一种基于微服务的智能空间并发服务流程执行方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电子信息技术领域，具体涉及一种基于微服务的智能空间并发服务流程执行方法及系统；该执行方法基于微服务框架设计了相应的资源针对服务流程的调度架构，使得并发服务流程时通过资源绑定和资源调度实现合理分配资源，解决资源冲突及流程演化等问题，且具有场景内闭环与跨场景联动的特点。其对应的系统也具体同样的技术效果。统也具体同样的技术效果。统也具体同样的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微服务的智能空间并发服务流程执行方法及系统


[0001]本专利技术涉及电子信息
，具体而言，涉及一种基于微服务的智能空间并发服务流程执行方法及系统。

技术介绍

[0002]现有技术中大部分智能空间中的服务框架都是针对单一应用场景或者单一作用面设计的，比如针对物联网设计的隐私保护架构[1]，Danilo等人设计的基于ADHD和PSO在线和离线算法的新型能源管理系统[2]和Hyung
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Chul等人设计的智能供暖及空调调度方法[3]，用于智能家庭的能源管理，[4]提出一种智能空间中的机器人伴侣辅助用户生活，机器人伴侣负责资源的管控，为用户提供相应服务，然而这是一种缺乏相应的标准和可行性且较中心化的提议。
[0003]Hu等人[5]为物联网中的底层传感设备和驱动设备提出了软件定义设备(SDD)的概念和系统模型，同时提出了一种基于SDD的开放物联网系统架构，并详细介绍了其软件定义机制，通过说明性的应用程序使用场景，展示了SDD范例的实际效果，实现了对设备的统一管理和调度、共享、复用、重组及模块化定制，有助于解决异构资源的互联互通问题，提高设备资源的利用效率。然而，这一范式并不是一个通用架构，对于不同物联网场景要分别开发部署不同的实际应用连接到SDD平台，如智能家居、智能养老、智能城市等。
[0004]文献[6]针对未来智能空间的数据处理和管理以智能家居场景为例提出了一种基于云存储的新型分层架构。该架构可用于任何类型的智能物联网系统，包括智能电网、智能零售等。未来的物联网系统需求无处不在，并提供互操作性和共享数据环境。为了在智能家居环境中实现这些目标，Ghassem等人提出了基于REST(Representational State Transfer)[7]的平台数据处理和交换架构。该体系结构包括七个主要层次:物理层、雾计算层、网络层、云计算层、服务层、会话层和应用层。这些层次的并行研究和开发，可以帮助提供一个有效的策略，以应对未来智能家居或者智慧城市的大数据问题，但基于云中心的控制平台会增加链路拥塞和数据安全的风险。
[0005]Pengfei Hu等人从cyber
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physical mapping的角度提出了SDEC(软件定义边计算)的方法和原则[8]，并设计了基于SDEC的开放边缘计算系统架构，用于协同不同类别的边缘资源和服务，此外还提出SDED、SDESto、SDECR和SDESer等分别实现了边缘设备资源、边缘存储资源、边缘计算资源和边缘服务的软件定义，实现了边缘资源和服务的共享、重用和重组，上层应用程序与底层物理设备分离，提高了边缘端的整体服务质量(QoS)。[9]假设了智能家居环境中所有应用均是由边缘节点和用户组成，为其建立效用最大的定价资源分配模型，采用拉格朗日法对模型进行分析，并提出一种基于定价的低通滤波边缘计算资源分配算法，得到了不同任务下的资源优化分配方案。以上两种方法都只是针对边缘计算资源进行优化分配，并没有涉及到智能空间中的场景设备资源。
[0006]目前，采用传统的单体架构设计这样的系统，随着应用场景的变化和数据量的增长，具有紧密耦合组件的整体架构的开发、部署和维护只会变得更复杂，内部功能的添加或
修改都需要考虑与其他功能的兼容性，这将导致更大的维护和开发成本、更长的连续周期以及更糟糕的扩展。同时由于分布式计算和网络的服务架构的利用不足，单体系统将无法有效部署到云上。同时现有的大部分智能空间中的服务框架都是针对单一应用场景或者单一作用面设计的，以上提到的的智能空间服务架构关注点在于解决智能空间中的数据存储和计算问题或针对某个方面提供单一服务，没有广泛地考虑用户的实际活动和具体需求，缺少通用且高效的用于解决并发服务流程时资源竞争及服务流程需求可变的资源调度微服务架构。现有技术存在不足。
[0007][1]Psychoula,Ismini\&Chen,Liming\&Yao,Xuanxia\&Ning,Huansheng.(2019).A Privacy Aware Architecture for IoT Enabled Systems.10.1109/SmartWorld
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UIC
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ATC
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SCALCOM
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IOP
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SCI.2019.00073.
[0008][2]Fuselli D,Angelis FD,Boaro M,Squartini S,Wei Q,Liu D,et al.Action dependent heuristic dynamic programming for home energy resource scheduling.Electrical Power and Energy Systems 2013；48:148
–
60.
