CN115208717B - 边缘计算网关装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了边缘计算网关装置，涉及边缘计算技术领域，解决了现有技术中，无法将终端节点匹配适应多场景传输的传输策略的技术问题，实时检测网关装置的运行能力的同时保证网关装置的运行效率，提高网关装置的工作效率同时加强网关装置的管控力度；将投入使用的终端节点进行检测，同时对应终端节点的运行进行计算建模，从而保证网关终端的运行效率，同时根据终端节点分析能够提高终端运行的多样运行效率；将网关装置进行数据传输控制，提高数据传输的合理性以及传输效率的稳定性，防止数据传输进度慢导致网关装置的运行效率降低，同时针对网关装置不同的运行场景能够进行数据传输策略转变，更加保证的数据传输的合格性。

Description

边缘计算网关装置

技术领域

本发明涉及边缘计算技术领域，具体为边缘计算网关装置。

背景技术

网关又称网间连接器、协议转换器，网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连，网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连，网关是一种充当转换重任的计算机***或设备；

但是在现有技术中，网关装置在使用时，不能够将对应终端节点进行合格性监测，同时无法将终端节点匹配适应多场景传输的传输策略，导致网关装置的工作效率低；此外，无法保证终端节点的管控力度，以至于降低网关装置的工作效率；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出边缘计算网关装置，将网关装置的运行进行建模检测，实时检测网关装置的运行能力的同时保证网关装置的运行效率，提高网关装置的工作效率同时加强网关装置的管控力度；将投入使用的终端节点进行检测，同时对应终端节点的运行进行计算建模，从而保证网关终端的运行效率，同时根据终端节点分析能够提高终端运行的多样运行效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

边缘计算网关装置，包括服务器，服务器通讯连接有：

数据传输策略构建单元，用于将网关装置进行数据传输控制，将网关装置对应传输数据进行分析，通过分析构建周期传输策略和突发传输策略，其中，周期传输策略为数据传输周期，突发传输策略为周期传输策略的补充；

设备建模单元，用于将网关装置的运行进行建模检测，面向设备接入场景时，将网关装置对应终端节点进行分析，通过分析判断终端节点的类型，并根据曲线构建将终端节点运行进行检测；

计算建模单元，用于将投入使用的终端节点进行检测，将网关装置对应投入使用的终端节点根据执行流程构建通讯链，不同执行流程对应通讯链不一致，通过通讯链分析生成网关执行不合格信号和网关执行合格信号，并将其发送至服务器；

数据传输检测单元，用于将网关装置对应通讯链的数据传输效率进行检测，通过分析生成传输正常信号和传输异常信号，并将其发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，数据传输策略构建单元的运行过程如下：

采集到网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度，若网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度任一数值超过对应阈值，则判定当前传输数据的浮动大，将对应大浮动传输数据的传输过程设置数据传输周期，并将数据传输周期标记为周期传输策略；周期传输策略根据实时传输数据量进行调控，在保证传输数据完整的前提下将周期传输策略的周期进行调控；

若网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度均未超过对应阈值，则判定当前传输数据的浮动小，再将传输数据对应周期传输策略的基础上补充突发传输策略，根据传输数据的数值浮动频率以及数值浮动跨度进行分析，若当前数值浮动频率或者数值浮动跨度导致网关装置传输速率浮动，则将当前数据浮动频率或者数值浮动跨度作为突发触发点，且对应突发触发点作为突发传输策略的执行点，若突发触发点对应数值符合，则突发传输策略执行，其突发传输策略为当前执行时刻与历史最近周期传输时刻点内所有生成数据进行统一传输。

作为本发明的一种优选实施方式，设备建模单元的运行过程如下：

采集到网关装置对应终端节点的实时物理通信端口使用数量和通信端口对应通信速率；通过分析获取到终端节点的运行能力系数；

将对应终端节点设置运行时间段，并构建运行能力曲线，且运行能力曲线所在坐标系的X轴为时间、Y轴为运行能力系数；在运行时间段内判断运行能力曲线的走势，若运行能力曲线为上升后持平走势或者上升走势，判定终端节点的工作执行稳定且工作效率稳定，将对应终端节点标记为稳定节点；若运行能力曲线为下降后持平走势或者下降走势，判定终端节点的工作执行不稳定且工作效率不稳定，将对应终端节点标记为不稳定节点；

