CN110311941B - 一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法及数据同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法及数据同步方法，应用在包括云服务器和若干车辆的系统上，所述云服务器与若干所述车辆分别相连；所述车辆链构建方法包括：基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆；所述车辆参数包括车辆唯一标识；组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立或更新车辆链。本发明一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法及数据同步方法，通过基于边缘计算的结果构建组内车辆之间的车辆链，实现车辆之间数据的实时同步，防止数据被篡改。

Description

一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法及数据同步方法

技术领域

本发明涉及车辆链构建技术领域，特别是一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法及数据同步方法。

背景技术

目前工业车辆都是独立工作，尚未将车辆组成链进行统一管理。在IOT领域虽已有IOT链的出现，但在构造链的过程使用的都是原始数据，IOT设备的计算负担非常之大。现有技术中，出现了通过云服务器对车辆数据进行管理的技术，但是目前通过云服务器对车辆数据进行管理仅仅是简单地进行数据存储或数据计算，云服务器无法感知车辆数据是否被篡改，一旦车辆数据被篡改，云服务器一方面不能及时将存储的车辆数据同步至对应的车辆，另一方面可能对篡改后的数据进行存储，并进行错误的计算，造成严重后果。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法及数据同步方法，通过基于边缘计算的结果构建组内车辆之间的车辆链，实现车辆之间数据的实时同步，防止数据被篡改。

本发明采用如下技术方案：

一方面，一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法，应用在包括云服务器和若干车辆的系统上，所述云服务器与若干所述车辆分别相连；所述车辆链构建方法包括：

基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆；所述车辆参数包括车辆唯一标识；

组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立或更新车辆链。

优选的，基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆，包括：

组内每辆车辆基于自身的车辆参数生成各自的哈希值，并将各自的哈希值广播至组内其他车辆。

优选的，组内每辆车辆基于车辆参数生成各自的哈希值，并将各自的哈希值广播至组内其他车辆之前，还包括：

组内每辆车辆从所述云服务器获取自身的车辆参数。

优选的，基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆，包括：

云服务器基于组内每辆车辆的车辆参数生成组内各个车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内所有车辆。

优选的，云服务器基于每个车辆的车辆参数生成组内各个车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内所有车辆之前，还包括：

有动态更新数据的车辆对动态更新数据进行处理后，将动态更新数据处理结果同步至云服务器。

优选的，所述车辆参数还包括车辆核心参数；所述车辆核心参数包括生产日期、生产厂家、维修日期、车辆型号和车辆吨位中的一个或多个。

优选的，所述车辆参数还包括动态更新数据处理结果中的部分或全部。

优选的，组内每辆车辆上安装有包括4G模块和sim卡的终端设备；所述云服务器与组内每辆车辆通过终端设备的IP地址进行通信，并将组内所有车辆的IP地址组成IP池。

优选的，基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆之前，还包括：组内车辆从所述云服务器的IP池中获取组内其他车辆的IP地址。

另一方面，一种基于工业车辆链的数据同步方法，应用在包括云服务器和若干车辆的系统上，所述云服务器与若干所述车辆分别相连；所述数据同步方法包括：

基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆；所述车辆参数包括车辆唯一标识；

组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立或更新车辆链；

基于建立的车辆链，组内车辆将指定数据同步至其他车辆和/或云服务器，并接收其他车辆和/或云服务器发送的数据；所述指定数据包括车辆初始数据和/或车辆动态更新数据处理结果。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明以边缘计算的结果构造车辆链，减轻了构造链的负担；

(2)本发明包括初始构建链，初始构建的链基于车辆初始数据计算出的哈希值；具体组内车辆将各自的将哈希值广播至组内其他车辆，当组内每个车辆都拥有其他车辆的哈希值时，说明建链成功，初始构建链用于将车辆的初始数据同步至组内其他车辆；

