【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及资源分配，具体为基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法及系统。
技术介绍
1、工业物联网边缘设备资源主要包括边缘设备本身及其所提供的功能和服务；边缘设备是向企业或服务提供商核心网络提供入口点的设备，包括但不限于路由器、路由交换机、集成接入设备、多路复用器，以及各种城域网和广域网接入设备；工业物联网边缘设备资源分配主要涉及到在工业物联网环境中，如何有效地分配和管理计算资源，以确保设备能够高效地处理大量数据，并实时做出决策。
2、现有的用于工业物联网边缘设备资源分配的方法中，通常是在面对数量较多的边缘节点时，通过基于边缘节点的功能对边缘节点进行整合归类，实现数据轻量化，从而有助于对节点进行合理的资源分配，上述方法虽能基于边缘节点的功能进行归类，但在实际的设备资源分配时，需要考虑距离因素，若采用上述方法进行归类的一组边缘节点中，存在两个边缘节点对应的边缘设备的相差距离较远的情况，在资源分配中的资源调度方面需要耗费较多的时间和资源，比如在公开号为cn114745725a的专利申请中，公开了一种基于边缘计算工业物联网的资源分配管理系统，该方案就是通过采用了fcm聚类算法对边缘节点进行聚类，实现工业物联网实时数据轻量化，而在其他的用于工业物联网边缘设备资源分配方面的改进，通常是对边缘服务器的差异进行分析，基于边缘服务器的差异对边缘设备的资源分配进行优化，而在对边缘服务器的差异分析方面通常是对转发路径以及相关函数的分析，仍无法解决在资源分配时，若资源分配方式相同的两个边缘设备相隔较远，在资源分配
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一，通过提出基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法及系统，用于解决现有的技术中未考虑实际的资源分配的距离因素，若进行资源分配时的同一组边缘设备内，存在两个边缘节点对应的边缘设备的相差距离较远的情况，在资源分配中的资源调度方面需要耗费较多的时间且需要较多的额外耗能的问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本申请提供基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，包括如下步骤：
3、获取进行资源分配的区域，记为资源分配区域，并基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆；基于工业物联网边缘设备的分布获取每个集中圆对应的设备离散图sl；
4、使用离散分析方法对设备离散图sl进行分析，并基于分析结果获取每个设备离散图sl的离散值以及饱和值；
5、基于离散值以及饱和值设定资源分配区域内每个集中圆内的资源分配方法。
6、进一步地，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆包括：
7、将进行资源分配的区域记为资源分配区域，其中，分配的资源包括计算资源、通信资源、存储资源以及安全资源；获取地图内资源分配区域所占的区域，记为实体区域；
8、建立平面直角坐标系，记为实体分析坐标系，其中，实体分析坐标系的x轴以及y轴的单位均为米；在实体分析坐标系的第一象限内放置实体区域，并基于实体区域内企业所处的位置在实体分析坐标系的第一象限内进行标点，将标点记为企业点。
9、进一步地，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆还包括：
10、将所有企业点对应的企业的能源消耗量由高到低依次记为企业消耗量qx1至企业消耗量qxn；对于任意两个编号相邻的企业消耗量qxn1以及企业消耗量qxn2，将企业消耗量qxn1与企业消耗量qxn2的差值的绝对值记为企业消耗量qxn1的消耗差值xc，其中，n1=n2-1，n1为小于等于n-1且大于等于1的正整数，n2为小于等于n且大于等于2的正整数；
11、获取企业消耗量qx1至企业消耗量qxn对应的消耗差值xc1至消耗差值xcn-1；依次遍历消耗差值xc2至消耗差值xcn-1，当获取到大于消耗差值xc1的消耗差值xcn3时，停止遍历，并将n3记为集中数，其中，n3为小于等于n-1且大于等于2的正整数；当消耗差值xc2至消耗差值xcn-1均小于等于消耗差值xc1时，将集中数记为1。
12、进一步地，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆还包括：
13、当集中数为1时，在实体分析坐标系内将企业消耗量qx1对应的企业点记为圆心企业，将距离圆心企业最远的企业点记为边缘企业；以圆心企业为圆心，圆心企业与边缘企业的连线为半径做圆，记为集中圆。
14、进一步地，基于工业物联网边缘设备的分布获取每个集中圆对应的设备离散图sl包括：
