本發(fā)明屬于云邊端物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，尤其涉及一種云邊端協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)及數(shù)據(jù)交互方法。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，通過云服務(wù)對物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)各種不同類性的設(shè)備和資源進行智能化控制使用，能夠有效降低物聯(lián)網(wǎng)運營維護成本，減少人力資源的需求。其中云邊端技術(shù)在在應(yīng)對龐大的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和多變的設(shè)備結(jié)構(gòu)情境中，能夠有效將第云端計算壓力，實現(xiàn)近端計算，提高物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)的運行效率，云邊端物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)運行過程中，需要構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)各類設(shè)備以及運營過程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，以便于云服務(wù)器以及各邊緣終端確認從基礎(chǔ)設(shè)備到系統(tǒng)整體的狀態(tài)信息，隨著物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的升級以及持續(xù)管理調(diào)度，其產(chǎn)生的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也越來越多，因此需要一個高效的數(shù)據(jù)交互處理方案，能夠降低系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)存儲維護的難度，同時提高數(shù)據(jù)交互的效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，基于實際需求，提供一種用于改善物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度過程中數(shù)據(jù)交換效率，降低系統(tǒng)資源消耗的云邊端協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)交互方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

3、本技術(shù)提供一種云邊端協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)，包括云端服務(wù)層、邊緣信息層；

4、云端服務(wù)層由云端標(biāo)簽服務(wù)組件、云端數(shù)據(jù)管理組件、云端資源調(diào)度組件構(gòu)成；邊緣信息層包括多個邊緣服務(wù)終端，邊緣服務(wù)終端由邊緣資源服務(wù)組件、邊緣標(biāo)簽服務(wù)組件、數(shù)據(jù)共享組件、邊緣數(shù)據(jù)管理組件構(gòu)成；

5、云端標(biāo)簽服務(wù)組件根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息，創(chuàng)建用于標(biāo)記終端以及物聯(lián)網(wǎng)資源及其屬性的數(shù)據(jù)標(biāo)簽庫，并實現(xiàn)標(biāo)簽信息的增刪修改操作；

6、云端數(shù)據(jù)管理組件存儲和維護云端重要的資源數(shù)據(jù)，并根據(jù)云端資源調(diào)度組件的指令提取數(shù)據(jù)并發(fā)送至數(shù)據(jù)共享組件；

7、云端資源調(diào)度組件根據(jù)邊緣信息層上傳的資源訪問請求消息從數(shù)據(jù)標(biāo)簽庫中提取相應(yīng)數(shù)據(jù)標(biāo)簽，并根據(jù)需求將標(biāo)簽發(fā)送至標(biāo)簽服務(wù)組件，或?qū)⒃贫速Y源數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)共享組件；

8、邊緣資源服務(wù)組件讀取用戶側(cè)資源需求，并對用戶合法性進行驗證，建立與用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸通路；

9、標(biāo)簽服務(wù)組件解析用戶資源訪問請求，提取數(shù)據(jù)標(biāo)簽信息并向內(nèi)發(fā)送資源提取指令，向外發(fā)送數(shù)據(jù)共享請求，向云端發(fā)送資源訪問請求；

10、數(shù)據(jù)共享組件建立被高頻調(diào)用的共享資源或云端資源的臨時存儲；

11、邊緣數(shù)據(jù)管理組件存儲和維護邊緣服務(wù)終端服務(wù)范圍內(nèi)的固有數(shù)據(jù)或者所需的必要數(shù)據(jù)。

12、對前述云邊端協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)的進一步改進或者優(yōu)選實施方式，還包括設(shè)備感知層，設(shè)備感知層包括資源感知設(shè)備以及控制執(zhí)行設(shè)備；所述資源感知設(shè)備用于采集物聯(lián)網(wǎng)資源以及狀態(tài)信息并上傳至云端標(biāo)簽服務(wù)組件。

13、對前述云邊端協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)的進一步改進或者優(yōu)選實施方式，所述數(shù)據(jù)標(biāo)簽至少包括邊緣服務(wù)終端標(biāo)簽、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備標(biāo)簽、用戶標(biāo)簽、應(yīng)用服務(wù)標(biāo)簽；

14、邊緣服務(wù)終端標(biāo)簽標(biāo)簽信息內(nèi)包含邊緣服務(wù)終端id、所屬管理側(cè)云端系統(tǒng)id、終端位置信息、終端服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)信息(包括網(wǎng)絡(luò)類型、可用狀態(tài))；物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備標(biāo)簽信息內(nèi)包含設(shè)備類型、設(shè)備所屬邊緣服務(wù)終端id、設(shè)備屬性、設(shè)備地址、屬性參數(shù)；用戶標(biāo)簽信息內(nèi)包含用戶身份id、用戶類別、所屬邊緣服務(wù)終端id、用戶驗證信息；應(yīng)用服務(wù)標(biāo)簽信息內(nèi)包含應(yīng)用服務(wù)id、應(yīng)用服務(wù)管理端id、應(yīng)用服務(wù)部署狀態(tài)。

