工业物联网节点的资源管理方法、操作***及管理装置
技术领域
本申请涉及物联网技术领域,具体涉及一种工业物联网节点的资源管理方法、操作***及资源管理装置。
背景技术
工业物联网是物联网中最大的和最重要的组成部分,是将具有感知、监控能力的各类采集或控制传感器以及泛在技术、移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程各个环节,从而大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。
物联网节点设备是指一系列同过物联网接入网关连接至物联网业务层的终端节点设备。物联网节点设备具有极度的多样性和专用性,此外典型物联网节点设备还具有实时响应、低功耗低速率、通信协议复杂多样等特点。节点设备是物联网组成的载体,处于非常重要的基础核心位置。
工业物联网领域应用需求多样、硬件类型多样、设备规格差异大以及通信协议种类繁多的特点,包含的节点较多,相应的操作***也需要做到尽少的占用运行资源、功耗要低,这使得工业物联网领域难以存在如Windows、Linux这样的大一统操作***,而是由如FreeRTOS、RIOT、TizenRT等各种操作***组成的各自为政的碎片化状态,阻碍了其普及。目前市场上的物联网操作***主要可以归纳为三种实现方式:一是面向嵌入式领域微控制器MCU开发的实时操作***RTOS,二是基于传统操作***面向特定物联网领域进行剪裁和定制,三是用单一操作***统一整个生态区。现阶段,如何实现工业物联网中各节点的资源管理是当前亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种工业物联网节点的资源管理方法、操作***及资源管理装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种工业物联网节点的资源管理方法,包括:
对工业物联网各节点的硬件资源进行描述,得到处理器能够直接解析或间接解析的文本;
基于所描述出的所述工业物联网各节点的硬件资源,构造智能操作***。
进一步地,所述对工业物联网各节点的硬件资源进行描述,包括分别对工业物联网各节点的计算能力、通信能力、存储能力、感知能力和交互能力进行描述的步骤;
其中,所述计算能力包括所述节点支持的通用计算种类、汇编语言指令种类、指令寻址方式以及计算频率和时钟周期;
所述通信能力包括所述节点支持的通信协议、传送协议以及对协议转换的支持;
所述存储能力包括所述节点支持的应用场景和存储容量;
所述感知能力包括所述节点所能感知的物理量的种类及上下限;
所述交互能力包括所述节点的人机交互属性。
进一步地,所述通用计算种类包括描述逻辑运算、算术运算和移位运算;所述汇编语言指令种类包括描述字符操作类指令、转移控制类指令、堆栈操作类指令和多媒体操作类指令;所述指令寻址方式包括描述寄存器寻址方式、基址寻址方式和变址寻址方式。
进一步地,所述基于所描述出的工业物联网各节点的硬件资源,为构造智能操作***提供资源描述服务,包括:
基于描述出的计算能力、通信能力、存储能力、感知能力和交互能力提供资源描述服务,为构造智能操作***奠定基础;所述资源描述服务能够协作所述智能操作***结合所述应用场景进行实时调度,按照既定的规程表示、组织和转储各节点所获得的数据。
根据本申请实施例的另一个方面,提供一种工业物联网节点的操作***,包括:
硬件资源描述和管理子***,包括计算能力描述和管理模块、感知能力描述和管理模块、通信能力描述和管理模块、存储能力描述和管理模块、感知能力描述和管理模块以及交互能力描述和管理模块;
共性实时微内核子***,包括进程管理模块、内存管理模块、通信协议模块、数据组织模块和人机交互支撑模块;
公共库及基本开发工具支持子***,包括公共库支持模块和基本开发工具支持模块。
进一步地,所述计算能力描述和管理模块用于对计算属性进行描述和管理,具体包括:
描述微控制器支持的通用计算种类;
描述微控制器支持的汇编语言指令种类;
描述微控制器支持的指令寻址方式;
描述微控制器的计算频率和时钟周期。
进一步地,所述通信能力描述和管理模块用于将物联网节点设备上含有的各类通信模块的连接属性和传送数据的属性进行描述和管理,具体包括:
描述各类节通信模块所遵循的通信协议;
描述各类通信模块的传送协议;
描述各类通信模块及其网关对协议转换的支持。
进一步地,所述存储能力描述和管理模块用于将物联网节点设备上含有的各类存储设备所发挥的功能和效用进行描述和管理,具体包括:
描述存储设备的应用场景;
描述存储设备的容量大小。
进一步地,所述感知能力描述和管理模块用于将物联网节点设备上含有的各类传感器的探测感受属性进行描述和管理,具体包括:
描述传感器感知的物理量的种类;
描述传感器感知的物理量的上下限。
进一步地,所述人机交互能力描述和管理模块用于将物联网节点设备上含有的各类人机交互相关外设的功能和效用进行描述和管理,具体包括:
描述显示设备的属性;
描述触控设备的属性;
描述声卡设备及语音识别设备的属性。11.根据权利要求5所述的***,其特征在于,所述进程管理模块,用于将资源分配给各个进程,使各进程间分享与交换信息,使各进程同步,并结合工业物联网的应用场景,进行实时调度。
进一步地,所述内存管理模块,用于管理节点设备上配置的内存资源,具体用于:
管理内存中地址空间的组织形式;
管理减少内存的外部碎片和内部碎片。
进一步地,所述通信协议管理模块用于实现工业互联和数据传输,具体用于:
管理协议的实现方式;
管理可插拔的面向工业物联网的通信协议。
进一步地,所述人机交互支撑管理模块用于:管理窗口管理及其基本控件;管理GUI控件;管理语音交互。
进一步地,所述数据组织模块用于将具备存储能力的硬件和感知能力的硬件所获得数据进行表示、组织和转储。
根据本申请的另一个方面,提供一种工业物联网节点的资源管理装置,包括:
硬件资源管理单元,用于对工业物联网内各类节点设备的硬件资源进行总结和管理,为内核服务提供单元提供支持;
内核服务提供单元,用于提供多线程实时内核服务;
数据传输通信单元,用于采用统一的数据报格式通信技术,为工业物联网节点之间以及节点与云端大数据平台之间提供数据通道;
软件应用服务单元,用于根据不同的工业物联网应用场景,为上层应用提供接口。
