CN111400300B - 一种边缘设备管理方法、装置及管理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种边缘设备管理方法、装置及管理设备，其中，边缘设备管理方法包括：将边缘设备进行分类，得到类别节点；将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系。本方案实现了利用语义技术，针对不同类别的边缘设备进行描述建模和关联关系的构建，具有很好的灵活性和可扩展性，能够屏蔽边缘设备的异构性，提高设备信息表达能力，便于使用；并且能够进一步实现边缘设备的灵活管理和智能化协作；很好的解决了现有技术中设备管理方案存在设备信息表达能力差、使用不方便、可扩展性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别是指一种边缘设备管理方法、装置及管理设备。
背景技术
现有技术中关于设备管理中设备信息的确定主要有如下四种方法：
第一种，Key-Value方法：利用简单的“属性-值”对的方式对设备属性进行描述。
第二种，标记方法：利用XML、Json等便捷技术对设备属性进行描述。
第三种，图模型方法：利用关系来建模设备。
第四种，人工定义的设备协作。
但是，上述四种方法分别存在如下缺陷：
其中，Key-Value方法：只能简单的定义设备的属性，不能表示复杂的数据结构，无法实现设备之间关联关系的定义，也无法推理挖掘设备之间隐含的关联协作关系。
标记方法：不能提供先进的表达能力，无法进行知识推理。
图模型方法：模型描述信息的查询、添加、更新和删除代价较大，可扩展性较差。
人工定义的设备协作关系：工作量大，难以保证定义出高效的协作机制，当新设备接入时，更新代价较大。
由上可知，现有技术中设备管理方案存在设备信息表达能力差、使用不方便、可扩展性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种边缘设备管理方法、装置及管理设备，解决现有技术中设备管理方案存在设备信息表达能力差、使用不方便、可扩展性差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种边缘设备管理方法，包括：
将边缘设备进行分类，得到类别节点；
将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；
确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系。
可选的，还包括：
在所述边缘设备之间建立关联关系。
可选的，所述在所述边缘设备之间建立关联关系，包括：
在所述边缘设备之间建立协作关系。
可选的，所述将边缘设备进行分类，得到类别节点，包括：
根据边缘设备的功能和所处位置，将边缘设备进行分类，得到类别节点；
其中，所述类别节点包括边缘管理节点、边缘计算节点和其他边缘节点；
所述其他边缘节点用于感知物理环境和/或执行计算结果。
可选的，所述通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系，包括：
通过第一对象属性在所述边缘管理节点与边缘计算节点对应的各子类之间建立第一关联关系；
通过第二对象属性在所述边缘管理节点与其他边缘节点对应的各子类之间建立第二关联关系；
其中，所述第一关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的边缘计算节点；所述第二关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的其他边缘节点。
可选的，所述确定所述类别节点的属性信息，包括：
确定所述类别节点的身份标识信息、所在位置信息、类型信息、功能信息、拥有者信息、接口信息和/或网协IP地址信息。
可选的，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：
根据本体推理机制，对所述树形关系和关联关系进行推理更新。
可选的，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：
根据所述树形关系、关联关系和应用需求，利用语义网规则语言SWRL构建规则，形成知识库；
对所述知识库进行知识推理，得到语义推理结果。
可选的，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：
将所述树形关系和关联关系进行存储。
可选的，在将所述树形关系和关联关系进行存储之后，还包括：
接收需求信息；
将所述需求信息转换为查询请求信息；
根据所述查询请求信息、树形关系和关联关系，获取目标边缘设备，并进行访问、控制和调度中的至少一项。
可选的，所述根据所述查询请求信息、树形关系和关联关系，获取目标边缘设备，并进行访问、控制和调度中的至少一项，包括：
根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备；
