CN109660625A - 一种边缘设备控制方法、边缘设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种边缘设备控制方法、边缘设备及计算机可读存储介质，当通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理时，在预设的监控时刻，分别判断各边缘设备是否处于任务滞缓状态；若存在边缘设备处于任务滞缓状态，则确定处于任务滞缓状态的边缘设备在剩余任务处理时长内，完成剩余任务的处理所需的目标频率；控制处于任务滞缓状态的边缘设备从初始频率调整至目标频率，以进行剩余任务的处理。对边缘设备的任务处理状态进行监控，在边缘设备处于任务滞缓状态时，将边缘设备的频率调整至在任务截止时刻前能完成全部任务的频率，有效避免了边缘设备计算能力局限所带来的任务滞缓，保证了边缘设备处理任务的实时性。

Description

一种边缘设备控制方法、边缘设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种边缘设备控制方法、边缘设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在数据充盈的未来，将有数十亿部设备连接到互联网，因此更快更可靠的数据处理将变得至关重要。近年来，云计算的整合和集中化性质被证明具有成本效益和灵活性，但物联网和移动计算的兴起给网络带宽带来了不小的压力，为了克服云计算具有时延较长的缺点，移动边缘计算技术应运而生。

移动边缘计算(MEC，Mobile Edge Computing)由欧洲电信标准协会于1983年率先提出。MEC系统允许设备将计算任务卸载到网络边缘节点，如基站、无线接入点等边缘设备，既满足了终端设备计算能力的扩展需求，又弥补了移动云计算时延较长的缺点。然而，在边缘设备上进行边缘计算通常具有较高的实时性要求，一般需要在特定时间内完成，出于现有的边缘设备计算能力的局限性，边缘设备在完成任务时较为容易造成延时。

因此，如何在边缘计算中克服任务处理的延时问题，满足用户对边缘计算的实时性需求，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种边缘设备控制方法、边缘设备及计算机可读存储介质，至少能够解决现有技术中的边缘设备计算能力有限，所导致的边缘设备在完成任务时较为容易造成延时的问题。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种边缘设备控制方法，该方法包括：

当通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理时，在预设的监控时刻，分别判断各所述边缘设备是否处于任务滞缓状态；其中，所述边缘设备的数量取值为大于等于1的正整数，所述任务滞缓状态为在任务截止时刻到达时，所述边缘设备未完成所分配的全部任务的处理的状态；