进一步地,所述硬件资源管理单元包括:
计算资源管理子部件,用于管理物联网节点设备上的微控制器的计算属性;
存储资源管理子部件,用于管理物联网节点设备上的存储设备;
感知资源管理子部件,用于管理物联网节点设备上的各类传感器的探测感受属性;
人机交互资源管理子部件,用于管理物联网节点设备上的各类人机交互外设。
进一步地,所述内核服务提供单元包括:
进程管理子部件,用于将资源分配给各个进程,让各进程间分享与交换信息,使各进程同步,并结合工业物联网的应用场景,进行实时调度;
内存管理子部件,用于管理节点设备上配置的存储资源;
人机交互支撑管理子部件,用于管理人机交互设备;
数据组织子部件,用于将具备存储能力的硬件和感知能力的硬件所获得数据进行表示、组织和转储。
进一步地,所述数据传输通信单元包括:
计算节点内通信子部件,用于工业物联网节点间的通信;
计算节点间通信子部件,用于节点间网络与电信传输网络以及电信传输网络之间的通信;
数据传输统一通信子部件,用于采用统一的数据报格式通信技术,在应用层上设计数据报格式协议。
进一步地,所述软件应用服务单元包括:
计算框架支持子部件,用于提供智能计算框架的支持;
工业应用库支持子部件,用于提供工业应用库支持;
云端应用支持子部件,用于提供云端应用支持。
本申请实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本申请实施例提供的工业物联网节点的资源管理方法,能够描述工业物联网的硬件资源,适用于工业物联网的操作***,充分支持工业物联网领域的各种互联协议,能够对工业大数据的汇集以及云平台的接入提供有力支持,能够有效管理工业物联网的资源,提高工业物联网的资源利用效率和工作效率,促进了传统工业智能化的实现。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者,部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请的第一个实施例的工业物联网节点的资源管理方法的流程图;
图2示出了本申请的第一个实施例中对工业物联网各节点的硬件资源进行描述的流程图;
图3为本申请另一实施例的工业物联网的智能操作***的架构示意图;
图4为本申请另一实施例的智能操作***硬件资源描述和管理子***结构示意图;
图5为本申请另一实施例的智能操作***共性实时微内核服务子***结构示意图;
图6为本申请另一实施例的智能操作***公共库及基本开发工具支持子***结构示意图;
图7为本申请另一实施例的一种节点设备管理***装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请的第一个实施例提供了一种工业物联网节点的资源管理方法,包括:
S10、对工业物联网各节点的硬件资源进行描述,得到处理器能够直接解析或间接解析的文本。
物联网包含海量异构节点设备,为了方便所述物联网操作***对这些资源进行控制和管理,需要首先对这些节点设备提供的资源进行描述。
对资源进行描述获得多个例程,各例程用于为软件程序提供通过编程接口访问硬件资源的权限。例程的编程接口允许特定类的硬件设备中的所有设备通过相同的接口访问。通过对硬件资源的描述,而不是直接与硬件设备进行通信,将该硬件设备应执行的操作通过程序传达给操作***,然后,操作***会针对相应的硬件设备生成相关操作指令。工业物联网的节点包括微控制器、通信模块、存储模块、传感器和交互模块等部件。在物联网蓬勃发展的今天,物联网操作***依然处于起步状态,而处于核心位置的物联网节点设备上的操作***则是物联网发展的瓶颈。因此,对于当前的工业物联网产业而言,物联网节点操作***是制约其腾飞的一个瓶颈,亟待解决。而传统的物联网操作***在数据传输的实时性、数据处理融合的选择性上不能满足工业物联网的需求。
对工业物联网各节点的硬件资源进行描述用于对工业物联网各节点设备上的处理器、内存、外设等资源进行描述。本实施例的步骤S10包括:
步骤S101、对工业物联网各节点的计算能力进行描述。
计算能力描述是对节点设备上含有的RISC-V、ARM等微控制器的计算属性进行描述,主要包括:描述微控制器支持的通用计算种类;描述微控制器支持的汇编语言指令种类;描述微控制器支持的指令寻址方式;描述微控制器的计算频率和时钟周期。微控制器是构成节点的一部分。
所谓计算属性指的是能够写入计算逻辑的属性。在一个计算属性里可以完成各种复杂的逻辑,包括运算、函数调用等,只要最终返回一个结果就可以。
其中,所述描述微控制器支持的通用计算种类包括描述逻辑运算、算术运算、移位运算等;所述描述微控制器支持的汇编语言指令种类包括描述字符操作类指令、转移控制类指令、堆栈操作类指令、多媒体操作类指令等;描述微控制器支持的指令寻址方式包括描述寄存器寻址方式、基址寻址方式、变址寻址方式等。
根据节点的硬件计算资源信息,通过软件来定义硬件底层支持的计算方式和计算属性,例如将基本运算和寻址方式等操作定义为函数,将微控制器计算频率和时钟周期定义为常量等形式,作为硬件资源和软件编程的接口,以提供给上层应用程序调用。
微控制器的计算频率和时钟周期可以作为对节点设备的计算能力强弱进行分类的指标。
步骤S102、对工业物联网各节点的通信能力进行描述。
通信能力描述是将物联网节点设备上含有的各类通信模块的连接属性和传送数据的属性进行描述,主要包括:描述各类通信模块所遵循的通信协议;描述各类通信模块的传送协议;描述各类通信模块及其网关对协议转换的支持;描述各类通信模块其他属性。通信模块也属于构成节点的一部分。
其中,所述描述各类节通信模块所遵循的通信协议包括描述常用的3G/4G/5G、Wi-Fi、Bluetooth、RFID、NFC协议和专用于物联网的ZigBee、NB-IoT、LoRa协议等;所述描述各类通信模块的通信协议包括描述物理层协议、传输层协议和应用层协议等;所述描述各类通信模块及其网关对协议转换的支持包括如局域网到广域网的协议转换、广域网之间的协议转换等;所述各类通信模块的其他属性包括通信模块的传送频率、传送速率、传输距离等。