若所述目标边缘设备的数量为多个，则根据所述树形关系、关联关系和知识推理方法，获取各个所述目标边缘设备之间的协作关系；
根据所述协作关系，对获取的目标边缘设备进行访问、控制和调度中的至少一项。
可选的，所述根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备，包括：
根据所述查询请求信息，利用搜索算法和寻址算法，获取能够满足所述需求信息的目标边缘设备。
本发明实施例还提供了一种边缘设备管理装置，包括：
第一分类模块，用于将边缘设备进行分类，得到类别节点；
第一建立模块，用于将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；
第一处理模块，用于确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系。
可选的，还包括：
第二建立模块，用于在所述边缘设备之间建立关联关系。
可选的，所述第二建立模块，包括：
第一建立子模块，用于在所述边缘设备之间建立协作关系。
可选的，所述第一分类模块，包括：
第一分类子模块，用于根据边缘设备的功能和所处位置，将边缘设备进行分类，得到类别节点；
其中，所述类别节点包括边缘管理节点、边缘计算节点和其他边缘节点；
所述其他边缘节点用于感知物理环境和/或执行计算结果。
可选的，所述第一处理模块，包括：
第一处理子模块，用于通过第一对象属性在所述边缘管理节点与边缘计算节点对应的各子类之间建立第一关联关系；
第二处理子模块，用于通过第二对象属性在所述边缘管理节点与其他边缘节点对应的各子类之间建立第二关联关系；
其中，所述第一关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的边缘计算节点；所述第二关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的其他边缘节点。
可选的，所述第一处理模块，包括：
第一确定子模块，用于确定所述类别节点的身份标识信息、所在位置信息、类型信息、功能信息、拥有者信息、接口信息和/或网协IP地址信息。
可选的，还包括：
第二处理模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，根据本体推理机制，对所述树形关系和关联关系进行推理更新。
可选的，还包括：
第三处理模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，根据所述树形关系、关联关系和应用需求，利用语义网规则语言SWRL构建规则，形成知识库；
第四处理模块，用于对所述知识库进行知识推理，得到语义推理结果。
可选的，还包括：
第一存储模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，将所述树形关系和关联关系进行存储。
可选的，还包括：
第一接收模块，用于在将所述树形关系和关联关系进行存储之后，接收需求信息；
第一转换模块，用于将所述需求信息转换为查询请求信息；
第五处理模块，用于根据所述查询请求信息、树形关系和关联关系，获取目标边缘设备，并进行访问、控制和调度中的至少一项。
可选的，所述第五处理模块，包括：
第一获取子模块，用于根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备；
第二获取子模块，用于若所述目标边缘设备的数量为多个，则根据所述树形关系、关联关系和知识推理方法，获取各个所述目标边缘设备之间的协作关系；
第三处理子模块，用于根据所述协作关系，对获取的目标边缘设备进行访问、控制和调度中的至少一项。
可选的，所述第一获取子模块，包括：
第一获取单元，用于根据所述查询请求信息，利用搜索算法和寻址算法，获取能够满足所述需求信息的目标边缘设备。
本发明实施例还提供了一种管理设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现上述的边缘设备管理方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的边缘设备管理方法中的步骤。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，所述边缘设备管理方法通过将边缘设备进行分类，得到类别节点；将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系；实现了利用语义技术，针对不同类别的边缘设备进行描述建模和关联关系的构建，具有很好的灵活性和可扩展性，能够屏蔽边缘设备的异构性，提高设备信息表达能力，便于使用；并且能够进一步实现边缘设备的灵活管理和智能化协作；很好的解决了现有技术中设备管理方案存在设备信息表达能力差、使用不方便、可扩展性差的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的边缘设备管理方法流程示意图；
