【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及远程塔台的数据传输与处理，具体为一种云边端架构下远程塔台设备资源调配系统及方法。
技术介绍
1、远程塔台(remote tower)又称虚拟塔台、数字塔台(digital tower)，使用图像和语音等数据采集传感器、图像处理和数据传输技术，为远端机场提供安全水平不低于物理塔台的空中交通管制服务。其对数据传输及计算的速度与质量要求较高。
2、同时随着5g时代的到来，端应用的数量呈几何级别增长，数据处理与传输面临着在端上进行视频计算，会大量消耗端的算力，对终端的性能要求很高且耗电量很大，但是将计算放在云中心，又面临高昂的视频传输成本的问题。终端算力上移、云端算力下沉，在边缘形成算力融合，云-边-端三体协同的架构将会发挥重要的作用。对于远程塔台来说，低时延是核心之一，目前云边端架构的数据传输方式可以有效提高数据的传输与处理的速度。
3、云边网络，想要做好云与边之间的网络，主要有两个关键点：虚实结合、动态选路。在全国所有边缘节点中，选择一批分布地域较好的节点，将这些节点通过专线与云中心连接，其它大部分节点是通过互联网连接。同时，采取专线和互联网链路的动态选择和各种稳定性报障措施，来代替上层应用解决不同网络形态下回云连通性的问题。对于上层应用来说，并不需要去感知接入节点的网络形态。总结下来，云边网络这就是回云的安全和加速网络。
4、然而，云边端架构也面临着许多挑战，如云边端协同的问题：如何把中心云、边缘计算以及iot进行连接和计算力的协同，发挥云中心规模化、边缘计算本地化与低成本、iot
5、由于远程塔台一般管制对象为中小型机场，这些机场客流量相对较少且开放时间有限，同时航班量少且无需时刻值守。若不根据管制机坪的工作量合理分配边缘计算节点，难免会造成资源冗余、给云核心节点带来不必要的工作负荷，影响计算效率，增加时延。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种云边端架构下远程塔台设备资源调配系统及方法，用于服务远程塔台与管制机场之间云边端架构下的设备协同，实现设备的合理调度，提高远程塔台的云边端架构下设备的利用率，同时不用根据远程塔台的需求额外为端设备设置ai计算的能力，降低对端设备的要求。技术方案如下：
2、一种云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，包括资源调度板块、通信板块和业务请求板块；具体如下：
3、资源调度板块：根据机坪的运行航班量以及每日机场开放时间，动态决策分配给机坪对应的边设备数量，并决定该边设备与云计算中心是否连接；根据每个机场开放时间结合时间片轮转调度算法，进行云计算中心对边设备的资源调度；
4、通信板块：用于机场端设备的管理，以及数据的接入和传输；
5、业务请求板块：边设备对云中心进行资源请求处理，云计算中心接到业务请求信号时将对应边设备按待处理的航班时间紧急程度，自动转到资源调度板块，添加至队列相应位置。
6、进一步的，所述资源调度板块包括：资源存储板块、资源管理板块、云-边资源调度板块和边-端资源调度板块；
7、所述资源存储板块与资源管理板块为一个资源存储池，用于存储远程塔台管制机场的相关数据；
8、所述云-边资源调度板块利用资源调度的时间片轮转调度算法，进行云计算中心对边设备的资源调度；
9、所述边-端资源调度板块利用mip整数规划算法，设定限制条件并进行运算，对边设备需要处理的机场航班数量进行调度。
10、更进一步的，所述通信板块包括：网关接口模块、协议转换模块、数据解析模块、数据封装模块以及数据传输模块；
11、所述网关接口模块包括：网络接口、总线接口、数据总线、硬件接口协议、中断处理器和物理接口；
12、所述协议转换模块包括：http、tcp/ip、mqtt通信总线，用于通过自定义开源框架完成协议的转换；
13、所述数据解析模块用于通过数据解析器进行数据解析，且不同的通信协议采用不同的数据解析器；
14、所述数据传输模块用于通过自定义数据帧进行数据传输，数据帧为数据的事件抽象；
15、所述数据封装模块用于将数据封装为抽象事件的方式传输给云计算中心。
16、更进一步的，所述网关接口中各部件具体为：
17、网络接口：用于提供系统与外部网络进行通信的接口，使资源调度器能够与其他系统或服务进行数据交换，包括负责将系统内部数据转换为网络协议格式，并与外部设备进行通信的网络适配器以及支持多种网络通信协议，以实现与不同设备的兼容性的协议栈；
18、总线接口：用于处理系统内部硬件模块之间的通信，通过总线实现模块间的数据传输和交互，包括负责管理总线上的数据传输，总线控制器以及负责将数据从总线上接收，并传递给相应的硬件模块的总线适配器；