在运行过程中将网关装置通讯连接的稳定节点进行保持运行，将对应不稳定节点的物理通信端口使用数量进行控制以至于通信速率稳定，若其通信速率无法稳定则将不稳定节点的使用数量进行减少，仍无法稳定通信速率则将对应终端节点断开连接并将其终端节点进行维护。

作为本发明的一种优选实施方式，计算建模单元的运行过程如下：

判断终端节点运行时是否需要接收相邻上一终端节点的运行指令，且在完成运行后是否需要向相邻下一终端节点发送运行指令；

若终端节点运行时需要接收相邻上一终端节点的运行指令，或者在完成运行后需要向相邻下一终端节点发送运行指令，则将对应终端节点标记为需顺序执行节点，即需顺序执行节点表示为终端节点不能够单独执行，需通过相邻终端节点配合才能使执行事件进行闭环；

若终端节点运行时不需要接收相邻上一终端节点的运行指令，且在完成运行后不需要向相邻下一终端节点发送运行指令，则将对应终端节点标记为可单独执行节点，即可单独执行节点表示为终端节点能够单独执行，可单独运行使执行事件进行闭环，同时可单独执行节点也可用作需顺序执行节点；

将网关装置对应通讯链进行分析。

作为本发明的一种优选实施方式，通讯链进行分析过程如下：

采集到通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长以及对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时，并将其分别与缓冲时长阈值和切换耗时阈值进行比较：

若通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长超过缓冲时长阈值，或者对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时超过切换耗时阈值，则生成网关执行不合格信号并将网关执行不合格信号发送至服务器；若通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长未超过缓冲时长阈值，且对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时未超过切换耗时阈值，则生成网关执行合格信号并将网关执行合格信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，数据传输检测单元的运行过程如下：

采集到网关装置对应通讯链传输数据不连续频率以及通讯链内数据传输的平均速度浮动值，并将其分别与不连续频率阈值和速度浮动值阈值进行标记：

若网关装置对应通讯链传输数据不连续频率超过不连续频率阈值，或者通讯链内数据传输的平均速度浮动值超过速度浮动值阈值，则判定网关装置数据传输检测不合格，生成传输异常信号并将传输异常信号发送至服务器；

若网关装置对应通讯链传输数据不连续频率未超过不连续频率阈值，且通讯链内数据传输的平均速度浮动值未超过速度浮动值阈值，则判定网关装置数据传输检测合格，生成传输正常信号并将传输正常信号发送至服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，将网关装置进行数据传输控制，提高数据传输的合理性以及传输效率的稳定性，防止数据传输进度慢导致网关装置的运行效率降低，同时针对网关装置不同的运行场景能够进行数据传输策略转变，更加保证的数据传输的合格性；将网关装置的运行进行建模检测，实时检测网关装置的运行能力的同时保证网关装置的运行效率，提高网关装置的工作效率同时加强网关装置的管控力度；将投入使用的终端节点进行检测，同时对应终端节点的运行进行计算建模，从而保证网关终端的运行效率，同时根据终端节点分析能够提高终端运行的多样运行效率；将符合对应传输策略的数据进行传输效率检测，判断当前网关装置的传输效率是否合格，提高网关装置的运行质量，同时在执行合格时能够判断网关装置是否受到外界影响，从而提高网关装置检测的准确性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明边缘计算网关装置的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，边缘计算网关装置，包括服务器，服务器通讯连接有数据传输策略构建单元、设备建模单元、计算建模单元以及数据传输检测单元，其中，服务器与数据传输策略构建单元、设备建模单元、计算建模单元以及数据传输检测单元均为双向通讯连接；

服务器生成数据传输策略构建信号并将数据传输策略构建信号发送至数据传输策略构建单元，数据传输策略构建单元接收到数据传输策略构建信号后，将网关装置进行数据传输控制，提高数据传输的合理性以及传输效率的稳定性，防止数据传输进度慢导致网关装置的运行效率降低，同时针对网关装置不同的运行场景能够进行数据传输策略转变，更加保证的数据传输的合格性；

将网关装置对应传输数据进行分析，采集到网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度，若网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度任一数值超过对应阈值，则判定当前传输数据的浮动大，将对应大浮动传输数据的传输过程设置数据传输周期，并将数据传输周期标记为周期传输策略；周期传输策略根据实时传输数据量进行调控，在保证传输数据完整的前提下将周期传输策略的周期进行调控；