15、對前述云邊端協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)的進一步改進或者優(yōu)選實施方式，所述數(shù)據(jù)標(biāo)簽信息包括：從tcp/ip協(xié)議構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中確定的硬件的唯一mac地址獲取設(shè)備或終端的id；基于產(chǎn)品電子代碼編碼標(biāo)準(zhǔn)編制的代碼確定的設(shè)備類型、設(shè)備屬性信息。

16、本技術(shù)還提供用于前述物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互方法，包括如下步驟：

17、a1、由用戶a向發(fā)起資源訪問請求，資源訪問請求將直接上傳至所屬邊緣服務(wù)終端a的資源服務(wù)組件a1，資源服務(wù)組件a1組件對用戶a的身份合法性進行校驗，并為其分配相應(yīng)的用戶身份；

18、a2、標(biāo)簽服務(wù)組件a2基于確定的用戶a的用戶身份確定資源讀取權(quán)限，并根據(jù)用戶a提交的資源訪問請求消息從標(biāo)簽服務(wù)組件a2中存儲的數(shù)據(jù)標(biāo)簽庫中搜索相應(yīng)資源位置；

19、a3、若可以基于當(dāng)前邊緣服務(wù)終端a獲取所有資源，則表示資源訪問請求消息中涉及的所有資源均保存于所屬邊緣服務(wù)終端a中的邊緣數(shù)據(jù)管理組件a4或者臨時存儲于數(shù)據(jù)共享組件a3中；則由標(biāo)簽服務(wù)組件a1分別提取相應(yīng)數(shù)據(jù)標(biāo)簽并發(fā)起從邊緣數(shù)據(jù)管理組件a4或數(shù)據(jù)共享組件a3中提取相應(yīng)資源的指令，數(shù)據(jù)共享組件a3收到指令后將相應(yīng)資源發(fā)送至邊緣數(shù)據(jù)管理組件a4；

20、a4、若無法基于當(dāng)前邊緣服務(wù)終端a獲取所有資源，則表示資源訪問請求消息中涉及的部分資源保存于一個或者多個邊緣服務(wù)終端b中，則在基于步驟a2、a3獲取當(dāng)前邊緣服務(wù)終端a中的數(shù)據(jù)的同時，標(biāo)簽服務(wù)組件a2根據(jù)當(dāng)前用戶a的資源讀取權(quán)限，確定是否需要向其他邊緣服務(wù)終端發(fā)起數(shù)據(jù)共享請求，若判斷發(fā)起數(shù)據(jù)共享請求，則從資源訪問請求消息中提取所在邊緣服務(wù)終端a中不存在的資源相應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，這些不存在的數(shù)據(jù)標(biāo)簽所涉及的資源可能存儲于云端數(shù)據(jù)管理組件或者邊緣服務(wù)終端b中的數(shù)據(jù)共享組件b3或者邊緣數(shù)據(jù)管理組件b4中，標(biāo)簽服務(wù)組件a2基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽確定包含所需外部資源的邊緣數(shù)據(jù)管理組件b4(可能有一個或者多個)，定位邊緣服務(wù)終端b，并將所有所需的外部數(shù)據(jù)標(biāo)簽信息發(fā)送至標(biāo)簽服務(wù)組件b2，標(biāo)簽服務(wù)組件b2對邊緣服務(wù)終端a的身份合法性進行校驗，并確定其資源讀取權(quán)限，在權(quán)限滿足的情況下，提取標(biāo)簽信息中包含的屬于邊緣數(shù)據(jù)管理組件b4中的資源信息，檢索剩余標(biāo)簽信息所涉及資源是否存在于數(shù)據(jù)共享組件b3中，并將結(jié)果反饋至標(biāo)簽服務(wù)組件a2；

21、若所有資源均包含于邊緣服務(wù)終端b中，則標(biāo)簽服務(wù)組件b2向邊緣數(shù)據(jù)管理組件b4和數(shù)據(jù)共享組件b3發(fā)送資源調(diào)用消息，數(shù)據(jù)共享組件b3提取相應(yīng)資源發(fā)送給邊緣數(shù)據(jù)管理組件b4并組合后經(jīng)過邊緣服務(wù)組件b1傳遞給邊緣服務(wù)組件a1，邊緣服務(wù)組件a1將所有資源發(fā)送給用戶a，同時將數(shù)據(jù)共享組件b3中提取的資源緩存于數(shù)據(jù)共享組件a3中；