若存在所述边缘设备处于所述任务滞缓状态，则确定处于所述任务滞缓状态的边缘设备在所述任务截止时刻之前的剩余任务处理时长内，完成所述剩余任务的处理所需的目标频率；

控制处于所述任务滞缓状态的边缘设备从所述初始频率调整至所述目标频率，以进行所述剩余任务的处理。

进一步地，所述监控时刻包括以下至少之一：所述边缘设备处理完成全部任务数量的一半的时刻、所述边缘设备开始执行任务处理的时刻至所述任务截止时刻的中点时刻。

进一步地，所述分别判断各所述边缘设备是否处于任务滞缓状态包括：分别确定各所述边缘设备在所述初始频率下完成单个任务处理所需的单位时长，以及所述剩余任务的数量；

根据所述单位时长以及所述剩余任务的数量，确定完成所述剩余任务的处理所需时长；

将所述剩余任务的处理所需时长以及所述任务截止时刻之前的剩余任务处理时长进行比较；

根据所述比较的结果判断各所述边缘设备是否处于任务滞缓状态。

更进一步地，在通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理之前，还包括：

确定所述若干个边缘设备的所述初始电量是否支持完成所分配的所述全部任务的处理；

若是，则控制通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理。

进一步地，当所述边缘设备的数量为多个时，所述确定所述若干个边缘设备的所述初始电量是否支持完成所分配的所述全部任务的处理包括：

根据以有向无环图形式输入至各所述边缘设备的数据，以及各所述边缘设备的所述初始电量，确定各所述边缘设备在预设的第一频率下，完成单个任务处理所需的第一单位时长；

根据所述第一单位时长以及各所述边缘设备的电池放电曲线，确定各所述边缘设备的所述初始电量在所述第一频率下，所支持完成的第一任务数量；

对各所述边缘设备所支持完成的所述第一任务数量进行求和，并将第一求和结果与待分配的任务总数量进行比较；

根据比较结果确定多个所述边缘设备的所述初始电量是否支持完成所分配的所述全部任务的处理。

进一步地，若所述第一求和结果大于所述待分配的任务总数量，则在根据比较结果确定多个所述边缘设备的初始电量是否支持完成所述所分配的全部任务的处理之前，还包括：

将预设数量的所述边缘设备从所述第一频率调整至第二频率；所述第二频率高于所述第一频率；

根据以所述有向无环图形式输入至各所述边缘设备的数据，以及各所述边缘设备的所述初始电量，确定各所述边缘设备在各自的频率下，完成单个任务处理所需的第二单位时长；

根据所述第二单位时长以及各所述边缘设备的所述电池放电曲线，确定各所述边缘设备的所述初始电量在所述第二频率下，所支持完成的第二任务数量；

对各所述边缘设备所支持完成的所述第二任务数量进行求和，并将第二求和结果与所述待分配的任务总数量进行比较。

更进一步地，在通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理之前，还包括：

基于预设的优化目标以及约束条件，分别确定各所述边缘设备所对应的所述初始频率。

进一步地，所述优化目标为E₁+…+E_n，和/或，所述约束条件包括：t_n，f·discharge(E_n，t_n，f)≤t_c，以及∑discharge(E_n，t_n，f)≥P；

其中，所述E_n为编号为n的边缘设备的初始电量，所述f为所述初始频率，所述t_n，f为编号为n的所述边缘设备在所述初始频率下完成单个任务处理所需的第三单位时长，所述discharge()为电池放电曲线，所述t_c为所述任务截止时刻之前的剩余任务处理时长，所述discharge(E_n，t_n，f)为编号为n的所述边缘设备的所述初始电量，在所述初始频率下所支持完成的第三任务数量，所述P为待分配的任务总数量，所述n、P的取值均为大于等于1的正整数。

为实现上述目的，本发明实施例第二方面提供一种边缘设备，该边缘设备包括：处理器、存储器和通信总线；

所述通信总线用于实现所述处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器用于执行所述存储器中存储的一个或者多个程序，以实现上述任一边缘设备控制方法的步骤。

为实现上述目的，本发明实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任一边缘设备控制方法的步骤。

根据本发明实施例提供的边缘设备控制方法、边缘设备及计算机可读存储介质，当通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理时，在预设的监控时刻，分别判断各边缘设备是否处于任务滞缓状态；若存在边缘设备处于任务滞缓状态，则确定处于任务滞缓状态的边缘设备在任务截止时刻之前的剩余任务处理时长内，完成剩余任务的处理所需的目标频率；控制处于任务滞缓状态的边缘设备从初始频率调整至目标频率，以进行剩余任务的处理。在特定监控时刻对边缘设备的任务处理状态进行监控，在边缘设备处于任务滞缓状态时，将边缘设备的频率调整至在任务截止时刻前能完成全部任务的频率，有效避免了边缘设备计算能力局限所带来的任务滞缓，保证了边缘设备处理任务的实时性，提高了用户体验。

本发明其他特征和相应的效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本发明第一实施例提供的一种边缘设备控制方法的流程示意图；

图2为本发明第一实施例提供的另一种边缘设备控制方法的流程示意图；

图3为本发明第一实施例提供的又一种边缘设备控制方法的流程示意图；

图4为本发明第二实施例提供的边缘设备控制装置的结构示意图；

图5为本发明第三实施例提供的边缘设备的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

第一实施例：

为了解决现有技术中无法预估边缘设备能否在任务截止时刻前完成全部任务，而通常直到边缘设备的电量耗尽才发现边缘设备的电量无法支持完成全部任务的处理，浪费了时间和边缘设备的电量的技术问题，本实施例提出了一种边缘设备控制方法，可以在边缘设备开始任务处理之前即有效预判出边缘设备的当前电量能够处理的任务数量。

