基于自适应组网的边缘云网络系统及协同方法技术方案

本申请涉及一种基于自适应组网的边缘云网络系统及协同方法。所述系统包括：云计算中心、核心网络、边缘计算平台和终端设备；云计算中心是云化的主站计算平台，在云上部署有微服务，核心网络是边缘计算平台与云计算中心的数据传输通道；边缘计算平台在靠近终端设备的网络边缘侧提供边缘智能服务，包括边缘计算节点，边缘计算节点部署有微应用；终端设备基于自适应组网过程实现自动化入网，对配电网相关数据进行收集。采用本方法能够实现边缘终端的自动化入网以及云边协同。自动化入网以及云边协同。自动化入网以及云边协同。

【技术实现步骤摘要】
基于自适应组网的边缘云网络系统及协同方法


[0001]本申请涉及配电网
，特别是涉及一种基于自适应组网的边缘云网络系统及协同方法。

技术介绍

[0002]随着配电物联网的建设推进，数以百万计的配电设备、电气量传感器、状态量传感器将会接入到物联网络中来，进而产生海量异构的配用电数据，其采集、传输、计算将会对通信信道及主站存储计算系统带来巨大压力。为解决上述配网存在问题，边缘计算技术的引入可以重新定义传统电力物联网云、管、端之间的关系。
[0003]边缘计算是在网络边缘执行计算的一种新型计算模式，边缘计算的边缘是指从数据源到云计算中心的路径之间的任意计算和网络资源。在边缘计算架构中，用户数据不再需要全部上传到云计算中心，而是通过部署在网络边缘的边缘节点快速处理部分数据，从而大大减轻了网络带宽的压力，大幅降低了网络边缘端智能设备的能耗。
[0004]为此，针对边缘计算的探索性研究已经广泛展开，随着其市场规模的逐渐扩大，边缘计算成为了与云计算同台竞技的解决方案。目前，云计算中心的发展较为成熟，边缘计算平台虽还处于新兴阶段，但由于其功能类似于简化的云计算中心，因此边缘计算平台的构建可参考云平台实现。
[0005]然而，配电终端由于其种类和数量繁多，同一种配电终端由于生产厂家不同、应用场所不同，导致功能不同、数据格式不同、采用的数据接口不一致等，使得数据之间缺少必要的关联关系，同时终端设备缺乏自描述功能，使得设备之间的信息不能共享，终端设备不能即插即用，不能实现设备间的互操作。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于自适应组网的边缘云网络系统及协同方法，能够实现边缘终端的自动化入网以及云边协同。
[0007]一种基于自适应组网的边缘云网络系统，包括：云计算中心、核心网络、边缘计算平台和终端设备；
[0008]所述云计算中心是云化的主站计算平台，在云上部署有微服务，
[0009]所述核心网络是所述边缘计算平台与所述云计算中心的数据传输通道；
[0010]所述边缘计算平台在靠近所述终端设备的网络边缘侧提供边缘智能服务，包括边缘计算节点，所述边缘计算节点部署有微应用；
[0011]所述终端设备基于自适应组网过程实现自动化入网，对配电网相关数据进行收集。
[0012]一种基于自适应组网的边缘云网络系统的协同方法，所述系统包括：云计算中心、核心网络、边缘计算平台和终端设备；
[0013]所述云计算中心是云化的主站计算平台，在云上部署有微服务，
[0014]所述核心网络是所述边缘计算平台与所述云计算中心的数据传输通道；
[0015]所述边缘计算平台在靠近所述终端设备的网络边缘侧提供边缘智能服务，包括边缘计算节点，所述边缘计算节点部署有微应用；
[0016]所述终端设备基于自适应组网过程实现自动化入网，对配电网相关数据进行收集；
[0017]所述方法包括：在监测到业务需求时，根据所述业务需求的需求主体触发相应的协同模式，所述需求主体为边缘计算平台或云计算中心，相应的协同模式为边主动模式或云主动模式；
[0018]按照所述协同模式对应的协同机制，对所述业务需求进行响应。
[0019]上述基于自适应组网的边缘云网络系统及协同方法，通过自适应组网实现终端设备的自动化入网，使得终端设备在物理接入后，能够自动在网络中建立地址，与上级设备、同级设备间自动构建具有一定拓扑关系的网络连接，便于设备间的信息共享和互操作；同时，通过云计算中心、核心网络、边缘计算平台和终端设备四层架构，可以更好地结合云计算与边缘计算的优势，实现云边协同，提高数据处理效率。
附图说明
[0020]图1为一个实施例中基于自适应组网的边缘云网络系统的示意图；
[0021]图2为一个实施例中自适应组网过程的示意图；
[0022]图3为一个实施例中终端设备信息模型的示意图；
[0023]图4为一个实施例中馈线终端信息模型的示意图；
[0024]图5为一个实施例中自适应组网的流程示意图；
[0025]图6为一个实施例中边主动协同模式对应的协同机制示意图；
[0026]图7为一个实施例中云主动协同模式对应的协同机制示意图。
具体实施方式
[0027]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0028]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于自适应组网的边缘云网络系统，包括：云计算中心、核心网络、边缘计算平台和终端设备；云计算中心是云化的主站计算平台，在云上部署有微服务，核心网络是边缘计算平台与云计算中心的数据传输通道；边缘计算平台在靠近终端设备的网络边缘侧提供边缘智能服务，包括边缘计算节点，边缘计算节点部署有微应用；终端设备通过自适应组网过程实现自动化入网，对配电网相关数据进行收集。
