CN111443935A - 一种工业边缘网关的算法任务处理方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种工业边缘网关的算法任务处理方法、装置及存储介质，涉及工业边缘网关技术领域。接收服务器发送的算法数据包；所述算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序；根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求；当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，所述任务指令包括：更新指令或者调试指令。实现了在应用场景发生变化的情况下，可以远程对网关上的算法进行更新调试，不需要实施人员到现场进行设计，提高了算法更新以及调试的效率。

Description

一种工业边缘网关的算法任务处理方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及工业边缘网关技术领域，具体而言，涉及一种工业边缘网关的算法任务处理方法、装置及存储介质。

背景技术

工业边缘网关是部署在垂直行业现场的接入设备，主要实现工业现场设备网络接入、工业协议转换、数据采集与分析处理等。在工业物联网应用场景中，边缘计算在预测性维护、产品质量保证、个性化生产以及流程优化方面有较大的需求。

目前市场上已经出现了大量的工业边缘网关产品，当网关产品需要算法调试或更新时，产品实施人员需要到现场根据工业需求对边缘计算算法进行设计，并将算法固化至边缘网关中，最终完成算法部署。而实际应用中，在不同应用场景下对边缘计算的需求存在差异，需要用到不同的边缘计算算法。采用现场调试部署方式对边缘网关算法更新和调试的方法，算法更新以及调试的效率较低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供了一种工业边缘网关的算法任务处理方法、装置及存储介质。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

本申请第一方面提供一种工业边缘网关的算法任务处理方法，包括：

接收服务器发送的算法数据包；所述算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序；

根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求；

当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，所述任务指令包括：更新指令或者调试指令。

可选地，所述根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求，包括：

将所述验证信息与预设信息进行比对；

当所述验证信息与所述预设信息相同时，则确定所述算法数据包满足预设要求。

可选地，所述将所述验证信息与预设信息进行比对之后，还包括：

当所述验证信息与所述预设信息不同时，删除所述算法数据包。

可选地，所述任务指令包括：更新指令；

所述当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，包括：

将所述算法程序存储于算法存储空间，并向所述服务器发送任务完成消息；

从所述算法存储空间加载所述算法程序，对之前存储的算法程序进行更新。

可选地，所述任务指令包括：调试指令；

所述当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，包括：

将所述算法程序存储于临时存储空间；

从所述临时存储空间加载所述算法程序，并监测所述算法程序运行参数以及运行结果；

向所述服务器发送所述算法程序运行参数以及运行结果。

本申请第二方面提供了一种工业边缘网关的算法任务处理装置，包括：接收单元、判断单元以及执行单元；

所述接收单元，用于接收服务器发送的算法数据包；所述算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序；

所述判断单元，用于根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求；

所述执行单元，用于当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，所述任务指令包括：更新指令或者调试指令。

可选地，所述判断单元，用于将所述验证信息与预设信息进行比对；

当所述验证信息与所述预设信息相同时，则确定所述算法数据包满足预设要求。

可选地，所述执行单元，用于当所述验证信息与所述预设信息不同时，删除所述算法数据包。

可选地，所述任务指令包括：更新指令；

所述执行单元，用于将所述算法程序存储于算法存储空间，并向所述服务器发送任务完成消息；

从所述算法存储空间加载所述算法程序，对之前存储的算法程序进行更新。

可选地，所述任务指令包括：调试指令；

所述执行单元，用于将所述算法程序存储于临时存储空间；

从所述临时存储空间加载所述算法程序，并监测所述算法程序运行参数以及运行结果；

向所述服务器发送所述算法程序运行参数以及运行结果。

本申请第三方面提供了一种工业边缘网关的算法任务处理装置，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述装置运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行上述第一方面提供的方法。

本申请第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面提供的方法。

本申请提供的工业边缘网关的算法任务处理方法、装置及存储介质，接收服务器发送的算法数据包；所述算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序；根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求；当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，所述任务指令包括：更新指令或者调试指令。实现了在应用场景发生变化的情况下，可以远程对网关上的算法进行更新调试，不需要实施人员到现场进行设计，提高了算法更新以及调试的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本申请一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理方法的流程示意图；

图3为本申请另一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理方法的流程示意图；

图4为本申请另一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理方法的流程示意图；

图5为本申请一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理方法的整体流程示意图；

图6为本申请一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理装置的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

图1为本申请一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：客户端11、服务器12以及工业边缘网关13。

其中，客户端11可以是集成于终端的应用程序，该终端可以为手机、计算机、穿戴设备等具有处理及显示功能的设备，客户端可以通过4G、5G或者局域网等通信网络与服务器进行通信连接。

服务器12可以有一个或多个，通过服务器上搭建的云平台，各个服务器之间可以进行通信(图1中以1个服务器为例)，此外通过服务器上搭建的云平台，也可以使得服务器与工业边缘网关之间建立通信连接。

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。通常在传输层上以实现网络互连，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。本申请实施例中，执行主体为工业边缘网关，工业边缘网关13区别于普通网关，主要用于工业数据采集、工业协议的解析以及转化。一般情况下，工业边缘网关13相比于普通网关体积较小，具有小型化的特点。本申请实施例提供的工业边缘网关属于嵌入式系统设备，可以运行如Linux、FreeRTOS等嵌入式操作系统。