图2为本发明实施例的边缘设备的设备信息构建流程示意图；
图3为本发明实施例的边缘设备本体模型示意图；
图4为本发明实施例的边缘管理节点的属性描述模型示意图；
图5为本发明实施例的边缘计算节点的属性描述模型示意图；
图6为本发明实施例的其他边缘节点的属性描述模型示意图；
图7为本发明实施例的关联关系示意图；
图8为本发明实施例的边缘设备共享协同流程示意图；
图9为本发明实施例的边缘设备管理装置结构示意图；
图10为本发明实施例的管理设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的技术中设备管理方案存在设备信息表达能力差、使用不方便、可扩展性差的问题，提供一种边缘设备管理方法，如图1所示，包括：
步骤11：将边缘设备进行分类，得到类别节点；
步骤12：将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；
步骤13：确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系。
本发明实施例提供的所述边缘设备管理方法通过将边缘设备进行分类，得到类别节点；将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系；实现了利用语义技术，针对不同类别的边缘设备进行描述建模和关联关系的构建，具有很好的灵活性和可扩展性，能够屏蔽边缘设备的异构性，提高设备信息表达能力，便于使用；并且能够进一步实现边缘设备的灵活管理和智能化协作；很好的解决了现有技术中设备管理方案存在设备信息表达能力差、使用不方便、可扩展性差的问题。
进一步的，所述边缘设备管理方法还包括：在所述边缘设备之间建立关联关系。
其中，所述在所述边缘设备之间建立关联关系，包括：在所述边缘设备之间建立协作关系。
具体的，所述将边缘设备进行分类，得到类别节点，包括：根据边缘设备的功能和所处位置，将边缘设备进行分类，得到类别节点；其中，所述类别节点包括边缘管理节点、边缘计算节点和其他边缘节点；所述其他边缘节点用于感知物理环境和/或执行计算结果。
更具体的，所述通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系，包括：通过第一对象属性在所述边缘管理节点与边缘计算节点对应的各子类之间建立第一关联关系；通过第二对象属性在所述边缘管理节点与其他边缘节点对应的各子类之间建立第二关联关系；其中，所述第一关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的边缘计算节点；所述第二关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的其他边缘节点。
本发明实施例中，所述将边缘设备进行分类，得到类别节点，包括：将所述边缘设备虚拟化，得到对应的虚拟设备；将所述虚拟设备进行分类，得到类别节点；其中，所述边缘设备与虚拟设备之间可以是一一对应关系。
具体的，所述确定所述类别节点的属性信息，包括：确定所述类别节点的身份标识信息、所在位置信息、类型信息、功能信息、拥有者信息、接口信息和/或网协IP地址信息。在类别节点为边缘管理节点时，确定的属性信息还可包括管理域信息；在类别节点为边缘计算节点时，确定的属性信息还可包括计算域信息。
进一步的，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：根据本体推理机制，对所述树形关系和关联关系进行推理更新。此处关联关系可包括类别节点之间的关联关系；或者包括类别节点之间的关联关系以及边缘设备之间的关联系统。
本发明实施例中，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：根据所述树形关系、关联关系和应用需求，利用语义网规则语言SWRL构建规则，形成知识库；对所述知识库进行知识推理，得到语义推理结果。此处关联关系可包括类别节点之间的关联关系；或者包括类别节点之间的关联关系以及边缘设备之间的关联系统。
进一步的，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：将所述树形关系和关联关系进行存储。此处关联关系可包括类别节点之间的关联关系；或者包括类别节点之间的关联关系以及边缘设备之间的关联系统。
更进一步的，在将所述树形关系和关联关系进行存储之后，还包括：接收需求信息；将所述需求信息转换为查询请求信息；根据所述查询请求信息、树形关系和关联关系，获取目标边缘设备，并进行访问、控制和调度中的至少一项。
其中，所述根据所述查询请求信息、树形关系和关联关系，获取目标边缘设备，并进行访问、控制和调度中的至少一项，包括：根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备；若所述目标边缘设备的数量为多个，则根据所述树形关系、关联关系和知识推理方法，获取各个所述目标边缘设备之间的协作关系；根据所述协作关系，对获取的目标边缘设备进行访问、控制和调度中的至少一项。