若网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度均未超过对应阈值，则判定当前传输数据的浮动小，再将传输数据对应周期传输策略的基础上补充突发传输策略，根据传输数据的数值浮动频率以及数值浮动跨度进行分析，若当前数值浮动频率或者数值浮动跨度导致网关装置传输速率浮动，则将当前数据浮动频率或者数值浮动跨度作为突发触发点，且对应突发触发点作为突发传输策略的执行点，若突发触发点对应数值符合，则突发传输策略执行，其突发传输策略为当前执行时刻与历史最近周期传输时刻点内所有生成数据进行统一传输；

在完成周期传输策略和突发传输策略后，将其发送至服务器，服务器接收后，生成设备建模信号并将设备建模信号发送至设备建模单元，设备建模单元接收到设备建模信号后，将网关装置的运行进行建模检测，实时检测网关装置的运行能力的同时保证网关装置的运行效率，提高网关装置的工作效率同时加强网关装置的管控力度；

面向设备接入场景时，将网关装置对应终端节点进行分析，采集到网关装置对应终端节点的实时物理通信端口使用数量和通信端口对应通信速率，并将网关装置对应终端节点的实时物理通信端口使用数量和通信端口对应通信速率分别标记为SL和TV；通过公式获取到终端节点的运行能力系数X，其中，a1和a2均为预设比例系数，且a1＞a2＞0；终端节点表示为与网关装置通讯连接的处理设备，如处理器等设备；

将对应终端节点设置运行时间段，并构建运行能力曲线，且运行能力曲线所在坐标系的X轴为时间、Y轴为运行能力系数；在运行时间段内判断运行能力曲线的走势，若运行能力曲线为上升后持平走势或者上升走势，判定终端节点的工作执行稳定且工作效率稳定，将对应终端节点标记为稳定节点；可以理解的是上升走势表示为终端节点的物理通信端口使用数量稳定增加，或者通信速度不会降低，因此可判定其工作执行和工作是否稳定；

若运行能力曲线为下降后持平走势或者下降走势，判定终端节点的工作执行不稳定且工作效率不稳定，将对应终端节点标记为不稳定节点；

在运行过程中将网关装置通讯连接的稳定节点进行保持运行，将对应不稳定节点的物理通信端口使用数量进行控制以至于通信速率稳定，若其通信速率无法稳定则将不稳定节点的使用数量进行减少，仍无法稳定通信速率则将对应终端节点断开连接并将其终端节点进行维护；

通过设备建模后将各个终端节点投入使用，服务器生成计算建模信号并将计算建模信号发送至计算建模单元，计算建模单元接收到计算建模信号后，将投入使用的终端节点进行检测，同时对应终端节点的运行进行计算建模，从而保证网关终端的运行效率，同时根据终端节点分析能够提高终端运行的多样运行效率；

将网关装置对应投入使用的终端节点根据执行流程构建通讯链，不同执行流程对应通讯链不一致，通讯链体现出网关装置对应执行流程的工作效率；

判断终端节点运行时是否需要接收相邻上一终端节点的运行指令，且在完成运行后是否需要向相邻下一终端节点发送运行指令；

若终端节点运行时需要接收相邻上一终端节点的运行指令，或者在完成运行后需要向相邻下一终端节点发送运行指令，则将对应终端节点标记为需顺序执行节点，即需顺序执行节点表示为终端节点不能够单独执行，需通过相邻终端节点配合才能使执行事件进行闭环；

若终端节点运行时不需要接收相邻上一终端节点的运行指令，且在完成运行后不需要向相邻下一终端节点发送运行指令，则将对应终端节点标记为可单独执行节点，即可单独执行节点表示为终端节点能够单独执行，可单独运行使执行事件进行闭环，同时可单独执行节点也可用作需顺序执行节点，如可单独执行节点为检测节点时，在执行事件闭环中也可以添加检测节点；

将网关装置对应通讯链进行分析，采集到通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长以及对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时，并将通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长以及对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时分别与缓冲时长阈值和切换耗时阈值进行比较：非单一运行表示为可单独执行节点作为需顺序执行节点处于执行事件闭环，单一运行表示为可单独执行节点进行执行事件运行；