在描述各类通信模块及其网关对协议转换的支持中,组织利用协议转换,将原有设备和新设备全部联网,相互通信,掌控全局,从而便于更高效地制定决策。各类通信模块的其他属性包括通信模块的传送频率、传送速率、传输距离等属性。通过总结各类通信协议的属性,从通信数据格式、能耗、传输带宽、成本等方面来描述出节点设备的通信能力。
根据节点的硬件通信资源信息,通过软件来定义硬件底层支持的通信方式和通信属性,例如将不同通信硬件模块的常用操作和指令封装为库、将通信模块的传送频率、传输距离定义为常量等形式,提供给上层应用程序调用。
步骤S103、对工业物联网各节点的存储能力进行描述。
存储能力描述是将物联网节点设备上含有的各类存储模块所发挥的功能和效用进行描述,主要包括描述各类存储模块的应用场景和描述各类存储模块的容量大小等。存储模块也属于构成节点的一部分。
其中,所述描述各类存储模块的应用场景包括描述节点设备中用于代码运行的容器RAM、节点设备中用于启动代码运行的容器NOR Flash、节点设备中用于文件***和数据存放的容器NAND Flash和节点设备中用于加速数据存取速度的容器Cache等。节点设备内各种存储模块的存储容量的大小是节点设备存储能力描述的一个重要方面。
根据节点的硬件存储资源信息,通过软件来定义硬件底层支持的存储方式和存储属性,以供上层应用程序调用。
步骤S104、对工业物联网各节点的感知能力进行描述。
感知能力描述主要是将物联网节点设备上含有的各类传感器的探测感受属性进行描述,主要包括:描述各类传感器能够感知的物理量的种类;描述各类传感器能够感知的物理量的上下限;描述各类传感器的其他属性。传感器也属于构成节点的一部分。
各类传感器能够感知的物理量的上下限包括传感器不同感知上下限和量程对应的能量消耗程度。各类传感器的其他属性包括传感器的线性度、灵敏度、分辨率、稳定性及其精确度等。
其中,所述各类传感器包括工业生产中常用的位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度和加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器等;所述传感器的其他属性包括传感器的线性度、灵敏度、分辨率、稳定性及其精确度等。
步骤S105、对工业物联网各节点的人机交互能力进行描述。
人机交互能力描述主要是将物联网节点设备上含有的各类人机交互相关外设的属性进行描述,包括描述各类显示设备的各种属性、描述各类触控设备的各种属性、描述各类声卡设备及语音识别设备的各种属性等。交互模块也属于构成节点的一部分。
其中,所述描述各类显示设备的各种属性包括描述出显示设备支持的分辨率、显示刷新频率和显卡容量等指标;所述描述各类触控设备的各种属性包括描述出触控设备的灵敏度、触控类型和触控振动信号的强弱等指标;所述描述各类声卡设备及语音识别设备的各种属性包括描述出声卡设备及语音识别设备的所支持的采样精度、采样频率、数字信号处理器特征和MIDI特性等指标。
S20、基于所描述出的所述工业物联网各节点的硬件资源,构造智能操作***。
具体地,所述对工业物联网各节点的硬件资源进行描述,包括分别对工业物联网各节点的计算能力、通信能力、存储能力、感知能力和交互能力进行描述的步骤;
其中,所述计算能力包括所述节点支持的通用计算种类、汇编语言指令种类、指令寻址方式以及计算频率和时钟周期;
所述通信能力包括所述节点支持的通信协议、传送协议以及对协议转换的支持;
所述存储能力包括所述节点支持的应用场景和存储容量;
所述感知能力包括所述节点所能感知的物理量的种类及上下限;
所述交互能力包括所述节点的人机交互属性。
具体地,所述通用计算种类包括描述逻辑运算、算术运算和移位运算;所述汇编语言指令种类包括描述字符操作类指令、转移控制类指令、堆栈操作类指令和多媒体操作类指令;所述指令寻址方式包括描述寄存器寻址方式、基址寻址方式和变址寻址方式。
具体地,所述基于所描述出的所述工业物联网各节点的硬件资源,构造智能操作***,包括:
基于描述出的计算能力、通信能力、存储能力、感知能力和交互能力提供资源描述服务,为构造智能操作***奠定基础;所述资源描述服务能够协作所述智能操作***结合所述应用场景进行实时调度,按照既定的规程表示、组织和转储各节点所获得的数据。
本实施例提供的工业物联网节点的资源管理方法,能够描述工业物联网的硬件资源,适用于工业物联网的操作***,兼容性好,充分支持工业物联网领域的各种互联协议,对例如RISC-V等新型体系结构的支持性能好,能够对工业大数据的汇集以及云平台的接入提供有力支持,能够有效管理工业物联网的资源,提高工业物联网的资源利用效率,可以有效解决工业物联网节点的资源管理等实际问题,提高工业物联网的工作效率,促进了传统工业智能化的实现。
本申请的第二个实施例提供了一种工业物联网节点的资源管理装置,包括:
硬件资源描述子***,用于对工业物联网各节点的硬件资源进行描述;
共性实时微内核服务子***,用于基于所述硬件资源描述子***所描述出的所述工业物联网各节点的硬件资源,为所述工业物联网各节点的操作***内核提供公共服务。
在某些实施方式中,所述资源管理装置还包括公共库及开发工具支持子***,用于为所述硬件资源描述子***和所述共性实时微内核服务子***提供公共库以及开发工具。
在某些实施方式中,所述资源管理装置还包括数据传输通信子***,所述数据传输通信子***用于为所述工业物联网各节点之间以及为所述节点与云端大数据平台之间提供数据通道。
在某些实施方式中,所述硬件资源描述子***包括分别用于对所述工业物联网各节点的计算能力、通信能力、存储能力、感知能力和交互能力进行描述的计算能力描述模块、通信能力描述模块、存储能力描述模块、感知能力描述模块和交互能力描述模块。
在某些实施方式中,所述共性实时微内核服务子***包括进程管理模块、内存管理模块、通信协议管理模块、人机交互支撑管理模块及数据组织模块;
所述进程管理模块用于将各节点的操作***资源分配给各个进程,使进程之间分享与交换信息,使各进程同步,并结合所述工业物联网的应用场景进行实时调度;
所述内存管理模块用于根据各节点的存储资源以及结合架构进行内存管理;
所述通信协议管理模块用于实现工业互联和数据传输的各通信协议;
所述人机交互支撑管理模块用于建立在硬件资源描述层对各种显示设备和触控设备的硬件细节屏蔽的基础上,节点设备操作***的易用性和视觉友好性在公共内核服务层的集中体现的模块。