具体的，所述根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备，包括：根据所述查询请求信息，利用搜索算法和寻址算法，获取能够满足所述需求信息的目标边缘设备。
下面对本发明实施例提供的所述边缘设备管理方法进行进一步说明。
针对上述技术问题，考虑到在边缘计算模式中，越来越多的设备资源(包括：边缘算力设备、终端设备等)接入信息空间，实现丰富的智能边缘计算服务和应用。这些边缘设备的互联互通、共享和协同，对于提高边缘设备的利用率、提升边缘整体服务能力、减小能耗具有重要意义和实际价值；
本发明实施例针对该业务需求及其技术挑战，提供一种边缘设备管理方法，具体可为一种基于语义的边缘设备(边缘物理设备)的设备信息构建和共享协同方法，通过利用语义技术，针对不同类别的边缘设备进行描述建模和关联关系的构建，实现边缘物理设备的设备信息的构建，并基于该设备信息构建机制，搭建边缘设备资源共享协同平台，结合知识推理机制，自动地挖掘边缘设备之间隐含的关联关系，实现不同类别边缘设备的高效、灵活管理和智能化协作。
具体可分为以下两个部分：
第一部分，基于语义的边缘设备的设备信息构建
可根据功能和所处的位置不同，将边缘设备分为三类:边缘管理节点、边缘计算节点和普通终端设备(上述其他边缘节点)。其分类和功能具体如下：
边缘管理节点：包括计算和存储能力稍强的边缘服务器或定制服务器等。其主要功能是承载和运行“边缘设备资源共享协同平台”，管理、协调所管理的域内的边缘计算节点和普通终端设备；并负责与其他边缘管理节点或者云数据中心进行交互；也可以作为计算节点，执行边缘计算任务。
边缘计算节点：包括智能终端设备、智能网关、智能计算盒子、定制计算设备等。其主要功能是提供边缘算力，执行边缘计算任务。
普通终端设备：包括传感器和执行器等。其主要功能是感知物理环境、执行计算结果。
基于语义的边缘设备的设备信息的构建，是利用语义描述建模技术，将边缘物理设备(Physical-Edge Device,P-ED)虚拟化、抽象化、池化，在信息空间形成虚拟设备画像模型-虚拟边缘设备(Cyber-Edge Device,C-ED)，并以服务的形式提供给各种边缘服务和应用。通过这种构建机制，实现了硬件和软件的解耦分离，硬件负责感知、计算和处理，软件负责管理、控制和调度，同时，也实现了边缘计算设备的统一管理、共享、重用和协作。
边缘设备的设备信息的构建过程如图2所示。在该过程中，边缘物理设备通过设备信息构建平台的语义描述建模和关联关系构建技术，被抽象成虚拟设备，边缘物理设备和虚拟设备之间是一一对应的关系，边缘计算应用可通过与虚拟设备的交互，实现对物理设备的管理、控制和调度。
在边缘设备的设备信息构建过程中，其核心内容主要包括两个部分：
设备的语义描述建模；以及
设备之间关联关系的构建和知识推理。
前者实现对边缘物理设备的刻画和描述；后者实现边缘设备之间的关联和基于知识推理的智能化协作。设备的语义描述建模包括设备的本体建模和设备的属性描述建模两个部分：
其中，(1)关于边缘设备的本体建模如下：
针对上述三类不同的边缘设备，可利用本体和知识工程技术，分别建立边缘管理节点、边缘计算节点和普通终端设备的本体模型，如图3所示。
在图中，根据上文提出的边缘设备分类方法，对边缘设备的类型和包含的子类进行了抽象和划分，边缘设备本体模型的相关概念之间为树形层次结构，父类和子类之间的关系通过is-a表示，父类的属性可以被子类继承。
(2)关于边缘设备的属性描述建模如下：
在边缘设备本体中包含了三类概念：边缘管理节点概念、边缘计算节点概念和普通终端设备概念，概念与概念之间需要通过对象属性进行关联，从而实现对设备的关联关系的全面描述，概念本身可通过数据属性(比如：haslocation)与设备的属性值类型(比如：location)进行关联，实现对本体概念的特征描述。
下面对上述三类节点的属性描述模型分别进行阐述：
1)边缘管理节点的属性描述模型
边缘管理节点的属性描述模型如图4所示。Edge Management Node(边缘管理节点)类是所有边缘管理节点的父类，其属性描述模型是所有边缘管理节点的通用属性模型。在该属性描述模型中，Edge Management Node类通过数据属性hasDeviceID、hasLocation、hasType、hasFunction、hasOwner、hasInterface、hasIP、hasManagementDomain定义(确定)了设备的ID、所在位置、类型、功能、拥有者、接口信息、IP地址、管理域等信息。此外，EdgeManagement Node类通过对象属性manageECN与边缘计算节点本体中的各子类联系起来，描述了边缘管理节点所管理的边缘计算节点；通过对象属性manageGTD与普通终端设备中的各子类联系起来，描述了边缘管理节点所管理的普通终端设备。
2)边缘计算节点的属性描述模型
