边缘计算的无线数据采集与发送系统技术方案

本发明专利技术涉及无线通信技术领域，公开了一种边缘计算的无线数据采集与发送系统，包括云平台、数据处理模块、边缘计算模块和无线数据采集模块；所述云平台与所述处理模块建立通信连接，所述处理模块与所述边缘计算模块建立通信连接，所述边缘计算模块与无线数据采集模块均建立通信连接，数据处理模块用于接收所述边缘计算模块发送的无线数据，并对其进行去重处理、隐私保护后发送给所述云平台。本发明专利技术提供的边缘计算的无线数据采集与发送系统，通过对无线数据采集模块采集的数据进行边缘计算、去重处理和隐私保护后发送给云平台，实现对无线数据的保护，避免泄露，同时优化无线数据传输的实时性，降低传输时延。降低传输时延。降低传输时延。

【技术实现步骤摘要】
边缘计算的无线数据采集与发送系统


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种边缘计算的无线数据采集与发送系统。

技术介绍

[0002]边缘计算技术主要利用智能网关、轻量级服务器和微型基站等边缘计算设备实现。在物联网系统中，边缘计算节点被设计于物联网系统的中间层，与物联网终端设备的距离较近。因此，边缘计算节点可以为终端设备提供本地服务，优化服务和提升信息反馈的效率。因此，基于边缘计算的物联网系统的无线数据安全十分重要，若物联网系统的边缘计算设备出现数据泄露，将对无线数据隐私保护造成不利影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种边缘计算的无线数据采集与发送系统，通过对无线数据采集模块采集的数据进行边缘计算、去重处理和隐私保护后发送给云平台，实现对无线数据的保护，避免泄露，同时优化无线数据传输的实时性，降低传输时延。
[0004]本专利技术提供了一种边缘计算的无线数据采集与发送系统，包括云平台、数据处理模块、边缘计算模块和无线数据采集模块；所述云平台与所述处理模块建立通信连接，所述处理模块与所述边缘计算模块建立通信连接，所述边缘计算模块与无线数据采集模块均建立通信连接；
[0005]所述云平台用于整合、发送、管理经所述边缘计算模块、数据处理模块处理后的无线数据；
[0006]所述数据处理模块用于接收所述边缘计算模块发送的无线数据，并对其进行去重处理、隐私保护后发送给所述云平台；
[0007]所述边缘计算模块用于接收无线数据采集模块采集的无线数据，并对其进行边缘计算后发送给所述数据处理模块；
[0008]所述无线数据采集模块采用无线传感器采集终端设备的数据信息，所述无线传感器安装于终端设备上。
[0009]进一步地，所述数据处理模块包括去重处理单元，所述去重处理单元用于对所述边缘计算模块发送的无线数据进行去重处理，所述去重处理单元包括计算子单元和优化子单元，将所述边缘计算模块发送的无线数据作为目标无线数据；
[0010]所述计算子单元用于计算所述目标无线数据的缩减率，其计算公式为：
[0011][0012]其中，C
j
为具有重复性的目标无线数据字节数，C
o
为重复数据去除后的字节数；
[0013]所述优化子单元用于优化所述目标无线数据的缩减率，其优化公式为：
[0014][0015][0016]其中，A0为优化后的缩减率，g为数据处理开销，R
j
、D
j
分别为目标无线数据的大小与平均数据块大小。
[0017]进一步地，所述去重处理单元还包信息熵抑制子单元，所述信息熵抑制子单元包括：
[0018]建立一个目标无线数据结构，并将其设置为cg，设置所述目标无线数据结构存在n位，所有位的初始值为0；
[0019]设置映射函数离存在2种信息熵函数，依次为第一信息熵函数和第二信息熵函数；
[0020]采用所述第一信息熵函数和第二信息熵函数依次运算差异shingle的摘要值，并设置cg对应的位数为1；
[0021]设置数据的特征值时输出的cg。
[0022]进一步地，所述去重处理单元还包括消冗子单元，所述消冗子单元包括：在2个二进制序列里运算位存在差异的无线数据其公式为：
[0023][0024]其中，j为数据处理次数，A
j
为目标无线数据结构中值为1的位数，B
j
为目标无线数据结构中值为0的位数；
[0025]将信息熵函数的数量实施转换，其公式为：
[0026][0027]其中，h为递归次数，F为消冗后目标无线数据集合，n为目标无线数据的数组位数，m为数据量。
[0028]进一步地，所述数据处理模块包括隐私保护单元，所述隐私保护单元用于对所述边缘计算模块发送的无线数据进行隐私保护，所述隐私保护单元包括决策树构建子单元，所述决策树构建子单元包括：
[0029]设置差分隐私预算为σ，根据等差隐私预算分配机制把预算分配至每个层级，若处于决策树的第j层时，分配至此层每个无线数据节点的隐私预算是σ
j
，并将各个节点分配至隐私运算二等分；
[0030]设定停止条件为决策树的深度达到最大深度λ，若无线数据节点中的数据特征符合停止条件，则将此节点设为叶子节点，不再建立分节点，同时使用拉普拉斯机制对数据实施加噪，并选择样本中最多的数据类型设成叶子节点的编码；若节点中的数据不符合停止