所述数据组织模块用于按照既定的规程表示、组织和转储各节点所获得的数据。
本实施例提供的工业物联网节点的资源管理装置,用于对工业物联网的各节点设备的资源进行管理。该管理***针对工业物联网的应用需求、工作环境、硬件和协议特性,根据现有生态环境,通过面向工业物联网节点设备的微内核架构和***,描述节点级共性实时微内核,支持通过快速定制化的方式加载到个性化节点设备的硬件中,支撑工业物联网应用的可扩展、强实时、融合性的需求。
图3为本申请另一实施例提供的工业物联网的智能操作***的架构示意图。本实施例提供的智能操作***运行上述资源描述方法实施例的技术方案,实现资源管理、内核服务提供和对外接口等功能,进一步为工业物联网不同应用场景的应用软件提供服务。如图3所示,本实施例提供的智能操作***包括三个子***:硬件资源描述和管理子***210、共性实时微内核服务子***220、公共库及基本开发工具支持子***230。
硬件资源描述和管理子***210,如图4所示,用于总结底层硬件资源,以可实现的软件或硬件方式描述出来,再进一步加以管理。所述硬件资源描述和管理子***210可进一步包括计算能力描述和管理模块2101、通信能力描述和管理模块2102、存储能力描述和管理模块2103、感知能力描述和管理模块2104以及交互能力描述和管理模块2105。
计算能力描述和管理模块2101,是将物联网节点设备上含有的RISC-V、ARM等微控制器的计算属性进行描述和管理,主要包括总结并描述微控制器支持的通用计算种类、总结并描述微控制器支持的汇编语言指令种类、总结并描述微控制器支持的指令寻址方式和总结并描述微控制器的计算频率和时钟周期。
所述总结并描述微控制器支持的通用计算种类,主要包括逻辑运算、算数运算、移位运算等。具体的,以RISC-V架构中的RV32I指令集为例,运用AND、OR、XOR等指令可以实现逻辑运算操作;运用ADD、SUB等指令可以实现算数运算操作;运用SLL、SRL、SRA等指令可以实现以为运算等操作。总结并利用这些指令,可以管理微控制器的通用计算操作。
所述总结并描述微控制器支持的汇编语言指令种类,主要包括字符操作类、转移控制类、堆栈操作类、多媒体操作类等。具体的,以RISC-V架构中的RV32I指令集为例,如字符操作类汇编指令有CSR等,转移控制类汇编指令有JAL、BEQ等,堆栈操作类汇编指令有LOAD、STORE等。运用各类汇编语言指令集,可以灵活的利用节点设备微控制器的各种资源,开发出适应各种功能的操作***内核。
所述总结并描述微控制器支持的指令寻址方式,如寄存器寻址、基址寻址、变址寻址等。具体的,寄存器寻址是指操作数都在寄存器中的寻址方式,也可近一步分为寄存器间接寻址方式和寄存器直接寻址方式;基址寻址是指将微控制器张红基址寄存器的内容加上指令格式中的形式地址而形成操作数有效地址的寻址方式;变址寻址是指将微控制器变址寄存器的内容加上指令地址码部分给出的地址之和得出操作数有效地址的寻址方式。这些寻址方式都可以在上述汇编指令的操作码部分指定,是实现上述通用计算指令、汇编指令的基础要求。
所述总结并描述微控制器的计算频率和时钟周期,RISC-V和ARM架构的指令集对应的指令的时钟周期是有差异的,总结并计算好微控制器的计算频率和时钟周期,可以作为评判节点设备微控制器运算能力的一项指标,在此基础上安排合适的任务,编写合适的程序,充分发挥微控制器的性能。
通信能力描述和管理模块2102,是将物联网节点设备上含有的各类通信模块的连接属性和传送数据的属性进行描述和管理,主要包括总结并描述各类节通信模块所遵循的通信协议、总结并描述各类通信模块的传送协议、总结并描述各类通信模块及其网关对协议转换的支持和总结并描述各类通信模块的其他属性。
所述总结并描述各类节通信模块所遵循的通信协议,包括常用的3G/4G/5G,Wi-Fi、Bluetooth、RFID、NFC协议,以及专用于物联网的ZigBee、NB-IoT、LoRa协议等,这些协议按功能和适用场景可以分为短距离传输协议和长距离传输协议两类,其中,短距离传输主要用于节点设备之间或节点设备传感器之间的通信,包括Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee等,长距离传输协议用于物联网节点设备与云端或者云端之间的通信,包括3G/4G/5G、NB-IoT、LoRa等,在工业物联网的不同部分利用这些通信协议,有效的实现短距离或长远距离的信息传输;
所述总结并描述各类通信模块的传送协议,如物理层协议、传输层协议以及应用层协议等,如bluetooth物理层、wifi物理层等物理层协议,TCP、UDP等传输层协议,HTTP、FTP、SNMP等应用层协议。总结并利用通信模块网络各层具体协议的工作方式,为上层通信协议提供服务;
所述总结并描述各类通信模块及其网关对协议转换的支持,如支持不同的通信协议的节点设备间通信,则需要通信协议转换模块的支持,为上述通信模块所遵循的通信协议提供支持;
所述总结并描述各类通信模块的其他属性,如通信模块的传送频率、传送速率、传输距离等属性,从通信数据格式、能耗、传输带宽、成本等方面来总结出节点设备的通信能力,综合节点设备的需求和通信能力特征为不同的节点设备分配合适的通信任务。
所述存储能力描述和管理模块2103,是将物联网节点设备上含有的各类存储设备所发挥的功能和效用进行描述和管理,主要包括总结并描述各类存储设备的应用场景、总结并描述各类存储设备的容量大小。
所述总结并描述各类存储设备的应用场景,如节点设备中用于代码运行的容器RAM、节点设备中用于启动代码运行的容器NOR Flash、节点设备中用于文件***和数据存放的容器NAND Flash以及节点设备中用于加速数据存取速度的容器Cache等,各类存储设备根据其特性存储不同类型的数据,进而完成不同类型的任务;
所述总结并描述各类存储设备的容量大小,节点设备内各种存储设备的存储容量的大小是体现节点设备存储能力的一个重要方面,可以根据不同的存储设备容量大小为节点设备分配合适的存储任务。
所述感知能力描述和管理模块2104,是将物联网节点设备上含有的各类传感器的探测感受属性进行描述和管理,主要包括总结并描述类传感器能够感知的物理量的种类、总结并描述各类传感器能够感知的物理量的上下限、总结并描述各类传感器的其他属性。
