一种基于边缘计算的边云协同管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的边云协同管理系统，包括边云协同管理平台，且边云协同管理平台包括云端、边端、设备端；所述边云协同管理平台提供动态调配、负载均衡、数据采集和分析、监控运维、边缘自治和云边协同；动态调配：将任务动态分配的最佳节点；负载均衡：将请求均衡的分摊到各个服务器；本发明专利技术的有益效果是：利用边端有限计算能力进行数据预处理，缓解带宽压力，进一步打通数据采集和处理环节，便于接入，缓解配置困难问题，精细化监控系统状态，提供数据服务能力；采集到的数据进行处理时，先在物联网内部进行数据清洗，再在中央处理节点进行处理，减少了干扰数据的影响，保证数据的精准。证数据的精准。证数据的精准。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的边云协同管理系统


[0001]本专利技术属于物联网
，具体涉及一种基于边缘计算的边云协同管理系统。

技术介绍

[0002]物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的；在物联网发展的过程中不断会遇到越来越多的挑战，诸如：传输、带宽、安全、数据处理、数据分析等，单纯靠云计算已然显得力不从心；在工业物联网中，已经出现了通过硬件、软件和设备的部署来收集和处理数据的应用，但是这仅仅是一个开始；由于工业物联网整体解决方案的复杂性，目前的解决方案还缺失对于设备监听、管控、数据服务能力，而且当设备网络环境变差，甚至会发生丢失数据的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于边缘计算的边云协同管理系统，将数据在边端进行预处理，精细化监控节点状态，利用镜像推送缓解配置繁杂的缺陷从而完善工业物联网。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于边缘计算的边云协同管理系统，包括边云协同管理平台，且边云协同管理平台包括云端、边端、设备端；所述边云协同管理平台提供动态调配、负载均衡、数据采集和分析、监控运维、边缘自治和云边协同；动态调配：将任务动态分配的最佳节点；负载均衡：将请求均衡的分摊到各个服务器；数据采集和分析：设备会将其注册到该平台，同时上报设备信息；同时具备数据采集和分析能力，在恰当的时刻将数据先预处理后在上传到云端；监控运维：检测平台整体状态；边缘自治和云边协同：边缘服务自主运行，同时云端可以控制边端状态；所述云端、设备端均与边端通信连接；所述云端包括服务器主机，并安装有云端管理核心；所述边端包括边缘管理核心、用于通信的MQTT服务器、用于监控的Prometheus、用于存储的MySQL软件，除边缘管理核心外，其余均以容器的形式存在于边端服务器上；所述设备端可以是任意可以通信的设备；以温湿度传感器为例：当启动温湿度传感器后，令其向特定边端的端口发送数据；或者是可接受指令小车，当边端收到云端的指令，边端可以控制该小车作出行动，如：前进和转弯。
[0005]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述云端和边端通过交换机相连接。
[0006]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述边端和设备端通过交换机、无线连接、串口方式连接。
[0007]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述云端安装有kubernetes和kubeEdge的cloudCore，cloudCore依赖于kubernetes,服务器通过kubernetes API接口向cloudCore下发控制指令，实现对边端的控制和感知；安装pometheus和Grafana以实现对系统指标的监控；安装nacos以实现负载均衡。
[0008]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述边端安装docker，提供容器运行；边端安装edgeCore，用于同云端进行通信；边端安装Node
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Red，用于接收传感器的数据，并将其转化为MQTT报文格式将其发给MQTT服务器mosquitto；边端安装MQTT服务器mosquitto，用于接收MQTT格式的报文，作出对应的反应；边端安装MySQL，用于存储数据；边端安装prometheus
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node
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exporter，用于向服务器推送监控所需的数据。