边缘计算节点的属性描述模型如图5所示。Edge Computing Node(边缘计算节点)类是所有边缘计算节点的父类，其属性描述模型是所有边缘计算节点的通用属性模型。在该属性描述模型中，Edge Computing Node类通过数据属性hasDeviceID、hasLocation、hasType、hasFunction、hasOwner、hasInterface、hasIP、hasComputingDomain定义(确定)了设备的ID、所在位置、类型、功能、拥有者、接口信息、IP地址、计算域等信息。此外，EdgeComputing Node类通过对象属性managedByEMN与边缘管理节点本体中的子类联系起来，描述了负责管理它的边缘管理节点；通过对象属性computeForGTD与普通终端设备中的各子类联系起来，描述了该边缘计算节点能为哪些普通终端设备提供算力。
3)普通终端设备的属性描述模型
普通终端设备的属性描述模型如图6所示。General Terminal Device(普通终端设备)类是所有普通终端设备的父类，其属性描述模型是所有普通终端设备的通用属性模型。在该属性描述模型中，General Terminal Device类通过数据属性hasDeviceID、hasLocation、hasType、hasFunction、hasOwner、hasInterface、hasIP定义(确定)了设备的ID、所在位置、类型、功能、拥有者、接口信息、IP地址等信息。此外，General TerminalDevice类通过对象属性managedByEMN与边缘管理节点本体中的子类联系起来，描述了负责管理它的边缘管理节点；通过对象属性computedByECN与边缘计算节点中的子类联系起来，描述了能为其提供算力支持的边缘计算节点。
(3)关于边缘设备之间关联关系的构建和知识推理如下：
所有上述这些本体通过关联关系(即本体关系，以上的所有关系可以统称为本体关系)形成边缘设备资源概念体系，如图7所示。除了上文提到的manageGTD、managedByEMN、manageECN、managedByEMN、computedByECN和computeForGTD六类对象属性关系，还可以根据实际需要，定义(确定)其他的关联关系，例如：父子关系is-a，协作关系collaboration等。
其中，所述本体关系可包含上述树形关系、类别节点之间的关联关系以及边缘设备之间的关联系统；图7中的Actuator表示执行器，Sensor表示传感器，intelligentgateway表示智能网关，customized computing device表示定制化计算设备。
此外，根据初始定义(确定)的关联关系，并结合Jena的本体推理机制，可以实现对本体关系的推理和分析；也可以依托本体模型(包括图3至图7的内容)，结合具体应用需求，利用SWRL(Semantic Web Rule Language，语义网规则语言)语言构建规则，形成知识库，再进行知识推理，得到深层次的语义信息(即上述语义推理结果，比如满足什么条件，则执行什么动作；或者推理出一个什么结果，在此不作限定)。
第二部分，基于上述设备信息构建机制的边缘设备共享协同方法
边缘设备共享协同流程具体可如图8所示，主要包括以下几个操作：
(1)结合上文提出的基于语义的设备信息构建方法，对边缘设备进行虚拟化抽象和语义描述，虚拟化的设备描述模型被存储在设备资源池中，并由设备资源池进行管理和维护。在该过程中，统一的语义描述建模和资源池管理实现了边缘设备的共享。
(2)各种智能边缘计算应用通过应用程序接口(API)接入边缘设备资源共享协同平台，将应用需求(即上述需求信息)转换和理解成信息空间标准的查询请求表达(即上述查询请求信息)，并根据该请求，利用搜索算法和寻址算法，搜索和定位能够满足应用需求的边缘设备。
(3)结合上文构建的关联关系，以及知识推理方法，对边缘设备之间的协作信息进行分析、推理和挖掘，实现多边缘设备之间的协作。
(4)可利用设备信息构建控制器，对匹配出的边缘物理设备进行访问、控制和调度，实现智能边缘计算应用。
由上可知，本发明实施例提供的方案主要涉及以下两个方面：
第一方面，利用语义技术，提出了针对不同类别边缘设备的描述建模方法，并进行设备之间关联关系的构建，实现边缘物理设备的设备信息构建。该过程包括：
边缘设备的本体建模；
边缘设备的属性描述建模；以及
边缘设备之间关联关系的构建和知识推理。
第二方面，基于上述设备信息构建机制，提出了边缘设备资源共享协同平台，该平台可利用知识推理机制，自动化地分析挖掘边缘设备之间隐含的关联关系，实现不同类别边缘设备的灵活管理和智能化协作。
综上，本发明实施例具体提供了一种基于语义的边缘设备的设备信息构建和共享协同方法，该方法利用语义技术，针对不同类别的边缘设备进行描述建模和关联关系的构建，实现边缘物理设备的设备信息的构建，这种方法具有很好的灵活性和可扩展性，能够屏蔽边缘设备的异构性；进一步，基于该设备信息构建机制，搭建边缘设备资源共享协同平台，并结合知识推理机制，能够自动化地挖掘边缘设备之间隐含的关联关系，实现不同类别边缘设备的灵活管理和智能化协作。