所述总结并描述类传感器能够感知的物理量的种类,如工业生产中常用的位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度和加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器等,不同场景下的节点设备有不同的物理量测量需求,如在环境监测应用场景下,需要液位传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、湿敏传感器等,在工业现场数据监控的应用场景下,需要位置传感器、能耗传感器、速度和加速度传感器、磁敏传感器等。所以此时需要应用不同类型的传感器,合适的根据应用场景和需求选择物理传感器,可以得到有效的工业物联网数据,便于为不同场景下的节点设备传感器探测和感知需求提供合适的支持,传感器数据的获取也是上述通信模块、存储模块的基础和前提准备;
所述总结并描述各类传感器能够感知的物理量的上下限,同时要关注传感器不同感知上下限和量程对应的能量消耗程度,防止传感器超量程,挑选合适的传感器分配恰当的应用任务,有效降低节点设备功耗;
所述总结并描述各类传感器的其他属性,如传感器的线性度、灵敏度、分辨率、稳定性及其精确度等,这些指标反映了传感器的好坏,综合这些指标以及成本、需求场景等选用合适型号的传感器,便于综合这些属性为为节点设备提供合适的传感器支持。
所述人机交互能力描述和管理模块2105,是将物联网节点设备上含有的各类人机交互相关外设的功能和效用进行描述和管理,主要包括总结并描述各类显示设备的各种属性、总结并描述各类触控设备的各种属性、总结并描述各类声卡设备及语音识别设备的各种属性等。
所述总结并描述各类显示设备的各种属性,如显示设备支持的分辨率、显示刷新频率和显卡容量等指标,如在环境监测的工业物联网应用场景下,显示设备可用于显示各项环境指标,进而可以由工人来进行监管和决策。总结管理显示设备,在工业物联网中便于综合这些属性为节点设备提供合适的显示设备支持;
所述总结并描述各类触控设备的各种属性,如触控设备的灵敏度、触控类型和触控振动信号的强弱等指标。如在工业现场数据监控的应用场景下,可以根据实时监控数据的反馈,方便工人利用触控设备实时操作,及时对异常数据进行修正和处理。总结管理触控设备,为节点设备提供合适的触控设备支持;
所述总结并描述各类声卡设备及语音识别设备的各种属性,如声卡设备及语音识别设备的所支持的采样精度、采样频率、数字信号处理器特征和MIDI特性等指标,为工业物联网应用场景下的终端设备提供更高效、友好的交互方式。总结管理声卡设备和语音识别设备,为节点设备提供合适的声卡设备及语音识别设备支持。
共性实时微内核服务子***220,如图5所示,用于在硬件资源描述和管理子***的基础上,完善操作***内核的一些核心或可插拔功能,为内核提供公共服务。所述共性实时微内核服务子***220包括进程管理模块2201、内存管理模块2202、通信协议管理模块2203、人机交互支撑管理模块2204及数据组织模块2205,其中进程管理模块和内存管理模块是微内核子***的核心,通信协议管理模块、人机交互支撑模块和数据组织模块是根据应用需求设计的可插拔的公共内核服务。
所述进程管理模块2201,是指操作***将资源分配给各个进程,让进程间可以分享与交换信息,保护每个进程拥有的资源,使进程间能够同步,并结合工业物联网的应用场景,进行实时调度的模块。主要包括管理进程的过程状态变化、管理进程切换的方式、管理进程调度的算法和管理适用于ARM和RISC-V架构处理器的中断和异常机制。
所述管理进程的过程状态变化,进程的状态包括进程的创建态、进程的阻塞态、进程的就绪态、进程的终止态和进程的运行态等。状态变化也可分为六种,分别为进程的创建态到就绪态、进程的就绪态到运行态、进程的运行态到阻塞态、进程的阻塞态到就绪态、进程的运行态到就绪态以及进程的运行态到终止态。从软件层面编程实现对进程过程状态变化管理,为节点设备上进程的正常工作和运行提供基础支持;
所述管理进程切换的方式,如剥夺抢占式和非剥夺非抢占式等,剥夺抢占式有利于处理更实时更紧迫的任务,但频换的切换带来的上下文开销也大,非剥夺非抢占式适用于专用***,容易实现,但有可能某一进程长时间占用处理器资源,导致其他进程发生饥饿现象。综合考虑进程特性和需求,为不同的节点设备进程配置合适的切换方式,满足节点设备进程切换的需要;
所述管理进程调度的算法,如时间片轮转调度算法、先来先服务算法、短作业优先调度算法、多级反馈队列调度算法和高响应比优先调度算法等。先来先服务算法每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的进程来进行调度运行,特点是算法比较简单,可以实现基本上的公平,但进程的平均等待时间往往很长;短作业优先算法每次选择所需时间最短的进程来进行调度运行,优点是平均等待时间最短,但是实际操作中由于较难预估进程的耗时导致难以实现;高响应比优先调度算法综合了优先度和时间因素,既照顾了短作业,又考虑了作业到达的先后次序,不会使长作业长期得不到服务,实现了一种较好的折衷,但是每次调度前做的计算会增加***开销;时间片轮转调度算法将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度为进程分配一个时间片运行,这样可以在一段时间内满足所有进程的需求,实时性较好,但频繁的切换也会增加***的开销;多级反馈队列调度算法是一种较好的进程调度算法,综合考虑进程的各种信息,设置多个优先级队列,能较好的满足各类进程的需要为不同的节点设备配置合适的进程调度方式。进程调度的算法是进程管理中的核心部分,进程调度算法在不同场景下的优劣性直接影响到操作***进程的运行状况;
所述管理适用于ARM和RISC-V架构处理器的中断和异常机制,主要包括中断和异常的响应机制以及中断、异常处理程序的处理机制,中断异常机制是操作***中的核心机制之一,需要通过软硬件的配合使计算机的能力得到充分地发挥。以RISC-V架构为例,RISC-V中没有单独列举异常、中断使用的栈与普通用户程序使用的栈需要通过软件来切换栈。对于ecall异常而言,不必切换栈指针,直接将现场保存到任务栈中即可。对于中断处理而言,可以切换栈指针,将现场保存到***栈中,也可以像ecall异常的处理方法一样保存到任务栈中。形成与ARM和RISC-V架构处理器硬件相对应的软件处理机制,满足中断异常处理的需求。
