备；所述方法包括：
服务器端向智能网关设备发布边缘计算任务，以供智能网关设备执行；其中，所述边缘计算任务的执行包括：与网络终端设备交互数据，并将获取自网络终端设备的数据信息传输给服务器端。


12.根据权利要求11所述的边缘计算管理方法，其特征在于，包括：获取智能网关设备处于故障状态的信息，其方式包括以下中的任意一种：
方式1)：
服务器端根据与智能网关设备间的交互情况以得到任务工作时延；
在所述任务工作时延大于最大工作时延时，服务器端判断所述智能网关设备为处于故障状态的故障网关；或者，
方式2)：
服务器端接收第一智能网关设备传输的关于其相邻的第二智能网关设备处于故障状态的故障信息；其中，所述第二智能网关设备处于故障状态是根据第二智能网关设备与第一智能网关设备间的通信中断来判断出的；
方式3)：将方式1)及方式2)中的一者的判断结果作为另一者的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜玉稀，过亮，帅应红，关彦青，
申请(专利权)人：上海三思电子工程有限公司，上海三思科技发展有限公司，嘉善三思光电技术有限公司，浦江三思光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31