[0009]作为本专利技术的一种优选的技术方案，还包括数据流向的划分：分别为：数据采集的数据流向；设备控制的数据流向；数据采集是指某传感器将采集到的数据，通过它所要求的方式一方面发送到边端，由边端推送给云端进行展示，另一方面将有价值的数据发送到MySQL当中进行存储；设备控制是指，用户通过边云协同管理平台下发控制指令，指令通过cloudcore、edgecore直到MQTT服务器，负责监听的程序读取到控制指令，将MQTT格式的控制指令转化为对应设备的控制指令，操作设备的行为。
[0010]作为本专利技术的一种优选的技术方案，还包括系统整体监控，系统整体监控由pometheus 和 Grafana组合完成；Prometheus负责采集必要系统指标，Grafana负责拉取采集到的数据，将其通过可视化的方式展示出来。
[0011]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述采集到的数据进行处理时，先在物联网内部进行数据清洗，再在中央处理节点进行处理。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.利用边端有限计算能力进行数据预处理，缓解带宽压力，进一步打通数据采集和处理环节，便于接入，缓解配置困难问题，精细化监控系统状态，提供数据服务能力；2.采集到的数据进行处理时，先在物联网内部进行数据清洗，再在中央处理节点进行处理，减少了干扰数据的影响，保证数据的精准。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的系统图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]实施例1请参阅图1，为本专利技术的第一个实施例，该实施例提供一种基于边缘计算的边云协同管理系统，包括边云协同管理平台，且边云协同管理平台包括云端、边端、设备端；边云协同管理平台提供动态调配、负载均衡、数据采集和分析、监控运维、边缘自治和云边协同；
动态调配：将任务动态分配的最佳节点；负载均衡：将请求均衡的分摊到各个服务器；数据采集和分析：设备会将其注册到该平台，同时上报设备信息；同时具备数据采集和分析能力，在恰当的时刻将数据先预处理后在上传到云端；监控运维：检测平台整体状态；边缘自治和云边协同：边缘服务自主运行，同时云端可以控制边端状态；云端、设备端均与边端通信连接；云端包括服务器主机，并安装有云端管理核心，通过交换机实现和边端的通信；边端包括边缘管理核心、用于通信的MQTT服务器、用于监控的Prometheus、用于存储的MySQL软件，除边缘管理核心外，其余均以容器的形式存在于边端服务器上；本实施例中，优选的，云端和边端通过交换机相连接。
[0016]本实施例中，优选的，边端和设备端通过交换机、无线连接、串口方式连接。
[0017]本实施例中，优选的，云端安装有kubernetes和kubeEdge的cloudCore，cloudCore依赖于kubernetes,服务器通过kubernetes API接口向cloudCore下发控制指令，实现对边端的控制和感知；安装pometheus和Grafana以实现对系统指标的监控；安装nacos以实现负载均衡。
[0018]本实施例中，优选的，边端安装docker，提供容器运行；边端安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的边云协同管理系统，其特征在于：包括边云协同管理平台，且边云协同管理平台包括云端、边端、设备端；所述边云协同管理平台提供动态调配、负载均衡、数据采集和分析、监控运维、边缘自治和云边协同；所述云端、设备端均与边端通信连接；所述云端包括服务器主机，并安装有云端管理核心；所述边端包括边缘管理核心、用于通信的MQTT服务器、用于监控的Prometheus、用于存储的MySQL软件。2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的边云协同管理系统，其特征在于：所述云端和边端通过交换机相连接。3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的边云协同管理系统，其特征在于：所述边端和设备端通过交换机、无线连接、串口方式连接。4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的边云协同管理系统，其特征在于：所述云端安装有kubernetes和kubeEdge的cloudCore，cloudCore依赖于kubernetes,服务器通过kubernetes API接口向cloudCore下发控制指令，实现对边端的控制和感知；安装pometheus和Grafana以实现对系统指标的监控；安装nacos以实现负载均衡。5.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的边云协同管理系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志威，王钊哲，李宏鹏，倪振兴，孙利民，王建业，杜利达，李霄，
申请(专利权)人：河钢数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：