所述内存管理模块2202,是指根据节点设备上配置SRAM和DRAM资源的情况,结合ARM和RISC-V本身的架构特征设计相应的内存管理方法的模块。主要包括管理内存中地址空间的组织形式、管理减少内存内部外部碎片和内部碎片的算法。
所述管理内存中地址空间的组织形式,比如可以基于微控制器是否提供MMU,选择单地址空间内存管理机制和多地址空间内存管理机制。单地址空间内存管理机制不需要引入虚拟内存机制,实时性支持较好,不会导致非确定性的I/O阻塞时间,也不会因为处理器缺乏MMU而引发内存管理不可用的问题,但是单地址空间的内存管理容易导致程序开发时侵犯其他程序的地址空间,以致于程序员需要不断的维护所有任务共享的物理内存,加重了开发的难度和周期。多地址空间的内存管理引入了虚拟内存机制,使得应用可以运行在比实际物理内存大的多的进程地址空间中,实现了按需调页的策略,保证了不同进程有单独的运行空间,提高了整个节点操作***的可靠性和安全性。可以综合考虑是否需要虚拟内存机制、开发的难度及周期以及***的可靠性和安全性等问题,选取合适的地址空间组织形式,为节点设备内存管理提供基础支持;
所述管理减少内存内部碎片和外部碎片,主要是通过合理划分内存池、内存块、内存区域等内存大小管理粒度,并综合内存的静态管理和动态管理方式来实现。对于内存容量十分有限、成本能耗要求较高的物联网嵌入式节点设备有较大的帮助。
所述通信协议管理模块2203,是节点设备操作***中非常重要的部分,是实现工业互联和数据传输的基础和保障。主要包括管理各种协议的实现方式。
所述管理各种协议的实现方式,各种具体协议如Wi-Fi、NB-IoT、LoRa、Bluetooth等在物理层、网络层、应用层的实现方式,便于在不同的物联网节点设备上屏蔽底层协议特征,统一实现各层通信和传送协议的细节,为节点设备间的通信提供基础支持
所述人机交互支撑管理模块2204,是指建立在硬件资源描述层对各种显示设备和触控设备的硬件细节屏蔽的基础上,节点设备操作***的易用性和视觉友好性在公共内核服务层的集中体现的模块。主要包括:
所述管理窗口管理及其基本控件,如窗口的裁剪、窗口接收的事件、窗口本身的堆内存及定时管理、消息循环机制与窗口间的通信等,采用窗口管理技术,实现多窗口的支持,允许用户把内容显示在不同的、可以重叠的窗口区域内,便于为节点设备提供基本的人机交互的功能支持;
所述管理GUI控件,如不同于传统窗口控件的机制和机理的可触控GUI控件、适用于工业应用场景的现场组件GUI以及工业生产状态模拟的GUI。节点操作***GUI实现所涉及功能的算法的核心层由图形设备接口、资源管理单元、窗口管理***和消息管理单元四部分组成。图形设备接口主要负责***与绘图程序之间的信息交换,处理所有程序的图形和图像输出。程序需要与显示硬件进行通讯时,无需关心具体的物理设备类型,利用图形设备接口提供的众多函数就可以间接访问显示硬件。资源管理单元负责管理内存堆和定时器。窗口管理***负责创建、删除、管理各种窗口,实现各种预定义窗口(控件)逻辑,支持窗口裁剪以保证多窗口的正确显示以及多个窗口逻辑事件的产生和处理。消息管理单元以消息驱动机制为核心,负责定义、分发、处理所有的GUI事件,支持GUI对象间通信和GUI***与GUI外部***间的通信。节点操作***人机交互支撑模块提供完备的GUI支持,以模块化结构的形式呈现给用户,方便配置和定制;
所述管理语音与设备的交互能力,指在实时性和控制精度要求不高的情况下,增加相应的语音功能支持,便于为节点设备提供语音支持,为用户提供更友好的人机交互体验;
所述数据组织模块2205,是将具备存储能力的硬件和感知能力的硬件所获得数据按照既定的规程表示、组织和转储。主要包括研发数据在工业化场景下存储方式、研发轻量级的文件***和核心文件服务支持、研发轻量级的数据库***支撑和键值***支撑。
所述研发数据在工业化场景下存储方式,如考虑存储在云平台上、存储在节点设备中等方式。工业物联网中获取的数据种类繁杂,数据量大,节点设备上工业大数据的存储是工业物联网数据分析与决策的前提;
研发轻量级的文件***和核心文件服务支持,文件***是承担数据存储任务的载体,为数据存储服务提供支持;
研发轻量级的数据库***支撑和键值***支撑。
所述公共库及基本开发工具支持子***230,如图6所示,主要为上层应用提供接口。包括公共库支持模块2301和基本开发工具支持模块2302。
所述公共库支持模块2301,其好处在于使得工业应用程序可以方便适配RISC-V、ARM或者其他体系架构,同时使得工业应用程序本身的可读性和示范性较好,能够在正确性、性能和规模各个方面做出灵活的权衡。公共库支持模块主要适配包括基本的数学库、程序诊断库、字符分类库、浮点操作库、基本的输入输出操作库、字符串操作库以及一些针对具体工业应用领域的专用行业库等。
所述基本开发工具支持模块2302,基本工具是节点操作***支撑工业物联网应用的基础和必然要求。基本开发工具支持模块主要适配包括文本编辑类工具、编译工具链、工程构建工具类、调试工具类等。
图7为本申请节点设备管理***装置实施例一的结构示意图。本申请实施例提供一种基于工业物联网的节点设备管理装置300,对工业物联网的各类节点设备以及对应的资源进行管理,主要包括以下四个单元:硬件资源描述单元301、内核服务提供单元302、数据传输通信单元303、软件应用服务单元304。
所述硬件资源描述单元301,硬件资源描述单元主要对节点设备的硬件所具有的算力、通信能力、存储能力、感知能力、人机交互能力等进行描述,拟采用资源树描述方案。具体地描述以下五类信息:CPU的架构、类别、数量和机器模式等信息;内存的厂商、地址、偏移、节点信息;各种总线支持和桥接信息;中断控制器和中断使用描述;基本的输入输出引脚等控制信息。
优选的,采用三种文本完成对硬件资源的资源树的描述和描述,第一种是某类SoC对应的多个产品和电路板对应的共同部分的文本描述,第二种是对某个单一节点上硬件资源的文本描述,第三种是为了将这两类文本传递到节点设备操作***的内核时编译产生的二进制文件。