若通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长超过缓冲时长阈值，或者对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时超过切换耗时阈值，则判定通讯链执行模式不合格，生成网关执行不合格信号并将网关执行不合格信号发送至服务器，服务器接收到网关执行不合格信号后，根据通讯链对应相邻终端节点分析，判断执行间隔位置，并将对应相邻终端节点进行调节；

若通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长未超过缓冲时长阈值，且对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时未超过切换耗时阈值，则判定通讯链执行模式合格，生成网关执行合格信号并将网关执行合格信号发送至服务器，通讯链执行模式合格表示为通讯链对应终端节点可正常配合运行；

服务器接收到网关执行合格信号后，生成数据传输检测信号并将数据传输检测信号发送至数据传输检测单元，数据传输检测单元接收到数据传输检测信号后，将网关装置对应通讯链的数据传输效率进行检测，将符合对应传输策略的数据进行传输效率检测，判断当前网关装置的传输效率是否合格，提高网关装置的运行质量，同时在执行合格时能够判断网关装置是否受到外界影响，从而提高网关装置检测的准确性；

采集到网关装置对应通讯链传输数据不连续频率以及通讯链内数据传输的平均速度浮动值，并将网关装置对应通讯链传输数据不连续频率以及通讯链内数据传输的平均速度浮动值分别与不连续频率阈值和速度浮动值阈值进行标记：

若网关装置对应通讯链传输数据不连续频率超过不连续频率阈值，或者通讯链内数据传输的平均速度浮动值超过速度浮动值阈值，则判定网关装置数据传输检测不合格，生成传输异常信号并将传输异常信号发送至服务器，服务器接收到传输异常信号后，将对应通讯链位置进行设备检测和网络检测，若无异常，则将当前网关设备对应网络防火墙进行检测；

若网关装置对应通讯链传输数据不连续频率未超过不连续频率阈值，且通讯链内数据传输的平均速度浮动值未超过速度浮动值阈值，则判定网关装置数据传输检测合格，生成传输正常信号并将传输正常信号发送至服务器；服务器接收到传输正常信号后，将通讯链的数据传输进行控制，若通讯链数据传输过程中，网络中断则将当前通讯链实时数据流的位置进行标记，并在网络恢复后将标记位置的数据流进行流动，且将数据流在标记前后的数据内存值进行比较，防止数据丢失。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；

本发明在使用时，通过数据传输策略构建单元将网关装置进行数据传输控制，将网关装置对应传输数据进行分析，通过分析构建周期传输策略和突发传输策略；通过设备建模单元将网关装置的运行进行建模检测，面向设备接入场景时，将网关装置对应终端节点进行分析，通过分析判断终端节点的类型，并根据曲线构建将终端节点运行进行检测；通过计算建模单元将投入使用的终端节点进行检测，将网关装置对应投入使用的终端节点根据执行流程构建通讯链，不同执行流程对应通讯链不一致，通过通讯链分析生成网关执行不合格信号和网关执行合格信号，并将其发送至服务器；通过数据传输检测单元将网关装置对应通讯链的数据传输效率进行检测，通过分析生成传输正常信号和传输异常信号，并将其发送至服务器。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.边缘计算网关装置，其特征在于，包括服务器，服务器通讯连接有：

数据传输策略构建单元，用于将网关装置进行数据传输控制，将网关装置对应传输数据进行分析，通过分析构建周期传输策略和突发传输策略，其中，周期传输策略为数据传输周期，突发传输策略为周期传输策略的补充；

设备建模单元，用于将网关装置的运行进行建模检测，面向设备接入场景时，将网关装置对应终端节点进行分析，通过分析判断终端节点的类型，并根据曲线构建将终端节点运行进行检测；

计算建模单元，用于将投入使用的终端节点进行检测，将网关装置对应投入使用的终端节点根据执行流程构建通讯链，不同执行流程对应通讯链不一致，通过通讯链分析生成网关执行不合格信号和网关执行合格信号，并将其发送至服务器；