如图1所示，本实施例提出的边缘设备控制方法包括以下的步骤：

步骤101、确定若干个边缘设备的初始电量是否支持完成所分配的全部任务的处理。

具体的，在本实施例中，当前通信网络上可以对应有若干个网络边缘节点，各节点上分别设置有边缘设备，其中，通信网络上边缘设备的数量取值大于等于1，应当说明的是，在实际应用中，当通信网络上的网络设备中的应用产生任务时，通常分配至本实施例中的多个边缘设备来进行协同处理。另外，多个边缘设备所分别处理的任务可以是不同任务，也可以是一项任务的不同子任务，在此不作唯一限定。

可选的，当边缘设备的数量为多个时，本实施例中确定若干个边缘设备的初始电量是否支持完成所分配的全部任务的处理的具体方式为：根据以有向无环图形式输入至各边缘设备的数据，以及各边缘设备的初始电量，确定各边缘设备在预设的第一频率下，完成单个任务处理所需的第一单位时长；根据第一单位时长以及各边缘设备的电池放电曲线，确定各边缘设备的初始电量在第一频率下，所支持完成的第一任务数量；对各边缘设备所支持完成的第一任务数量进行求和，并将第一求和结果与待分配的任务总数量进行比较；根据比较结果确定多个边缘设备的初始电量是否支持完成所分配的全部任务的处理。

具体的，在实际应用中，卷积神经网络(CNN，Convolutional Neural Network)在训练阶段所训练得到的参数模型以有向无环图的形式输入至边缘设备之中，而由边缘设备将接收到的陌生数据输入至模型中来进行边缘计算，而计算推理得出结果。本实施例中根据边缘设备的电量E＝{E₁，…，E_n}以及输入的有向无环图所指示的待处理任务的属性信息，可以得到编号为n的边缘设备在特定的频率之下，处理单个任务时所消耗的单位时长t_n，f，应当说明的是，本实施例中的频率为进行边缘设备当前电量是否能够支持完成所分配的全部任务的处理的判断时，所采用的特定频率，与边缘设备在进行任务处理时的频率无直接关联。然后，根据单个任务时所消耗的单位时长t_n，f和电池放电曲线discharge()，推算边缘设备的当前电量在该频率下能完成的任务次数x_n，f，计算公式为x_n，f＝discharge(E_n，t_n，f)。进而，对所有边缘设备以该频率运行时能够完成的任务次数x_n，f进行求和，得到求和结果S＝∑x_n，f。最后，将该求和结果与当前需要分配给边缘设备处理的所有任务的总数量进行比较，并根据比较结果来确定当前所有边缘设备的电量是否足够支撑完成所有任务的处理，也即在求和结果大于待分配的任务总数量时，则判定当前边缘设备的电量可以支持完成所有任务的处理，反之则无法完成。

进一步地，若第一求和结果大于待分配的任务总数量，则在根据比较结果确定多个边缘设备的初始电量是否支持完成所分配的全部任务的处理之前，还将预设数量的边缘设备从第一频率调整至第二频率；第二频率高于第一频率；根据以有向无环图形式输入至各边缘设备的数据，以及各边缘设备的初始电量，确定各边缘设备在各自的频率下，完成单个任务处理所需的第二单位时长；根据第二单位时长以及各边缘设备的电池放电曲线，确定各边缘设备的初始电量在第二频率下，所支持完成的第二任务数量；对各边缘设备所支持完成的第二任务数量进行求和，并将第二求和结果与待分配的任务总数量进行比较。

具体的，在本实施例的另一些实施方式中，区别于前一实施方式中的仅采用单因子进行多个边缘设备的初始电量是否支持完成所分配的全部任务的处理的判断，本实施方式中，采用双因子来进行组合判断，也即在基于第一频率下所计算出来的求和结果大于待分配的任务总数量的情况下，还将各边缘设备调整至高于第一频率的第二频率，并在该频率下继续进行求和结果的计算，以及求和结果与待分配的任务总数量的比较，仅在基于第二频率下所计算出来的求和结果大于待分配的任务总数量的情况下，才最终确定本实施例中的当前边缘设备的电量可以支持完成所有任务的处理。通过本实施方式所提供的双因子组合判断规则，可以进一步提高判断结果的准确性。

可选的，在多个边缘设备开始执行任务处理时的初始电量不同时，将预设数量的边缘设备从第一频率调整至第二频率包括：将多个边缘设备按照初始电量从低到高进行排序；按照初始电量从低到高的顺序，从多个边缘设备中选取部分边缘设备；将部分边缘设备从第一频率调整至第二频率。