19、数据总线：用于传输数据位，连接各个硬件组件，实现各硬件组件之间的数据交换，包括负责指示数据传输的目标地址的地址线、传输实际的数据位的数据线以及传输读写信号、时钟信号、控制数据的控制线；
20、硬件接口协议：用于定义硬件模块之间通信的规范，确保数据的正确、可靠传输，包括详细描述数据传输的格式、顺序、错误检测和纠正规范的通信协议规范以及解析和生成遵循特定协议的数据包的协议解析器；
21、中断处理器：用于响应硬件模块产生的中断信号，通知系统有特定事件需要处理，包括负责管理和分配中断优先级，确保按照优先级响应中断的中断控制器以及处理特定中断事件的中断服务程序；
22、物理接口：用于提供物理连接，包括插槽、端口和线缆，以确保硬件模块之间正确连接，包括负责提供可靠的电气连接，以及传输信号和电力连接硬件模块之间的线缆。
23、更进一步的，业务请求接收器：用于接收来自上层业务或用户不同形式的业务请求，包括网络接口和api接口；
24、请求解析器：对接收到的业务请求进行解析，提取请求中的关键信息；
25、业务处理引擎：包含业务逻辑的处理引擎，根据解析后的请求数据执行相应的业务逻辑；
26、数据访问层：负责与数据库或其他数据存储系统交互，存取和更新相关数据，提供对数据的增删改查基本操作，确保与业务处理引擎的数据交互；
27、通知服务：用于向相关方发送通知、消息或结果，通知相关用户或系统；
28、异常处理模块：为处理业务请求中可能发生的异常情况，提供错误处理和日志记录功能，确保系统对异常情况的友好处理和故障排查；
29、业务响应生成器：将业务处理引擎的结果转换为合适的响应格式，准备发送回请求方，生成json、xml格式的响应数据。
30、一种云边端架构下远程塔台设备资源调配系统方法，包括以下步骤：
31、步骤1：资源调度
32、根据机坪的运行航班量以及每日机场开放时间本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，包括资源调度板块、通信板块和业务请求板块；具体如下：
2.根据权利要求1所述的云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，所述资源调度板块包括：资源存储板块、资源管理板块、云-边资源调度板块和边-端资源调度板块；
3.根据权利要求1所述的云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，所述通信板块包括：网关接口模块、协议转换模块、数据解析模块、数据封装模块以及数据传输模块；
4.根据权利要求3所述的云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，所述网关接口中各部件具体为：
5.根据权利要求3所述的云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，所述业务请求板块包括：
6.一种采用权利要求1所述的云边端架构下远程塔台设备资源调配系统的调配方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的调配方法，其特征在于，所述云-边资源调度具体为：
8.根据权利要求6所述的调配方法，其特征在于，所述边-端资源调度具体为：
10.根据权利要求6所述的调配方法，其特征在于，所述通过数据解析器进行数据解析具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，包括资源调度板块、通信板块和业务请求板块；具体如下：
2.根据权利要求1所述的云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，所述资源调度板块包括：资源存储板块、资源管理板块、云-边资源调度板块和边-端资源调度板块；
3.根据权利要求1所述的云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，所述通信板块包括：网关接口模块、协议转换模块、数据解析模块、数据封装模块以及数据传输模块；
4.根据权利要求3所述的云边端架构下远程塔台设备资源调配系统，其特征在于，所述网关接口中各部件具体为：
5.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘卫军，潘璇，王玄，方显显，左青海，王润东，栾天，邓蕾蕾，何沁悦，陈志远，黄园晶，姜沿强，蒋培元，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：
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