(3)本发明包括动态更新链，动态更新的链基于车辆动态更新数据处理结果计算出的哈希值；当组内有车辆有动态更新数据时，车辆本身对动态更新数据进行处理，并将更新的哈希值广播至组内其他车辆；当组内其他车辆都拥有该更新的哈希值时，说明动态更新链成功，动态更新链用于将车辆的动态更新数据处理结果同步至组内其他车辆；

(4)本发明的数据同步时，数据接收车辆需要对车辆数据中的哈希值进行验证，以防止数据发送车辆的数据被篡改；

(5)本发明只需要将动态更新数据处理结果同步至云上及其他车辆上；节省了空间、时间和流量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明的基于边缘计算的工业车辆构链方法流程图；

图3为本发明的构建的车辆链的示意图；

图4为本发明的一种基于工业车辆链的数据同步方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。

参见图1和图2所示，一方面，本发明一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法，一方面，本发明一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法，应用在包括云服务器和若干车辆的系统上，所述云服务器与若干所述车辆分别相连；所述车辆链构建方法包括：

S101，基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆；所述车辆参数包括车辆唯一标识；

S102，组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立或更新车辆链。

本实施例中，所述车辆链构建方法包括两个部分，分别为初始构建链和动态更新链。

本实施例中，初始构建链的过程包括：

S201，将若干车辆设置为一组，组内每辆车辆从所述云服务器上获取自身的初始数据；

具体的，所述初始数据中包括了初始车辆参数，所述初始车辆参数至少包括车辆唯一标识，还可以包括生产日期、生产厂家、维修日期、车辆型号和车辆吨位等中的一个或多个。

S202，每辆车辆从所述云服务器上的IP池中获取其他车辆的IP地址。

具体的，组内每辆车辆上安装有包括4G模块和sim卡的终端设备，基于该终端设备，组内车辆可以访问互联网。由于车辆很多情况下工作在仓库内，因此终端设备使用sim卡和4G模块的组合能够保证信号受工作环境影响较小。

所述终端设备在车辆启动时会进行初始化，与所述云服务器进行相互通信。具体可以是所述终端设备发送车辆唯一标识给所述云服务器，所述云服务器根据接收的车辆唯一标识去保存有车辆初始数据的车辆服务器获取车辆初始数据。同时，所述云服务器将与其交互的车辆(终端设备)的IP地址存入IP地址池中，组内每辆车辆可以从所述云服务器上的IP池中获取其他车辆的IP地址，从而进行相互通信，并构建车辆链。此外，当组内车辆有变化时，如组内有新车辆加入或有车辆删除了，进行IP地址的增加或删除，可通知组内其他车辆，建立或删除对应的车辆链，以进行数据同步或不再进行数据同步。

所述云服务器与组内每辆车辆通过终端设备的IP地址进行通信，并将组内所有车辆的IP地址组成IP池。

S203，组内每辆车辆基于自身的初始车辆参数生成各自的哈希值，并将各自的哈希值广播至组内其他车辆。

S204，组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立车辆链。

具体的，所述哈希值的生成可以基于现有的任意一种算法，本发明实施例不做具体说明，只要哈希函数的参数为上述初始车辆参数即可。

所述广播的具体过程可以是基于上述获取的IP地址通过发送消息至其他车辆实现。具体可以是任一车辆向组内其他车辆发送建立车辆链的请求消息，所述请求消息中包括该车辆的哈希值，同时在消息中包括表示建立车辆链的字段；组内其他车辆接收所述哈希值，并返回响应消息。当组内每辆车辆都拥有组内其他车辆的哈希值时，说明初始构建链成功。

参见图3所示，组内包括四辆车辆，这四辆车辆需要组成一个车辆链。初始化时，云服务器会将这四辆车辆的IP地址保存在一个IP池中，每辆车辆获取其他三辆车辆的IP地址。在后续的交互过程中，每辆车辆基于初始车辆参数生成各自的哈希值并广播至其他的车辆上，当收到其他三辆车辆回复的确认消息时，说明此车辆广播哈希值成功，即建链完成。