数据传输检测单元，用于将网关装置对应通讯链的数据传输效率进行检测，通过分析生成传输正常信号和传输异常信号，并将其发送至服务器；

计算建模单元的运行过程如下：

判断终端节点运行时是否需要接收相邻上一终端节点的运行指令，且在完成运行后是否需要向相邻下一终端节点发送运行指令；

若终端节点运行时需要接收相邻上一终端节点的运行指令，或者在完成运行后需要向相邻下一终端节点发送运行指令，则将对应终端节点标记为需顺序执行节点，即需顺序执行节点表示为终端节点不能够单独执行，需通过相邻终端节点配合才能使执行事件进行闭环；

若终端节点运行时不需要接收相邻上一终端节点的运行指令，且在完成运行后不需要向相邻下一终端节点发送运行指令，则将对应终端节点标记为可单独执行节点，即可单独执行节点表示为终端节点能够单独执行，可单独运行使执行事件进行闭环，同时可单独执行节点也可用作需顺序执行节点；

将网关装置对应通讯链进行分析；

通讯链进行分析过程如下：

采集到通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长以及对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时，并将其分别与缓冲时长阈值和切换耗时阈值进行比较：

若通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长超过缓冲时长阈值，或者对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时超过切换耗时阈值，则生成网关执行不合格信号并将网关执行不合格信号发送至服务器；若通讯链运转过程中需顺序执行节点进行运行指令传递的缓冲时长未超过缓冲时长阈值，且对应可单独执行节点非单一运行和单一运行的切换耗时未超过切换耗时阈值，则生成网关执行合格信号并将网关执行合格信号发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的边缘计算网关装置，其特征在于，数据传输策略构建单元的运行过程如下：

采集到网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度，若网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度任一数值超过对应阈值，则判定当前传输数据的浮动大，将对应大浮动传输数据的传输过程设置数据传输周期，并将数据传输周期标记为周期传输策略；周期传输策略根据实时传输数据量进行调控，在保证传输数据完整的前提下将周期传输策略的周期进行调控；

若网关装置传输数据对应数值的浮动频率以及对应数值浮动跨度均未超过对应阈值，则判定当前传输数据的浮动小，再将传输数据对应周期传输策略的基础上补充突发传输策略，根据传输数据的数值浮动频率以及数值浮动跨度进行分析，若当前数值浮动频率或者数值浮动跨度导致网关装置传输速率浮动，则将当前数据浮动频率或者数值浮动跨度作为突发触发点，且对应突发触发点作为突发传输策略的执行点，若突发触发点对应数值符合，则突发传输策略执行，其突发传输策略为当前执行时刻与历史最近周期传输时刻点内所有生成数据进行统一传输。

3.根据权利要求1所述的边缘计算网关装置，其特征在于，设备建模单元的运行过程如下：

采集到网关装置对应终端节点的实时物理通信端口使用数量和通信端口对应通信速率；通过分析获取到终端节点的运行能力系数；

将对应终端节点设置运行时间段，并构建运行能力曲线，且运行能力曲线所在坐标系的X轴为时间、Y轴为运行能力系数；在运行时间段内判断运行能力曲线的走势，若运行能力曲线为上升后持平走势或者上升走势，判定终端节点的工作执行稳定且工作效率稳定，将对应终端节点标记为稳定节点；若运行能力曲线为下降后持平走势或者下降走势，判定终端节点的工作执行不稳定且工作效率不稳定，将对应终端节点标记为不稳定节点；

在运行过程中将网关装置通讯连接的稳定节点进行保持运行，将对应不稳定节点的物理通信端口使用数量进行控制以至于通信速率稳定，若其通信速率无法稳定则将不稳定节点的使用数量进行减少，仍无法稳定通信速率则将对应终端节点断开连接并将其终端节点进行维护。

4.根据权利要求1所述的边缘计算网关装置，其特征在于，数据传输检测单元的运行过程如下：

采集到网关装置对应通讯链传输数据不连续频率以及通讯链内数据传输的平均速度浮动值，并将其分别与不连续频率阈值和速度浮动值阈值进行标记：

若网关装置对应通讯链传输数据不连续频率超过不连续频率阈值，或者通讯链内数据传输的平均速度浮动值超过速度浮动值阈值，则判定网关装置数据传输检测不合格，生成传输异常信号并将传输异常信号发送至服务器；

若网关装置对应通讯链传输数据不连续频率未超过不连续频率阈值，且通讯链内数据传输的平均速度浮动值未超过速度浮动值阈值，则判定网关装置数据传输检测合格，生成传输正常信号并将传输正常信号发送至服务器。

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