优选的,采用树形结构组织前两种文本,在一个文本中,有且仅有一个根节点,根节点下再分子节点,子节点下再酌情挂接子节点,节点的属性值可以是多样化的,如可以是字符串类型,可以是无符号整型,可以是二进制也可以是空值。节点属性的种类,拟描述为兼容属性、中断属性、地址转换属性等。对于第三种编译生成的文本,拟设计相应的解析数据结构,包含设备树魔数、设备树大小、设备树版本、兼容版本号、保留内存区、启动处理器的CPUID、硬件设备的开始结束信息、标志信息等。
所述内核服务提供单元302,包括进程调度和内存管理的核心服务部分和通信协议、数据组织、人机交互支撑非核心服务部分,拟采用软件定义的方式,将所述内核服务最大化的卸载到相关功能硬件。
优选的,内核服务单元采用构造节点操作***的可伸缩性内核技术。构造可伸缩可灵活订制的统一内核,有利于终端节点操作***生态的壮大。通过统一的描述和建模,对不同的底层硬件和功能部件进行“标准”化列表呈现,屏蔽彼此的差异,描述出几个大类的典型通用硬件模型,从而形成统一通用的功能接口。所述可伸缩性内核在处理器和内存资源都受限的传感器设备上,只满足基本的进程调度和通信功能即可。而在高端的智能设备上,所述可伸缩性内核具备功能完整的进程管理、内存管理、存储管理,且实现了复杂的多种网络通信协议、人机交互功能,在智能应用支持上可以实现一定规模的语音图像识别和自然语言处理等功能。在技术实现上,构造可伸缩内核可以从编译内核和选择加载二进制模块来实现。当内核尺寸要求在10K或8K,或更小尺寸时,需要根据应用目标,进行深度裁剪,然后重新编译。选择加载二进制模块的方法,将所有的二进制模块预先定义在某个配置文件里,按照文件开关的方法加载所需的二进制模块。
优选的,内核服务单元采用构造节点操作***的可扩展性功能技术。节点操作***本身应该是一个统一的***软件框架,在其上定义统一的编程接口和规范。遵循这些统一编程接口和规范时,就可以很容易将新的功能和新的硬件纳入操作***的管理。将可扩展性融合到节点操作***的设计中,在技术实现上,可以考虑复用Linux等***的Kconfig等机制,使用资源树或总线树的设备管理机制,动态加载设备驱动程序和其他功能模块。可以将应用程序和一些不常用的二进制模块存放在有外部存储介质的终端上,当应用请求时,以动态的方式进行加载。特别地,对于文件***,部分网络协议栈应该与节点操作***内核的进程管理和内存管理进行最大限度的解耦合,实现有效分离,同时具备远程管理和升级功能,这样能最大限度减少每个终端设备的维护成本。
所述数据传输通信单元303,指为工业物联网节点设备之间以及节点设备与云端大数据平台之间提供数据通道,使得数据可以利用各种协议在不同设备之间进行实时的传送。
优选的,数据传输通信单元拟采用统一的数据报格式通信技术。为此,在应用层上设计一套适用范围广且易于解析的数据报格式协议,凡采用该协议的设备,都能够无缝地相互通信。在这样一套协议栈的支持下,可以进而实现设备的自动发现、识别、互连,以降低组网的操作复杂性。该数据报由头部和数据两部分组成,其中数据部分封装各个通信协议的数据报,向上屏蔽通信协议细节,实现统一通信。数据报头部是为了正确传输高层数据而增加的控制信息,主要包括协议版本号、首部长度、总长度、标识、片偏移、生存时间、协议、首部检验和、源地址和目的地址等。数据报采用奇偶校验和CRC循环校验等方式,来确保数据报首部或数据部分的正确传输。
优选的,数据传输单元拟采用动态扩展网络技术,以改进现有Mesh网络的不足。Mesh网络允许网络中的节点以无线的方式直接互相连接,使得各个节点组成一个网状的网络,并且可以动态地、自适应地扩展。在Mesh网络中,每则消息从一个节点发送至无线信号覆盖范围内的另一个节点。消息从起点发出,经过若干个中继节点后,到达终点,使得消息可达的范围大大增加。多跳互联和网状拓扑特性让Mesh网络具有高度的稳健性,单个节点或线路的故障不会对整个网络的运行造成影响。这些特性使得Mesh网络能够适应多种应用场景,且组网开销小。特别地,加入对Mesh网络的支持,除上述Mesh网络特性外,使用的Mesh网络中可以将节点设为低功耗节点,与一个伙伴节点配合使用。在这种配置情况下,低功耗节点在暂停运行时收到的消息可以在伙伴节点暂存。此外,网络还支持加密、身份验证等特性以提高安全性。
所述软件应用服务单元304,指根据不同的工业物联网应用场景,提供共性编程接口和统一编程模型,解决编程通用性问题,采用和公共开发工具相结合的方式,凝练接口编程共性,实现与行业专用库的互联互通,并为上层应用软件提供合适的接口。
优选的,软件应用服务单元拟设计面向节点操作***的共性编程接口,解决由硬件多样性繁杂和用户需求变化导致的API冗杂管理的问题,拟采用下列技术方案:兼容现有的POXIS API和C/C++API,支持Linux等POXIS程序适配本专利发明的节点操作***;设计节点操作***自解释型的API,即不用阅读相应API文档即可理解API,引导API使用者写出可读代码;描述出通用功能集,对所有资源的操作都采用一致的方式,实现通过API接口与专业公用库的相互通信,最大限度地满足平台无关性。
优选的,软件应用服务单元拟设计硬件透明的统一编程模型,采用不同于传统协同设计的策略,构建一个硬件透明的编程模型来简化编辑器和公共开发工具的工作。采用软硬件协同方法库的方式为统一编程的***提供支持,硬件方法采用与软件方法相同的语法进行封装,如此便将软件方法统一到相同形式的方法形式上,形成一个统一的编程模型,设计人员可以根据该编程模型进行编程。
优选的,软件应用服务单元拟设计支持丰富的软件开发工具包,提供运行于节点操作***平台上,面向不同应用领域的公共开发组件,为开发者提供可重用软件包的选择。具体地,拟支持的软件包应用领域涉及***相关的软件包,如SQLite;多媒体相关的软件包,如OpenMV;脚本语言相关的软件包,如JavaScript;物联网协议支持的相关软件包,如WebSocket、MQTT等。
本申请的另一个实施例提供了一种工业物联网节点的操作***,包括:
硬件资源描述和管理子***,包括计算能力描述和管理模块、感知能力描述和管理模块、通信能力描述和管理模块、存储能力描述和管理模块、感知能力描述和管理模块以及交互能力描述和管理模块;