需要说明的是，上述初始构建链是以在各个车辆上计算哈希值进行说明。实际应用时，该哈希值的计算也可以通过云服务器计算出来再发送给对应的车辆，再由对应的车辆广播给组内其他车辆，还可以是云服务器直接广播给组内所有车辆。

本实施例中，由于组内每辆车辆的数据会发生变化，因此为了进一步保证数据的安全性，当组内车辆有数据发生变化时，需要进行车辆链的动态更新，动态更新链的过程包括：

S301，当组内某辆车辆数据发生变化时，车辆本身对数据进行处理，并将处理后的数据结果同步至云服务器，所述云服务器基于动态车辆参数计算出该车辆的新哈希值，并广播至组内所有的车辆。

S302，组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立车辆链。

具体的，所述动态车辆参数至少包括车辆唯一标识，还可以包括动态更新数据处理结果中的部分或全部。

此处将动态更新数据处理过程从云服务器迁移到对应的车辆即实现边缘计算，这里的车辆就叫云服务器的边缘，这样做可以减轻云服务器的负担。将动态更新数据处理结果同步至云服务器后，云服务器仅需要根据动态车辆参数计算对应车辆的新哈希值即可，哈希值的计算量小，不会导致云服务器过重的负担。

具体的，所述新哈希值的生成可以基于现有的任意一种算法，可以与前面的初始哈希值的计算方法一致，也可以不一致，本发明实施例不做具体说明，只要哈希函数的参数为上述动态车辆参数即可。

所述广播的具体过程可以是基于存储在IP地址池中的IP地址通过发送消息至组内所有车辆实现。具体可以是云服务器向组内所有车辆发送更新车辆链的请求消息，所述请求消息中包括该有数据更新车辆的新哈希值，同时在消息中包括表示建立车辆链的字段；组内车辆接收所述新哈希值，并返回响应消息。

需要说明的是，上述动态更新链是以在云服务器上计算哈希值进行说明。实际应用时，该新哈希值的计算也可以在有数据更新的车辆上计算并广播给组内其他车辆，还可以是在有数据更新的车辆上计算并发送给云服务器，再由云服务器进行广播。

参见图4所示，另一方面，本发明一种基于工业车辆链的数据同步方法，应用在包括云服务器和若干车辆的系统上，所述云服务器与若干所述车辆分别相连；所述数据同步方法包括：

S401，基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆；所述车辆参数包括车辆唯一标识；

S402，组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立或更新车辆链；

S403，基于建立的车辆链，组内车辆将指定数据同步至其他车辆和/或云服务器，并接收其他车辆和/或云服务器发送的数据；所述指定数据包括车辆初始数据和/或车辆动态更新数据处理结果。

所述步骤401和402的过程详细参见上述初始构建链和动态更新链的过程，此处不再重复描述。

初始构建链成功后，组内车辆基于建立的车辆链将车辆初始数据同步至组内其他车辆，从而实现组内每辆车辆上都拥有其他车辆的初始数据。

动态更新链成功后，有动态数据更新的车辆可以根据预设规则向组内其他车辆发送动态更新数据的计算结果，所述发送消息中携带有计算出的新哈希值。所述预设规则可以是同时向所有其他车辆发送动态更新数据的计算结果，也可以是依次或按预设时间间隔等向所有其他车辆发送动态更新数据的计算结果，具体应用时，可更加需要进行设置，本发明实施例不做具体限制。

进一步的，其他车辆在接收到同步动态更新数据请求消息时，需要对请求消息中的新哈希值进行验证，并将验证结果反馈给有动态数据更新的车辆。如果有动态数据更新的车辆判断出该新哈希值没有发生变化，即数据没有被篡改，则允许进行数据同步，否则，如果判断出该新哈希值有发生变化，即数据被篡改，则不允许进行数据同步，同时可以根据选择从组内其他任一车辆进行数据恢复，当然，也可以选择从云服务器上进行数据恢复。