具体的，在实际应用中，采用双因子组合判断规则时，可以对全部的边缘设备均进行频率调整，而在本实施例中，优选的可以仅将部分边缘设备进行频率调整，这里进行频率调整的边缘设备的选取原则为，将所有边缘设备按照电量从低到高的顺序进行排序，而仅将电量低的部分边缘设备调整为高频率，相比于将所有边缘设备均进行调整，可以有效提升处理效率和节省能耗。

在实际应用中，作为本实施例的一种优选的实施方式，第一频率为边缘设备所支持的最低频率，而第二频率则为边缘设备所支持的最高频率。

步骤102、若支持完成所分配的全部任务的处理，则控制通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理。

具体的，本实施例中仅在确定边缘设备当前的电量足够支撑完成所分配的任务的处理时，才将任务分配至边缘设备来进行处理，而避免在边缘设备的电量不充足时，盲目将任务分配下来所导致的时间和边缘设备电量的耗费。应当说明的是，本实施例中的初始频率为边缘设备开始进行任务处理时所采用的频率。

然而，应当说明的是，在现有技术中，边缘设备的初始频率通常比较单一，也即边缘设备的初始频率更多的是出于普适性来考虑，而并未考虑到各边缘设备自身的工作状态，从而容易造成边缘设备的电量浪费。

由此，在确定若干个边缘设备的初始电量能够支持完成所分配的全部任务的处理之后，为了解决现有技术中并未针对边缘设备自身的工作状态来适应性设定边缘设备的初始频率，所导致的边缘设备电量的耗费的技术问题，本实施例提出了一种边缘设备控制方法，通过线性规划的方式，对各边缘设备的运行频率进行适应性调度，使得边缘设备可以更节能的完成任务处理。

如图2所示，本实施例提出的边缘设备控制方法包括以下的步骤：

步骤201、基于预设的优化目标以及约束条件，对输入数据求解线性规划。

具体的，这里的输入数据可以包括边缘设备的电量以及用于指示待处理任务的属性信息的有向无环图，在本实施例中，对问题进行了具体的建模，通过建模成线性规划标准式，求解线性规划来得到各边缘设备所对应的最合适的初始频率。

可选的，优化目标为E₁+…+E_n，和/或，约束条件包括：t_n，f·discharge(E_n，t_n，f)≤t_c，以及∑discharge(E_n，t_n，f)≥P；其中，E_n为编号为n的边缘设备的初始电量，f为初始频率，t_n，f为编号为n的边缘设备在初始频率下完成单个任务处理所需的第三单位时长，discharge()为电池放电曲线，t_c为任务截止时刻之前的剩余任务处理时长，discharge(E_n，t_n，f)为编号为n的边缘设备的初始电量，在初始频率下所支持完成的第三任务数量，P为待分配的任务总数量，n、P的取值均为大于等于1的正整数。

应当说明的是，本实施例中的优化目标为最大化，当然根据所期望的目标的不同，在另一些实施例中也可以将优化目标设定为最小化，并且，本实施例中的约束条件包括但不限于以上关联于任务截止时刻和待分配的任务总数量的两个关系式，应当说明的是，本实施例中的待分配的任务总数量是通信网络中的网络设备中的应用所产生的所有需要分配的任务的数量。

步骤202、输出各边缘设备所对应的初始频率。

其中，求解线性规划所输出的结果即为符合各边缘设备的实际情况的频率值，控制边缘设备在该频率下进行任务处理，可以有效的降低边缘设备的电量消耗，特别适用于网络内包括多个初始电量不同的边缘设备的应用场景。

此外，还应当说明的是，在现有技术中，边缘设备在处理任务的过程中，随着电池放电曲线的逐渐变化，通常会导致任务滞缓，也即边缘设备无法在预定的任务截止时刻按时完成所分配的任务的处理，无法满足用户对边缘计算的实时性需求。