共性实时微内核子***,包括进程管理模块、内存管理模块、通信协议模块、数据组织模块和人机交互支撑模块;
公共库及基本开发工具支持子***,包括公共库支持模块和基本开发工具支持模块。
所述计算能力描述和管理模块用于对计算属性进行描述和管理,具体包括:
描述微控制器支持的通用计算种类;
描述微控制器支持的汇编语言指令种类;
描述微控制器支持的指令寻址方式;
描述微控制器的计算频率和时钟周期。
所述通信能力描述和管理模块用于将物联网节点设备上含有的各类通信模块的连接属性和传送数据的属性进行描述和管理,具体包括:
描述各类节通信模块所遵循的通信协议;
描述各类通信模块的传送协议;
描述各类通信模块及其网关对协议转换的支持。
所述存储能力描述和管理模块用于将物联网节点设备上含有的各类存储设备所发挥的功能和效用进行描述和管理,具体包括:
描述存储设备的应用场景;
描述存储设备的容量大小。
所述感知能力描述和管理模块用于将物联网节点设备上含有的各类传感器的探测感受属性进行描述和管理,具体包括:
描述传感器感知的物理量的种类;
描述传感器感知的物理量的上下限。
所述人机交互能力描述和管理模块用于将物联网节点设备上含有的各类人机交互相关外设的功能和效用进行描述和管理,具体包括:
描述显示设备的属性;描述触控设备的属性;描述声卡设备及语音识别设备的属性。
所述进程管理模块,用于将资源分配给各个进程,使各进程间分享与交换信息,使各进程同步,并结合工业物联网的应用场景,进行实时调度。
所述内存管理模块,用于管理节点设备上配置的内存资源,具体用于:
管理内存中地址空间的组织形式;
管理减少内存的外部碎片和内部碎片。
所述通信协议管理模块用于实现工业互联和数据传输,具体用于:
管理协议的实现方式;
管理可插拔的面向工业物联网的通信协议。
所述人机交互支撑管理模块用于:管理窗口管理及其基本控件;管理GUI控件;管理语音交互。
所述数据组织模块用于将具备存储能力的硬件和感知能力的硬件所获得数据进行表示、组织和转储。
本申请的另一个实施例提供了一种工业物联网节点的资源管理装置,包括:
硬件资源管理单元,用于对工业物联网内各类节点设备的硬件资源进行总结和管理,为内核服务提供单元提供支持;
内核服务提供单元,用于提供多线程实时内核服务;
数据传输通信单元,用于采用统一的数据报格式通信技术,为工业物联网节点之间以及节点与云端大数据平台之间提供数据通道;
软件应用服务单元,用于根据不同的工业物联网应用场景,为上层应用提供接口。
所述硬件资源管理单元包括:
计算资源管理子部件,用于管理物联网节点设备上的微控制器的计算属性;
存储资源管理子部件,用于管理物联网节点设备上的存储设备;
感知资源管理子部件,用于管理物联网节点设备上的各类传感器的探测感受属性;
人机交互资源管理子部件,用于管理物联网节点设备上的各类人机交互外设。
所述内核服务提供单元包括:
进程管理子部件,用于将资源分配给各个进程,让各进程间分享与交换信息,使各进程同步,并结合工业物联网的应用场景,进行实时调度;
内存管理子部件,用于管理节点设备上配置的存储资源;
人机交互支撑管理子部件,用于管理人机交互设备;
数据组织子部件,用于将具备存储能力的硬件和感知能力的硬件所获得数据进行表示、组织和转储。
所述数据传输通信单元包括:
计算节点内通信子部件,用于工业物联网节点间的通信;
计算节点间通信子部件,用于节点间网络与电信传输网络以及电信传输网络之间的通信;
数据传输统一通信子部件,用于采用统一的数据报格式通信技术,在应用层上设计数据报格式协议。
所述软件应用服务单元包括:
计算框架支持子部件,用于提供智能计算框架的支持;
工业应用库支持子部件,用于提供工业应用库支持;
云端应用支持子部件,用于提供云端应用支持。
上述本申请实施例公开实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本申请实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本申请实施例的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上的本申请实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本申请实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请实施例的保护范围之内。
本领域技术人员还应明白的是,结合本专利公开所描述的各种示例性***、模块、单元和步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性,已经就各种示意性***、模块、单元和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个***的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能,但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本申请实施例公开的范围。
术语“模块”并非意图受限于特定物理形式。取决于具体应用,模块可以实现为硬件、固件、软件和/或其组合。此外,不同的模块可以共享公共组件或甚至由相同组件实现。不同模块之间可以存在或不存在清楚的界限。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述,构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外,本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白,可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容,并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。
类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本申请的示例性实施例的描述中,本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。