如下列举两个简单的例子进一步说明一下边缘计算的车辆链构建方法及数据同步方法。例一，组内某电动车辆运行了10h，消耗电量8度，每度0.6元，则可以在该电动车辆上计算出10小时所用总电费为4.8元，每小时用电0.48元。例二，组内某车辆在07点到08点行驶了20km，在13点到14点行驶了15km，则可以在该车辆上计算出在07到08点之间的平均速度为20km/h，13点到14点平均速度为15km/h。当对应的车辆计算出这些数据更新结果后，将数据更新结果发送至云服务器，所述云服务器根据这些数据更新结果计算出新哈希值，并广播给组内所有车辆。需要同步数据时，如果该新哈希值验证通过，则将数据更新结果同步至组内其他车辆。

具体的，数据同步时哈希值的验证过程可以包括：

有数据更新的车辆向携带哈希值组内其他车辆发送数据同步请求；

组内其他车辆用之前存储的有数据更新车辆的新哈希值来验证此时收到的哈希值，并将验证结果反馈给有数据更新的车辆；

有数据更新的车辆判断组内所有其他车辆反馈的验证结果并进行通过，如果验证通过的车辆超过预设值(或者验证通过的车辆的比例超过预设值)，则允许数据进行同步。

最后，还需要说明的是，在本实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，上述的步骤标识只是为了方便阅读，具体实施时，可以对步骤进行对应的调整。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于边缘计算的工业车辆链构建方法，其特征在于，应用在包括云服务器和若干车辆的系统上，所述云服务器与若干所述车辆分别相连；所述车辆链构建方法包括：

基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆；所述车辆参数包括车辆唯一标识；

组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立车辆链；

基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆，包括：

组内每辆车辆基于自身的车辆参数生成各自的哈希值，并将各自的哈希值广播至组内其他车辆。

2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的工业车辆链构建方法，其特征在于，组内每辆车辆基于车辆参数生成各自的哈希值，并将各自的哈希值广播至组内其他车辆之前，还包括：

组内每辆车辆从所述云服务器获取自身的车辆参数。

3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的工业车辆链构建方法，其特征在于，还包括：更新车辆链，具体包括：

云服务器基于组内每辆车辆的车辆参数生成组内各个车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内所有车辆；

组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以更新车辆链。

4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的工业车辆链构建方法，其特征在于，云服务器基于每个车辆的车辆参数生成组内各个车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内所有车辆之前，还包括：

有动态更新数据的车辆对动态更新数据进行处理后，将动态更新数据处理结果同步至云服务器。

5.根据权利要求1所述的基于边缘计算的工业车辆链构建方法，其特征在于，所述车辆参数还包括车辆核心参数；所述车辆核心参数包括生产日期、生产厂家、维修日期、车辆型号和车辆吨位中的一个或多个。

6.根据权利要求1所述的基于边缘计算的工业车辆链构建方法，其特征在于，所述车辆参数还包括动态更新数据处理结果中的部分或全部。

7.根据权利要求1所述的基于边缘计算的工业车辆链构建方法，其特征在于，组内每辆车辆上安装有包括4G模块和sim卡的终端设备；所述云服务器与组内每辆车辆通过终端设备的IP地址进行通信，并将组内所有车辆的IP地址组成IP池。

8.根据权利要求7所述的基于边缘计算的工业车辆链构建方法，其特征在于，基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆之前，还包括：组内车辆从所述云服务器的IP池中获取组内其他车辆的IP地址。

9.一种基于工业车辆链的数据同步方法，其特征在于，应用在包括云服务器和若干车辆的系统上，所述云服务器与若干所述车辆分别相连；所述数据同步方法包括：

基于车辆参数生成组内每辆车辆的哈希值，并将各个车辆的哈希值广播至组内车辆；所述车辆参数包括车辆唯一标识；

组内每辆车辆接收广播的哈希值并进行响应以建立或更新车辆链；

基于建立的车辆链，组内车辆将指定数据同步至其他车辆和/或云服务器，并接收其他车辆和/或云服务器发送的数据；所述指定数据包括车辆初始数据和/或车辆动态更新数据处理结果。

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