由此，在边缘设备处理任务的过程中，为了解决现有技术中随着电池放电曲线的逐渐变化，所导致的任务滞缓的技术问题，本实施例提出了一种边缘设备控制方法，通过在特定监控时刻对边缘设备的任务处理状态进行监控，在边缘设备处于任务滞缓状态时，将边缘设备的频率调整至在任务截止时刻前能完成全部任务的频率，有效避免了边缘设备计算能力局限所带来的任务滞缓，保证了边缘设备处理任务的实时性。

如图3所示，本实施例提出的边缘设备控制方法包括以下的步骤：

步骤301、当通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理时，在预设的监控时刻，分别判断各边缘设备是否处于任务滞缓状态；其中，边缘设备的数量取值为大于等于1的正整数，任务滞缓状态为在任务截止时刻到达时，边缘设备未完成所分配的全部任务的处理的状态。

应当说明的是，这里的初始频率可以是边缘设备所默认的频率，也可以是前述实施例中仅过初始调度后所得到的适应于各边缘设备的频率，初始频率与边缘设备在单位时间内所处理的任务的数量相对应。

可选的，监控时刻包括以下至少之一：边缘设备处理完成全部任务数量的一半的时刻、边缘设备开始执行任务处理的时刻至任务截止时刻的中点时刻。

具体的，在实际应用中，监控时刻可以是边缘设备处理任务过程中的任意时刻，并且本实施例的监控行为可以仅发生在一个特定时刻，也可以是发生在多个不同的特定时刻，当然还可以是一直持续进行实时监控，在实际应用中可根据实际需求来进行选择，在此不作唯一限定。

可选的，本实施例中分别判断各边缘设备是否处于任务滞缓状态的具体方式可以为：分别确定各边缘设备在初始频率下完成单个任务处理所需的单位时长，以及剩余任务的数量；根据单位时长以及剩余任务的数量，确定完成剩余任务的处理所需时长；将剩余任务的处理所需时长以及任务截止时刻之前的剩余任务处理时长进行比较；根据比较的结果判断各边缘设备是否处于任务滞缓状态。

具体的，本实施例中对边缘设备的电量和任务完成情况进行监控，来确定边缘设备是否处于任务滞缓状态，其中，根据任务完成情况确定编号为n的边缘设备的剩余任务的数量，计算公式为：Δx_n＝x_n-x′_n，其中，Δx_n为剩余任务的数量，x_n为分配至边缘设备n的全部任务的数量，x′_n为已经完成的任务的数量，然后，根据边缘设备的初始电量计算边缘设备在初始频率下，处理单个任务所需的单位时长t_n，f，进而求得完成剩余任务所需花费的处理时长，计算公式为：Δx_n·t_n，f，最后，比较完成剩余任务所需花费的处理时长Δx_n·t_n，f和任务截止时刻之前的剩余任务处理时长t_c，当Δx_n·t_n，f小于t_c，表示边缘设备可以在任务截止时刻之前完成所分配的全部任务的处理，则可以维持现有频率；否则，边缘设备则不能在任务截止时刻之前完成所分配的全部任务的处理，也即说明边缘设备处于任务滞缓状态。

步骤302、若存在边缘设备处于任务滞缓状态，则确定处于任务滞缓状态的边缘设备在任务截止时刻之前的剩余任务处理时长内，完成剩余任务的处理所需的目标频率。

具体的，为了保证处于任务滞缓状态的边缘设备能够按时完成全部任务的处理，本实施例中通过对边缘设备进行超频处理，也即在边缘设备剩余电量允许的范围内，将边缘设备的频率进行提高，使其以高于初始频率的目标频率进行任务处理，而加快任务处理的速度。在实际应用中，所采取的措施可以是直接计算出目标频率，而一次性将边缘设备的工作频率调整至该目标频率，当然还可以是将边缘设备的频率按照预设值逐步进行提高，并在每次提高之后再次进行计算，直到计算结果为剩余任务能够按时完成为止。