15、将集中数不为1时，将集中数记为k，在实体分析坐标系内将企业消耗量qx1至企业消耗量qxk对应的企业点记为圆心企业yq1至圆心企业yqk，圆心企业yq1与距离圆心企业yq1最远的企业点之间的距离记为极限半径，将所有企业消耗量qx的和记为企业消耗总量，分别获取企业消耗量qx1至企业消耗量qxk除以企业消耗总量的值，记为消耗占比xz1至消耗占比xzk；将消耗占比xz1至消耗占比xzk分别乘以极限半径的值记为企业半径yb1至企业半径ybk；分别以圆心企业yq1至圆心企业yqk为圆心，企业半径yb1至企业半径ybk为半径做圆，并将得到的圆分别记为集中圆jz1至集中圆jzk。
16、进一步地，基于工业物联网边缘设备的分布获取每个集中圆对应的设备离散图sl还包括：
17、建立平面直角坐标系，记为离散获取坐标系，其中，离散获取坐标系的x轴以及y轴的单位均为米；当集中数为1时，将集中圆放置在离散获取坐标系内，且集中圆的圆心与坐标原点重合；基于资源分配区域内所有工业物联网边缘设备与圆心企业的位置关系，在离散获取坐标系内标记所有工业物联网边缘设备的位置，并将标记点记为离散点，将离散点与集中圆构成的图记为设备离散图sl；
18、当集中数不为1时，对于集中圆jz1至集中圆jzk中的任意一个集中圆jzk1，将集中圆jzk1放置在离散获取坐标系内，并将集中圆jzk1的圆心与坐标原点重合；基于集中圆jzk1内所有企业的所有工业物联网边缘设备与圆心企业yqk1的位置关系，在离散获取坐标系内标记集中圆jzk1内所有企业的所有工业物联网边缘设备的位置，并将标记点记为离散点，将离散点与集中圆jzk1构成的图记为设备离散图slk1；获取集中圆jz1至集中圆jzk对应的设备离散图sl1至设备离散图slk。
19、进一步地，离散分析方法包括：
20、对于上述获取的任意一个设备离散图sl，将设备离散图sl内集中圆jz的圆心对应的企业的企业消耗量qx记为中心消耗量；将处于集中圆jz内的工厂物联网边缘设备记为圈内设备；将处于集中圆jz外的工厂物联网边缘设备记为圈外设备；使用消耗离散算法获取设备离散图sl对应的离散值，消耗离散算法为：，其中，f为离散值，r为圈外设备的数量，e为圈内设备的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆包括：
3.根据权利要求2所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆还包括：
4.根据权利要求3所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆还包括：
5.根据权利要求4所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于工业物联网边缘设备的分布获取每个集中圆对应的设备离散图SL包括：
6.根据权利要求5所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于工业物联网边缘设备的分布获取每个集中圆对应的设备离散图SL还包括：
7.根据权利要求6所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，离散分析方法包括：
9.根据权利要求8所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于离散值以及饱和值设定资源分配区域内每个集中圆内的资源分配方法包括：
10.基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配系统，用于实现权利要求1-9任意一项所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，包括资源离散分析模块、离散饱和获取模块以及区域资源分配模块；
...【技术特征摘要】
1.基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆包括：
3.根据权利要求2所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆还包括：
4.根据权利要求3所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于资源分配区域内企业的分布获取区域内的多个集中圆还包括：
5.根据权利要求4所述的基于能耗优化的工业物联网边缘设备资源分配方法，其特征在于，基于工业物联网边缘设备的分布获取每个集中圆对应的设备离散图sl包括：
6.根据权利要求5所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞石，李建武，曹洋，张哲杰，王娟，李芹，
申请(专利权)人：北京理工大学前沿技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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