22、若被定位的所有邊緣服務(wù)終端b中無法提供所有資源，則由標(biāo)簽服務(wù)組件a2向云端服務(wù)器進一步確認為檢索到的資源的信息；

23、a5、云端服務(wù)器根據(jù)標(biāo)簽服務(wù)組件a2上傳的數(shù)據(jù)標(biāo)簽信息檢索云端數(shù)據(jù)標(biāo)簽庫，尋找所所需資源，若檢索到所需資源位于某個邊緣服務(wù)終端c，則將相應(yīng)信息位置以及標(biāo)簽信息反饋至邊緣服務(wù)終端，標(biāo)簽服務(wù)組件a2據(jù)此更新自身標(biāo)簽信息庫并向邊緣服務(wù)終端發(fā)起數(shù)據(jù)共享請求，并按照步驟a4的模式執(zhí)行；若檢索到所需資源位于云端數(shù)據(jù)管理組件，則驗證邊緣服務(wù)終端a的資源讀取權(quán)限，通過則調(diào)用云端數(shù)據(jù)管理組件的資源下發(fā)至數(shù)據(jù)共享組件a3。

24、對前述物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互方法的進一步完善或者具體實施步驟，由云端數(shù)據(jù)管理組件向數(shù)據(jù)共享組件以及任意數(shù)據(jù)共享組件之間傳遞的資源數(shù)據(jù)中還包括由云端數(shù)據(jù)管理組件給出的預(yù)刪除標(biāo)志碼，所述預(yù)刪除標(biāo)志碼表征該資源消息到達該數(shù)據(jù)共享組件之后可保存的時限或者資源可被傳遞或讀取的次數(shù)。

25、對前述物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互方法的進一步完善或者具體實施步驟，所述對用戶或終端身份合法性進行校驗，并為用戶分配相應(yīng)的用戶身份，具體是指：在用戶側(cè)和邊緣服務(wù)終端側(cè)配置客戶端，在云端配置驗證服務(wù)器，在數(shù)據(jù)請求者發(fā)起資源訪問請求后，邊緣資源服務(wù)組件或者云端資源服務(wù)組件對請求內(nèi)容以及請求者身份信息進行驗證，若驗證通過，則通過客戶端發(fā)布授權(quán)許可信息，客戶端通過接收到的授權(quán)許可信息，驗證服務(wù)器請求數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，驗證服務(wù)器對客戶端身份和授權(quán)許可信息進行驗證，若通過則授予相應(yīng)數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，否則不予授權(quán)并反饋相應(yīng)信息至客戶端；客戶端在授權(quán)情況下基于相應(yīng)數(shù)據(jù)訪問權(quán)限從數(shù)據(jù)端獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)端向驗證服務(wù)器確認數(shù)據(jù)訪問權(quán)限的有效性，若有效，則執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸，若無效，則反饋相應(yīng)消息至客戶端。

26、對前述物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互方法的進一步完善或者具體實施步驟，還包括用于調(diào)整用戶所屬邊緣服務(wù)終端的步驟，用于在用戶的位置或者服務(wù)內(nèi)容發(fā)生變化過程中，將其一個邊緣服務(wù)終端服務(wù)區(qū)域轉(zhuǎn)移至另一個邊緣服務(wù)終端的服務(wù)區(qū)域，以使其具有更短的數(shù)據(jù)傳輸鏈路或者更匹配的服務(wù)關(guān)系；具體而言：

27、在用戶a位置或者用戶服務(wù)內(nèi)容發(fā)生變化過程中，所屬邊緣服務(wù)終端a收集用戶a位置以及服務(wù)內(nèi)容相關(guān)參考屬性，并根據(jù)預(yù)設(shè)匹配度確定用戶a與所屬邊緣服務(wù)終端a位置或服務(wù)內(nèi)容的匹配度，若匹配度低于某閾值，則將參考屬性上傳至云端服務(wù)器；云端服務(wù)器根據(jù)參考屬性確定最佳的邊緣服務(wù)終端b，并向邊緣服務(wù)終端b發(fā)送轉(zhuǎn)移請求，邊緣服務(wù)終端b對用戶a進行身份和數(shù)據(jù)權(quán)限驗證，驗證通過則向邊緣服務(wù)終端a發(fā)出轉(zhuǎn)入消息，邊緣服務(wù)終端a將用戶a屬性參數(shù)和服務(wù)內(nèi)容信息轉(zhuǎn)移至邊緣服務(wù)終端b，由邊緣服務(wù)終端b提供后續(xù)服務(wù)，若用戶a的驗證未通過，則向云端服務(wù)器反饋消息，并由云端服務(wù)器重新搜索除邊緣服務(wù)終端b以外的最佳邊緣服務(wù)終端。

28、其有益效果在于：

29、本技術(shù)的云邊端協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)管理調(diào)度系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)交互方法，基于當(dāng)前云邊端網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，充分利用云端和邊緣服務(wù)端自身能力的同時，在不對現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行大幅改變的同時，提供一種能夠有效優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)大容量數(shù)據(jù)共享緩存交互的系統(tǒng)方案以及交互方法，該方案能夠顯著降低云端以及邊緣端數(shù)據(jù)交互的成本以及數(shù)據(jù)存儲維護的壓力。