步骤303、控制处于任务滞缓状态的边缘设备从初始频率调整至目标频率，以进行剩余任务的处理。

通过上述实施例，在边缘设备开始任务处理之前即有效预判出边缘设备的当前电量能够处理的任务数量，仅在确定边缘设备当前的电量足够支撑完成所分配的任务的处理时，才将任务分配至边缘设备来进行处理，而避免在边缘设备的电量不充足时，盲目将任务分配下来所导致的时间和边缘设备电量的耗费；并且，通过线性规划的方式，对各边缘设备的运行频率进行适应性调度，使得边缘设备可以更节能的完成任务处理；此外，在特定监控时刻对边缘设备的任务处理状态进行监控，在边缘设备处于任务滞缓状态时，将边缘设备的频率调整至在任务截止时刻前能完成全部任务的频率，有效避免了边缘设备计算能力局限所带来的任务滞缓，保证了边缘设备处理任务的实时性。

第二实施例：

本实施例示出了一种边缘设备控制装置，具体请参见图4，为了解决现有技术中无法预估边缘设备能否在任务截止时刻前完成全部任务，而通常直到边缘设备的电量耗尽才发现边缘设备的电量无法支持完成全部任务的处理，浪费了时间和边缘设备的电量的技术问题，本实施例的边缘设备控制装置包括：

第一确定模块41，用于确定若干个边缘设备的初始电量是否支持完成所分配的全部任务的处理；

第一控制模块42，用于在若干个边缘设备的初始电量支持完成所分配的全部任务的处理时，控制通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理；

在本实施例的一些实施方式中，当边缘设备的数量为多个时，本实施例中的第一确定模块41还用于根据以有向无环图形式输入至各边缘设备的数据，以及各边缘设备的初始电量，确定各边缘设备在预设的第一频率下，完成单个任务处理所需的第一单位时长；根据第一单位时长以及各边缘设备的电池放电曲线，确定各边缘设备的初始电量在第一频率下，所支持完成的第一任务数量；对各边缘设备所支持完成的第一任务数量进行求和，并将第一求和结果与待分配的任务总数量进行比较；根据比较结果确定多个边缘设备的初始电量是否支持完成所分配的全部任务的处理。

在本实施例的一些实施方式中，若第一求和结果大于待分配的任务总数量，则第一确定模块41还用于在根据比较结果确定多个边缘设备的初始电量是否支持完成所分配的全部任务的处理之前，还将预设数量的边缘设备从第一频率调整至第二频率；第二频率高于第一频率；根据以有向无环图形式输入至各边缘设备的数据，以及各边缘设备的初始电量，确定各边缘设备在各自的频率下，完成单个任务处理所需的第二单位时长；根据第二单位时长以及各边缘设备的电池放电曲线，确定各边缘设备的初始电量在第二频率下，所支持完成的第二任务数量；对各边缘设备所支持完成的第二任务数量进行求和，并将第二求和结果与待分配的任务总数量进行比较。

在本实施例的一些实施方式中，在多个边缘设备开始执行任务处理时的初始电量不同时，第一确定模块41还用于将多个边缘设备按照初始电量从低到高进行排序；按照初始电量从低到高的顺序，从多个边缘设备中选取部分边缘设备；将部分边缘设备从第一频率调整至第二频率。

还应当说明的是，在实际应用中，作为本实施例的一种优选的实施方式，第一频率为边缘设备所支持的最低频率，而第二频率则为边缘设备所支持的最高频率。

进一步地，为了解决现有技术中并未针对边缘设备自身的工作状态来适应性设定边缘设备的初始频率，所导致的边缘设备电量的耗费的技术问题，请继续参见图4，本实施例中的边缘设备控制装置还包括：

规划模块43，用于基于预设的优化目标以及约束条件，对输入数据求解线性规划；

输出模块44，用于输出各边缘设备所对应的初始频率。

在本实施例的一些实施方式中，规划模块43所采用的优化目标为E₁+…+E_n，和/或，约束条件包括：t_n，f·discharge(E_n，t_n，f)≤t_c，以及∑discharge(E_n，t_n，f)≥P；其中，E_n为编号为n的边缘设备的初始电量，f为初始频率，t_n，f为编号为n的边缘设备在初始频率下完成单个任务处理所需的第三单位时长，discharge()为电池放电曲线，t_c为任务截止时刻之前的剩余任务处理时长，discharge(E_n，t_n，f)为编号为n的边缘设备的初始电量，在初始频率下所支持完成的第三任务数量，P为待分配的任务总数量，n、P的取值均为大于等于1的正整数。