本发明实施例还提供了一种边缘设备管理装置，如图9所示，包括：
第一分类模块91，用于将边缘设备进行分类，得到类别节点；
第一建立模块92，用于将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；
第一处理模块93，用于确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系。
本发明实施例提供的所述边缘设备管理装置通过将边缘设备进行分类，得到类别节点；将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系；实现了利用语义技术，针对不同类别的边缘设备进行描述建模和关联关系的构建，具有很好的灵活性和可扩展性，能够屏蔽边缘设备的异构性，提高设备信息表达能力，便于使用；并且能够进一步实现边缘设备的灵活管理和智能化协作；很好的解决了现有技术中设备管理方案存在设备信息表达能力差、使用不方便、可扩展性差的问题。
进一步的，所述边缘设备管理装置还包括：第二建立模块，用于在所述边缘设备之间建立关联关系。
其中，所述第二建立模块，包括：第一建立子模块，用于在所述边缘设备之间建立协作关系。
具体的，所述第一分类模块，包括：第一分类子模块，用于根据边缘设备的功能和所处位置，将边缘设备进行分类，得到类别节点；其中，所述类别节点包括边缘管理节点、边缘计算节点和其他边缘节点；所述其他边缘节点用于感知物理环境和/或执行计算结果。
更具体的，所述第一处理模块，包括：第一处理子模块，用于通过第一对象属性在所述边缘管理节点与边缘计算节点对应的各子类之间建立第一关联关系；第二处理子模块，用于通过第二对象属性在所述边缘管理节点与其他边缘节点对应的各子类之间建立第二关联关系；其中，所述第一关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的边缘计算节点；所述第二关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的其他边缘节点。
本发明实施例中，所述第一处理模块，包括：第一确定子模块，用于确定所述类别节点的身份标识信息、所在位置信息、类型信息、功能信息、拥有者信息、接口信息和/或网协IP地址信息。
进一步的，所述边缘设备管理装置还包括：第二处理模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，根据本体推理机制，对所述树形关系和关联关系进行推理更新。
本发明实施例中，所述边缘设备管理装置还包括：第三处理模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，根据所述树形关系、关联关系和应用需求，利用语义网规则语言SWRL构建规则，形成知识库；第四处理模块，用于对所述知识库进行知识推理，得到语义推理结果。
进一步的，所述边缘设备管理装置还包括：第一存储模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，将所述树形关系和关联关系进行存储。
更进一步的，所述边缘设备管理装置还包括：第一接收模块，用于在将所述树形关系和关联关系进行存储之后，接收需求信息；第一转换模块，用于将所述需求信息转换为查询请求信息；第五处理模块，用于根据所述查询请求信息、树形关系和关联关系，获取目标边缘设备，并进行访问、控制和调度中的至少一项。
其中，所述第五处理模块，包括：第一获取子模块，用于根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备；第二获取子模块，用于若所述目标边缘设备的数量为多个，则根据所述树形关系、关联关系和知识推理方法，获取各个所述目标边缘设备之间的协作关系；第三处理子模块，用于根据所述协作关系，对获取的目标边缘设备进行访问、控制和调度中的至少一项。
具体的，所述第一获取子模块，包括：第一获取单元，用于根据所述查询请求信息，利用搜索算法和寻址算法，获取能够满足所述需求信息的目标边缘设备。
其中，上述边缘设备管理方法的所述实现实施例均适用于该边缘设备管理装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种管理设备，如图10所示，包括存储器101、处理器102及存储在所述存储器101上并可在所述处理器102上运行的计算机程序103；所述处理器执行所述程序时实现上述的边缘设备管理方法。
其中，上述边缘设备管理方法的所述实现实施例均适用于该管理设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的边缘设备管理方法中的步骤。
其中，上述边缘设备管理方法的所述实现实施例均适用于该计算机可读存储介质的实施例中，也能达到相同的技术效果。