[0029]上述边缘云网络系统是一种集中
‑
分布联合控制结构，即云边协同结构，与传统的集中控制结构由云平台完成所有计算任务不同，该云边协同结构在靠近终端设备的信息网边缘侧，增加了边缘计算平台。具体而言，可以运用集群理论将电网基础设施和边缘设备按地域、设备运行特点分为多个集群，每集群中的所有电力和信息元件与边缘计算平台共同组成集网络、存储、计算、应用核心功能为一体的分布式开放边缘服务平台，提供区域集群
内边缘智能服务，缩短信息传输链路，可通过骨干网络实现与云计算中心通信和区域互联。
[0030]云边协同的集中
‑
分布联合控制方式能够充分利用云计算和边缘计算的协同优势，既能实现统一调度，也可以满足安全及实时性要求，同时分担云端中心节点的运算与网络传输压力，实现对云端大数据分析、人工智能等高级应用功能的数据支撑。
[0031]为了全面构建边缘云网络系统，首先解决该体系中最底层的终端设备的自动化入网问题。终端设备是配电物联网架构中的状态感知和执行控制主体，实现对配电设备运行环境、设备状态、电气量信息等基础数据的监测、采集、感知。自适应组网技术要求在新增边缘终端在物理接入后，自动在网络中建立地址，与上级设备、同级设备间自动构建具有一定拓扑关系的网络连接。基于自适应技术的标准化自动入网、自动识别、自动配置等要求，通过对配电自动化终端的自适应技术基础分析与应用研究，进行终端自我描述、自动注册、拓扑自组织、批量化自动配置等过程。如图2所示，提供了一个实施例中自适应组网过程的示意图，自适应组网过程包括以下步骤：自描述、自注册、自组织和自配置。
[0032]对于终端自描述步骤，为了使得配电网中终端设备自适应组网的相关要求，将IEC 61850标准的建模方法以及数据交换方法引入到配电网中，通过对配电终端设备的功能进行总结，并遵循IEC 61850的建模规则，建立配电自动化终端统一信息模型，另对终端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应组网的边缘云网络系统，其特征在于，所述系统包括：云计算中心、核心网络、边缘计算平台和终端设备；所述云计算中心是云化的主站计算平台，在云上部署有微服务，所述核心网络是所述边缘计算平台与所述云计算中心的数据传输通道；所述边缘计算平台在靠近所述终端设备的网络边缘侧提供边缘智能服务，包括边缘计算节点，所述边缘计算节点部署有微应用；所述终端设备通过自适应组网过程实现自动化入网，对配电网相关数据进行收集。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端设备通过自适应组网过程实现自动化入网，包括：所述终端设备接入系统后，监听所述云计算中心的广播，向所述云计算中心发送注册请求，所述注册请求携带终端标识、网络地址以及配置文件版本信息；所述云计算中心响应于所述注册请求，当查询到设备档案中已经存在与所述配置文件版本信息对应的自描述文件时，基于查询到的自描述文件订阅所述终端设备的服务，将形成的配置文件发送至所述终端设备；所述终端设备按照所述配置文件传输具备自描述功能的数据信息，实现自动化入网。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端设备通过自适应组网过程实现自动化入网，包括：所述终端设备接入系统后，向所述云计算中心发送注册请求，所述注册请求携带终端标识、网络地址以及配置文件版本信息；所述云计算中心响应于所述注册请求，当查询到设备档案中不存在与所述配置文件版本信息对应的自描述文件时，创建通信链接，通过所述通信链接向所述终端设备发送激活命令；所述终端设备响应于所述激活命令，将自描述文件上传至所述云计算中心；所述云计算中心基于接收到的自描述文件更新所述设备档案并订阅所述终端设备的服务，将形成的配置文件发送至所述终端设备；所述终端设备按照所述配置文件传输具备自描述功能的数据信息，实现自动化入网。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述终端设备的自描述文件的创建方法包括：基于所述终端设备的功能总结以及标准建模规则，建立所述终端设备的统一信息模型，所述统一信息模型包括数据模型以及服务模型；利用结构化控制语言对所述终端设备的统一信息模型进行描述，获得所述终端设备的自描述文件。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述标准建模规则包括：对实际隔层设备具备的功能、原理进行完整的描述；对智能电子设备的功能进行抽象，依据面向对象思想分析设备的逻辑构成，用逻辑设备代替实际设备；对功能进行解耦分析，为每个功能选择合适的逻辑节点，设置每...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，于力，郭志诚，陈煜敏，符健，席禹，林冬，郭晓斌，
申请(专利权)人：南方电网数字电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：