更进一步地，为了解决现有技术中随着电池放电曲线的逐渐变化，所导致的任务滞缓的技术问题，请继续参见图4，本实施例中的边缘设备控制装置还包括：

判断模块45，用于当通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理时，在预设的监控时刻，分别判断各边缘设备是否处于任务滞缓状态；其中，边缘设备的数量取值为大于等于1的正整数，任务滞缓状态为在任务截止时刻到达时，边缘设备未完成所分配的全部任务的处理的状态。

第二确定模块46，用于若存在边缘设备处于任务滞缓状态，则确定处于任务滞缓状态的边缘设备在任务截止时刻之前的剩余任务处理时长内，完成剩余任务的处理所需的目标频率。

第二控制模块47，用于控制处于任务滞缓状态的边缘设备从初始频率调整至目标频率，以进行剩余任务的处理。

在本实施例的一些实施方式中，监控时刻包括以下至少之一：边缘设备处理完成全部任务数量的一半的时刻、边缘设备开始执行任务处理的时刻至任务截止时刻的中点时刻。

在本实施例的一些实施方式中，判断模块45还用于分别确定各边缘设备在初始频率下完成单个任务处理所需的单位时间，以及剩余任务的数量；根据单位时间以及剩余任务的数量，确定完成剩余任务的处理所需时长；将剩余任务的处理所需时长以及任务截止时刻之前的剩余任务处理时长进行比较；根据比较的结果判断各边缘设备是否处于任务滞缓状态。

采用本实施例提供的边缘设备控制装置，在边缘设备开始任务处理之前即有效预判出边缘设备的当前电量能够处理的任务数量，仅在确定边缘设备当前的电量足够支撑完成所分配的任务的处理时，才将任务分配至边缘设备来进行处理，而避免在边缘设备的电量不充足时，盲目将任务分配下来所导致的时间和边缘设备电量的耗费；并且，通过线性规划的方式，对各边缘设备的运行频率进行适应性调度，使得边缘设备可以更节能的完成任务处理；此外，在特定监控时刻对边缘设备的任务处理状态进行监控，在边缘设备处于任务滞缓状态时，将边缘设备的频率调整至在任务截止时刻前能完成全部任务的频率，有效避免了边缘设备计算能力局限所带来的任务滞缓，保证了边缘设备处理任务的实时性。

第三实施例：

本实施例提供了一种边缘设备，参见图5所示，其包括处理器501、存储器502及通信总线503，其中：通信总线503用于实现处理器501和存储器502之间的连接通信；处理器501用于执行存储器502中存储的一个或者多个计算机程序，以实现上述实施例一中的边缘设备控制方法中的至少一个步骤。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性或非易失性、可移除或不可移除的介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，ROM(Read-Only Memory，只读存储器)，EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)、闪存或其他存储器技术、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，光盘只读存储器)，数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。

本实施例中的计算机可读存储介质可用于存储一个或者多个计算机程序，其存储的一个或者多个计算机程序可被处理器执行，以实现上述实施例一中的方法的至少一个步骤。

本实施例还提供了一种计算机程序，该计算机程序可以分布在计算机可读介质上，由可计算装置来执行，以实现上述实施例一中的方法的至少一个步骤；并且在某些情况下，可以采用不同于上述实施例所描述的顺序执行所示出或描述的至少一个步骤。

本实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读装置，该计算机可读装置上存储有如上所示的计算机程序。本实施例中该计算机可读装置可包括如上所示的计算机可读存储介质。

可见，本领域的技术人员应该明白，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件(可以用计算装置可执行的计算机程序代码来实现)、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。

此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种边缘设备控制方法，其特征在于，包括：

当通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理时，在预设的监控时刻，分别判断各所述边缘设备是否处于任务滞缓状态；其中，所述边缘设备的数量取值为大于等于1的正整数，所述任务滞缓状态为在任务截止时刻到达时，所述边缘设备未完成所分配的全部任务的处理的状态；

若存在所述边缘设备处于所述任务滞缓状态，则确定处于所述任务滞缓状态的边缘设备在所述任务截止时刻之前的剩余任务处理时长内，完成所述剩余任务的处理所需的目标频率；

控制处于所述任务滞缓状态的边缘设备从所述初始频率调整至所述目标频率，以进行所述剩余任务的处理。

2.如权利要求1所述的边缘设备控制方法，其特征在于，所述监控时刻包括以下至少之一：所述边缘设备处理完成全部任务数量的一半的时刻、所述边缘设备开始执行任务处理的时刻至所述任务截止时刻的中点时刻。