需要说明的是，此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块/子模块/单元，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。
本发明实施例中，模块/子模块/单元可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。
实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。
在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种边缘设备管理方法，其特征在于，包括：
将边缘设备进行分类，得到类别节点；
将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；
确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系；
在所述边缘设备之间建立关联关系；
接收需求信息；
将所述需求信息转换为查询请求信息；
根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备；
若所述目标边缘设备的数量为多个，则根据所述树形关系、关联关系和知识推理方法，对边缘设备之间的协作信息进行分析、推理和挖掘，获取各个所述目标边缘设备之间的协作关系；
根据所述协作关系，对获取的目标边缘设备进行访问、控制和调度中的至少一项。
2.根据权利要求1所述的边缘设备管理方法，其特征在于，所述在所述边缘设备之间建立关联关系，包括：
在所述边缘设备之间建立协作关系。
3.根据权利要求1所述的边缘设备管理方法，其特征在于，所述将边缘设备进行分类，得到类别节点，包括：
根据边缘设备的功能和所处位置，将边缘设备进行分类，得到类别节点；
其中，所述类别节点包括边缘管理节点、边缘计算节点和其他边缘节点；
所述其他边缘节点用于感知物理环境和/或执行计算结果。
4.根据权利要求3所述的边缘设备管理方法，其特征在于，所述通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系，包括：
通过第一对象属性在所述边缘管理节点与边缘计算节点对应的各子类之间建立第一关联关系；
通过第二对象属性在所述边缘管理节点与其他边缘节点对应的各子类之间建立第二关联关系；
其中，所述第一关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的边缘计算节点；所述第二关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的其他边缘节点。
5.根据权利要求1所述的边缘设备管理方法，其特征在于，所述确定所述类别节点的属性信息，包括：
确定所述类别节点的身份标识信息、所在位置信息、类型信息、功能信息、拥有者信息、接口信息和/或网协IP地址信息。
6.根据权利要求1所述的边缘设备管理方法，其特征在于，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：
根据本体推理机制，对所述树形关系和关联关系进行推理更新。
7.根据权利要求1所述的边缘设备管理方法，其特征在于，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：
根据所述树形关系、关联关系和应用需求，利用语义网规则语言SWRL构建规则，形成知识库；
对所述知识库进行知识推理，得到语义推理结果。
8.根据权利要求1或2所述的边缘设备管理方法，其特征在于，在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，还包括：
将所述树形关系和关联关系进行存储。
9.根据权利要求1所述的边缘设备管理方法，其特征在于，所述根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备，包括：
根据所述查询请求信息，利用搜索算法和寻址算法，获取能够满足所述需求信息的目标边缘设备。
10.一种边缘设备管理装置，其特征在于，包括：
第一分类模块，用于将边缘设备进行分类，得到类别节点；
第一建立模块，用于将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；
第一处理模块，用于确定所述类别节点的属性信息，并通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系；
第二建立模块，用于在所述边缘设备之间建立关联关系；
第一接收模块，用于在将所述树形关系和关联关系进行存储之后，接收需求信息；
第一转换模块，用于将所述需求信息转换为查询请求信息；
第五处理模块，用于根据所述查询请求信息、树形关系和关联关系，获取目标边缘设备，并进行访问、控制和调度中的至少一项；
其中，所述第五处理模块，包括：
第一获取子模块，用于根据所述查询请求信息，获取目标边缘设备；