[0009][3]H.Jo,S.Kim and S.Joo,"Smart heating and air conditioning scheduling method incorporating customer convenience for home energy management system,"in IEEE Transactions on Consumer Electronics,vol.59,no.2,pp.316
‑
322,May 2013,doi:10.1109/TCE.2013.6531112.
[0010][4]Xia,Chongkun\&Zhang,Yunzhou\&Wang,Lei\&Coleman,Sonya\&Liu,Yanbo.(2018).Microservice
‑
based cloud robotics system for intelligent space.Robotics and Autonomous Systems.110.10.1016/j.robot.2018.10.001.
[0011][5]P.Hu,H.Ning,L.Chen and M.Daneshmand,"An Open Internet of Things System Architecture Based on Software
‑
Defined Device,"in IEEE Internet of Things Journal,vol.6,no.2,pp.2583
‑
2592,April 2019,doi:10.1109/JIOT.2018.2872028.
[0012][6]G.Mokhtari,A.Anvari
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Moghaddam and Q.Zhang,"A New Layered Architecture fo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微服务的智能空间并发服务流程执行方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.以有向无环图结构组织起来的服务流程通过流程管理服务组件注册后存储到服务流程数据库中；智慧空间中的有效设备资源通过资源管理服务组件注册后存储到资源数据库中；S2.所述流程管理服务组件调用所述资源管理服务组件进行资源关联；S3.所述服务流程并发执行时，资源调度服务组件基于所述流程管理服务组件和所述资源管理服务组件实现所述资源在所述服务流程之间的合理分配；在所述步骤S1至S3的过程中，还包括以下步骤：S4.日志服务组件不断获取系统中各个服务操作记录，并存储到日志数据库中；其中，所述服务流程由多个任务节点关联起来，以有向无环图形式呈现；所述任务节点为智能空间中发生的一个事件，所需资源独立不可分割；每个所述服务流程有对应的描述信息。2.根据权利要求1所述的执行方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述服务操作记录包括：资源操作、服务流程操作、调度日志和演化日志。3.根据权利要求1所述的执行方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述资源在所述服务流程之间的合理分配包括以下步骤：S31.所述资源调度服务组件获取到各个资源池内的所有智能设备资源信息、以及未绑定资源池的服务流程；S32.所述资源调度服务组件将拥有的资源和服务流程需要的资源处于最大匹配状态的资源池设定为最佳资源池；S33.所述资源调度服务组件将所述智慧空间中的所述服务流程绑定对应的所述最佳资源池；S34.所述资源调度服务组件对所述智慧空间中并发的服务流程进行资源调度；其中，所述资源池为所述资源管理服务组件确认的所述有效设备资源所处的最小空间。4.根据权利要求3所述的执行方法，其特征在于，所述步骤S33中还包括以下步骤：S331.如果所述服务流程绑定的资源池可能缺少一种或多种资源，采用跨场景联动，调用其他资源池中的便携可移动资源作为替代资源；S332.如果所述服务流程所需资源被占用，就等待资源释放；其中，所述资源调度服务组件通过调用所述流程管理服务和所述资源管理服务得到所述智慧空间中的服务流程信息和所需资源状态信息，及时为已经绑定所述资源池的服务流程推荐可用资源。5.根据权利要求4所述的执行方法，其特征在于，所述步骤S33中，还包括以下步骤：S5.所述资源分配到所述服务流程的过程中，绑定所述资源池的服务流程执行时发生阻塞时，资源调度服务组件调用流程演化服务得到替代子流程，使服务流程可以继续执行；其中，所述阻塞为所述服务流程找不到任何所述资源从而无法执行下去。6.根据权利要求5所述的执行方法，其特征在于，所述步骤S5中，还包括以下步骤：S6.所述流程演化服务组件使用基于强化学习的场景语义规则库在线更新和进化算法，调用所述日志服务组件得到环境数据，不断更新规则保证一直有可用替代子流程，同时
会通过日志服务记录为所述演化日志；其中，新的替代子流程中所包含的任务节点均是源于用户所处智慧空间。7.一种采用如权利要求1
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6任意一项所述执行方法的基于微服务的智能空间并发服务流程执行系统，包括：数据实体、数据存储单元、微服务层、API网管和访问终端；其特征在于，所述数据实体包含以有向无环图结构组织起来的服务流程以及智慧空间中的有效设备硬件资源；所述数据存储单元包含日志数据库、资源数据库、服务流程数据库和其他数据库；所述日志数据库用于存储系统操作信息，记录历史操作记录；所述资源数据库整合了智慧空间中的所有有效的硬件资源，存储场景中的设备资源信息；所述服务流程数据库存储所有的服务流程信息；所述微服务层包括：资源管理服务组件、流程管理服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洁，金铭，王洋，须成忠，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：