3.如权利要求1所述的边缘设备控制方法，其特征在于，所述分别判断各所述边缘设备是否处于任务滞缓状态包括：

分别确定各所述边缘设备在所述初始频率下完成单个任务处理所需的单位时长，以及所述剩余任务的数量；

根据所述单位时长以及所述剩余任务的数量，确定完成所述剩余任务的处理所需时长；

将所述剩余任务的处理所需时长以及所述任务截止时刻之前的剩余任务处理时长进行比较；

根据所述比较的结果判断各所述边缘设备是否处于任务滞缓状态。

4.如权利要求1至3中任一项所述的边缘设备控制方法，其特征在于，在通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理之前，还包括：

确定所述若干个边缘设备的初始电量是否支持完成所述所分配的全部任务的处理；

若支持完成上述所分配的全部任务的处理，则控制通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理。

5.如权利要求4所述的边缘设备控制方法，其特征在于，当所述边缘设备的数量为多个时，所述确定所述若干个边缘设备的所述初始电量是否支持完成所分配的所述全部任务的处理包括：

根据以有向无环图形式输入至各所述边缘设备的数据，以及各所述边缘设备的所述初始电量，确定各所述边缘设备在预设的第一频率下，完成单个任务处理所需的第一单位时长；

根据所述第一单位时长以及各所述边缘设备的电池放电曲线，确定各所述边缘设备的所述初始电量在所述第一频率下，所支持完成的第一任务数量；

对各所述边缘设备所支持完成的所述第一任务数量进行求和，并将第一求和结果与待分配的任务总数量进行比较；

根据比较结果确定多个所述边缘设备的所述初始电量是否支持完成所分配的所述全部任务的处理。

6.如权利要求5所述的边缘设备控制方法，其特征在于，若所述第一求和结果大于所述待分配的任务总数量，则在根据比较结果确定多个所述边缘设备的所述初始电量是否支持完成所分配的所述全部任务的处理之前，还包括：

将预设数量的所述边缘设备从所述第一频率调整至第二频率；所述第二频率高于所述第一频率；

根据以所述有向无环图形式输入至各所述边缘设备的数据，以及各所述边缘设备的所述初始电量，确定各所述边缘设备在各自的频率下，完成单个任务处理所需的第二单位时长；

根据所述第二单位时长以及各所述边缘设备的所述电池放电曲线，确定各所述边缘设备的所述初始电量在所述第二频率下，所支持完成的第二任务数量；

对各所述边缘设备所支持完成的所述第二任务数量进行求和，并将第二求和结果与所述待分配的任务总数量进行比较。

7.如权利要求1至3中任一项所述的边缘设备控制方法，其特征在于，在通信网络上的若干个边缘设备分别按照各自的初始频率进行任务处理之前，还包括：

基于预设的优化目标以及约束条件，分别确定各所述边缘设备所对应的所述初始频率。

8.如权利要求7所述的边缘设备控制方法，其特征在于，所述优化目标为E₁+…+E_n，和/或，所述约束条件包括：t_n，f·discharge(E_n，t_n，f)≤t_c，以及∑discharge(E_n，t_n，f)≥P；

其中，所述E_n为编号为n的边缘设备的初始电量，所述f为所述初始频率，所述t_n，f为编号为n的所述边缘设备在所述初始频率下完成单个任务处理所需的第三单位时长，所述discharge()为电池放电曲线，所述t_c为所述任务截止时刻之前的剩余任务处理时长，所述discharge(E_n，t_n，f)为编号为n的所述边缘设备的所述初始电量，在所述初始频率下所支持完成的第三任务数量，所述P为待分配的任务总数量，所述n、P的取值均为大于等于1的正整数。

9.一种边缘设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和通信总线；

所述通信总线用于实现所述处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器用于执行所述存储器中存储的一个或者多个程序，以实现如权利要求1至8中任一项所述的边缘设备控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至8中任一项所述的边缘设备控制方法的步骤。