第二获取子模块，用于若所述目标边缘设备的数量为多个，则根据所述树形关系、关联关系和知识推理方法，对边缘设备之间的协作信息进行分析、推理和挖掘，获取各个所述目标边缘设备之间的协作关系；
第三处理子模块，用于根据所述协作关系，对获取的目标边缘设备进行访问、控制和调度中的至少一项。
11.根据权利要求10所述的边缘设备管理装置，其特征在于，所述第二建立模块，包括：
第一建立子模块，用于在所述边缘设备之间建立协作关系。
12.根据权利要求10所述的边缘设备管理装置，其特征在于，所述第一分类模块，包括：
第一分类子模块，用于根据边缘设备的功能和所处位置，将边缘设备进行分类，得到类别节点；
其中，所述类别节点包括边缘管理节点、边缘计算节点和其他边缘节点；
所述其他边缘节点用于感知物理环境和/或执行计算结果。
13.根据权利要求12所述的边缘设备管理装置，其特征在于，所述第一处理模块，包括：
第一处理子模块，用于通过第一对象属性在所述边缘管理节点与边缘计算节点对应的各子类之间建立第一关联关系；
第二处理子模块，用于通过第二对象属性在所述边缘管理节点与其他边缘节点对应的各子类之间建立第二关联关系；
其中，所述第一关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的边缘计算节点；所述第二关联关系用于标识所述边缘管理节点所管理的其他边缘节点。
14.根据权利要求10所述的边缘设备管理装置，其特征在于，所述第一处理模块，包括：
第一确定子模块，用于确定所述类别节点的身份标识信息、所在位置信息、类型信息、功能信息、拥有者信息、接口信息和/或网协IP地址信息。
15.根据权利要求10所述的边缘设备管理装置，其特征在于，还包括：
第二处理模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，根据本体推理机制，对所述树形关系和关联关系进行推理更新。
16.根据权利要求10所述的边缘设备管理装置，其特征在于，还包括：
第三处理模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，根据所述树形关系、关联关系和应用需求，利用语义网规则语言SWRL构建规则，形成知识库；
第四处理模块，用于对所述知识库进行知识推理，得到语义推理结果。
17.根据权利要求10或11所述的边缘设备管理装置，其特征在于，还包括：
第一存储模块，用于在将所述边缘设备作为子类、所述类别节点作为父类，建立树形关系；通过对象属性在所述类别节点之间建立关联关系之后，将所述树形关系和关联关系进行存储。
18.根据权利要求10所述的边缘设备管理装置，其特征在于，所述第一获取子模块，包括：
第一获取单元，用于根据所述查询请求信息，利用搜索算法和寻址算法，获取能够满足所述需求信息的目标边缘设备。
19.一种管理设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至9中任一项所述的边缘设备管理方法。
20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的边缘设备管理方法中的步骤。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5615112A (en) * | 1993-01-29 | 1997-03-25 | Arizona Board Of Regents | Synthesized object-oriented entity-relationship (SOOER) model for coupled knowledge-base/database of image retrieval expert system (IRES) |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101635645A (zh) * | 2009-08-28 | 2010-01-27 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种网络拓扑的管理方法及装置 |
| CN104679518A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-06-03 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种实现物联网语义建模的方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
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| 基于语义的亲属关系知识模型建模设计与实现;方杨;罗军;;计算机技术与发展;20181221(05);全文 * |
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