条件，则运算此节点具备的数据量，并通过拉普拉斯机制将其引入噪声；若样本数据集中存在一个以上连续类特征，则将隐私保护预算均分至各个特征里，通过指数机制在全部的连续类特征中选取设定的分裂特征与分裂点；
[0031]运算剩余每个离散特征对数据集的基尼指数，并与局部设定特征的基尼指数比较，选择全局设定分裂特征实现节点分裂；
[0032]若不存在连续类特征，直接运算每个连续类特征对样本数据集的基尼指数，并获取设定分裂点对目前节点分裂。
[0033]进一步地，所述隐私保护单元包括分裂子单元，所述分裂子单元包括：
[0034]将差分隐私预算均分至各个决策树中，并根据等差隐私预算分配机制吧预算分配至每个层级，若处于决策树的第j层时，此层每个节点被分配的隐私预算为：
[0035][0036]在训练数据集中以放回的模式提取等量的数据，若无线数据节点中的数据符合停止条件，则把此节点设置成叶子节点，不再建立分节点，并通过拉普拉斯机制将节点的计数值引入噪声，选择样本数据中数据最多的类型设置成叶子节点的编码；在数据集中任意选择数据，若子数据集中存在连续类特征，则将隐私保护预算均分至各个数据特征中，通过指数机制在全部的连续类特征中选取设定分裂特征与分裂模式；运算剩余每个离散特征的基尼指数，并与局部设定特征的基尼指数实施比较，选择全局设定分裂特征，再次将无线数据节点实施分裂，以实现数据隐私保护。
[0037]进一步地，所述无线数据采集模块的数量为多个，多个无线数据采集模块均与所述边缘计算模块建立通信连接，多个无线数据采集模块中每个无线数据采集模块的无线传感器对应唯一一个终端设备。
[0038]本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0039]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0040]本专利技术的有益效果为：
[0041]无线数据采集模块通过无线传感器采集终端设备的数据信息，进而发送给边缘计算模块，利用边缘计算模块高效传输数据的优势，优化无线数据传输实时性，降低传输时延，无线数据边缘计算模块后进入数据处理模块，数据处理模块将接收到的无线数据进行去重处理，得到优质的无线数据，进而对得到的优质无线数据进行隐私保护，避免无线数据泄露，数据处理模块处理后将无线数据发送给云本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种边缘计算的无线数据采集与发送系统，其特征在于，包括云平台、数据处理模块、边缘计算模块和无线数据采集模块；所述云平台与所述处理模块建立通信连接，所述处理模块与所述边缘计算模块建立通信连接，所述边缘计算模块与无线数据采集模块均建立通信连接；所述云平台用于整合、发送、管理经所述边缘计算模块、数据处理模块处理后的无线数据；所述数据处理模块用于接收所述边缘计算模块发送的无线数据，并对其进行去重处理、隐私保护后发送给所述云平台；所述边缘计算模块用于接收无线数据采集模块采集的无线数据，并对其进行边缘计算后发送给所述数据处理模块；所述无线数据采集模块采用无线传感器采集终端设备的数据信息，所述无线传感器安装于终端设备上。2.根据权利要求1所述的边缘计算的无线数据采集与发送系统，其特征在于，所述数据处理模块包括去重处理单元，所述去重处理单元用于对所述边缘计算模块发送的无线数据进行去重处理，所述去重处理单元包括计算子单元和优化子单元，将所述边缘计算模块发送的无线数据作为目标无线数据；所述计算子单元用于计算所述目标无线数据的缩减率，其计算公式为：其中，C
j
为具有重复性的目标无线数据字节数，C
o
为重复数据去除后的字节数；所述优化子单元用于优化所述目标无线数据的缩减率，其优化公式为：元用于优化所述目标无线数据的缩减率，其优化公式为：其中，A0为优化后的缩减率，g为数据处理开销，R
j
、D
j
分别为目标无线数据的大小与平均数据块大小。3.根据权利要求2所述的边缘计算的无线数据采集与发送系统，其特征在于，所述去重处理单元还包信息熵抑制子单元，所述信息熵抑制子单元包括：建立一个目标无线数据结构，并将其设置为cg，设置所述目标无线数据结构存在n位，所有位的初始值为0；设置映射函数离存在2种信息熵函数，依次为第一信息熵函数和第二信息熵函数；采用所述第一信息熵函数和第二信息熵函数依次运算差异shingle的摘要值，并设置cg对应的位数为1；设置数据的特征值时输出的cg。4.根据权利要求3所述的边缘计算的无线数据采集与发送系统，其特征在于，所述去重处理单元还包括消冗子单元，所述消冗子单元包括：在2个二进制序列里运算位存在差异的无线数据其公式为：
其中，j为数据处理次数，A
j
为目标无线数据结构中值为1的位数，B
j
为目标无线数据结构中值为0的位数；将信息熵函数的数量实施转换，其公式为：其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦智勇，蔡旌章，王其艮，黄文辉，刘维坚，
申请(专利权)人：广西岑科电子工业有限公司，
类型：发明
国别省市：