市场上的工业边缘网关产品支持边缘计算算法运行，边缘计算算法通常会作为工业边缘网关主体程序的一部分，在产品实施时固化至边缘网关的存储单元中，然后再由主体程序调用运行。

图2为本申请一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理方法的流程示意图，该方法的执行主体可以为图1中的工业边缘网关，如图2所示，该方法包括：

S201、接收服务器发送的算法数据包。其中，该算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序。

本申请实施例所提供的工业边缘网关在程序设计时，将边缘计算算法程序从主程序块中分离出来，设计成边缘计算算法存储模块，为该算法程序分配独立的算法存储空间，主程序块可调用边缘计算算法存储模块，并通过调用通信程序模块与远程调试客户端通信，最终完成对边缘计算算法程序代码的下载、校验，更新以及调试的任务。

可以理解的是，本申请实施例中，通过将边缘计算算法程序代码存储于专门的算法分区，即边缘计算算法存储模块区，可以便于代码的管理，从而达到提高算法更新效率的目的。

需要说明的是，在本申请实施例中，由工业边缘网关接收服务器发送的算法数据包中包括有需要执行的任务、验证信息以及算法程序。其中，需要执行的任务可以是更新任务或者调试任务。验证信息用于检测所接收到的算法数据包是否安全，在一定程度上可以避免病毒对工业边缘网关的侵袭。算法程序具体是边缘计算算法的程序执行代码，利用该算法程序可以完成相应的工业生产任务，示例性地，可以是锅炉报警预测任务、如果在工业边缘网关上连接摄像头还可以完成工业产品的缺陷检测任务等。

S202、根据验证信息判断算法数据包是否满足预设要求。

一个安全系统的首要任务就是阻止病毒的入侵。当今的威胁已经不单单是一个病毒，经常伴有恶意程序、黑客攻击等多种威胁。为了使工业边缘网关程序正常运行，顺利完成生产任务，就必须要对算法数据包的安全性进行验证。

在本申请实施例中，当工业边缘网关所接收的算法数据包通过安全性校验后，才会在工业边缘网关上运行该算法数据包中的算法程序，如果验证不通过会在工业边缘网关本地，对所接收到的算法数据包进行删除。

S203、当算法数据包满足预设要求时，根据算法程序执行任务指令对应的任务。

需要说明的是，当算法数据包通过安全性校验后，工业边缘网关会依据算法数据包中的任务指令，通过运行算法程序执行相应的任务。本申请实施例中，任务指令可以是更新指令或者调试指令。

更新指令用于指示对工业边缘网关中之前存储的算法程序进行替换。示例性地，一个工业边缘网关在一个工业场景下可能用于执行检测报警任务，当需求变化时可能需要工业边缘网关执行图像处理方面的任务，那么需要应用的算法程序不同，需要变更。通过执行更新指令，可以高效的完成算法程序的更新，将工业边缘网关上存储的监测报警算法程序替换为目前需要的图像处理方面的算法程序。

调试指令是用于指示在工业边缘网关上对一部分程序代码进行调试。一个程序代码在本地或者实验室正常运行，不一定能够在工业现场也正常运行。因为在工业现场环境下会受到各种因素的干扰，造成程序的扰动，进而无法完成工业生产目标。为了测试算法程序能否在工业现场也达到工业生产目标，一般在算法程序在设备运行前，需要对算法程序进行现场测试。当现场测试通过，则表明算法程序运行通过，此时将算法程序在工业设备上运行，算法可靠性更高。

本申请提供的工业边缘网关的算法任务处理方法、装置及存储介质，工业边缘网关接收服务器发送的算法数据包；所述算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序；根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求；当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，所述任务指令包括：更新指令或者调试指令。实现了在应用场景发生变化的情况下，可以远程对网关上的算法进行更新调试，不需要实施人员到现场进行设计，提高了算法更新以及调试的效率。

可选地，在本申请的一些实施例中，步骤S202的具体实现过程包括：将验证信息与预设信息进行比对；当验证信息与预设信息相同时，则确定算法数据包满足预设要求。

需要说明的是，本申请实施例中，可以在工业边缘网关上提前预设解析字符串，当工业边缘网关接收到算法数据包后，首先对算法数据包进行解析，获取验证信息对应的字符串。将解析后得到的字符串与预设解析字符串进行比较，若相同，则判断算法数据包符合安全性要求，进而验证通过。

可选地，在本申请的一些实施例中，步骤S202的具体实现过程还包括：当验证信息与预设信息不同时，删除算法数据包。

需要说明的是，在本申请实施例中，当解析后得到的字符串与预设解析字符串不相同时，则判断算法数据包不符合安全性要求，进而在本地通过工业边缘网关对接收到算法数据包进行删除。

图3为本申请另一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理方法的流程示意图。在本申请的一些实施例中，当任务指令为更新指令时，步骤S203具体实现过程可以包括：

S2031、将算法程序存储于算法存储空间，并向服务器发送任务完成消息。

需要说明的是，在本申请实施例中，对存储区域进行了分区域管理。示例性地，可以将存储区的2/4用于存储主程序，1/4用于存储算法程序，剩余的1/4用于存储其他数据内容。

具体地，工业边缘网关将接收到的算法数据包中的算法程序存储于专门的算法存储空间，同时向服务器发送任务完成消息，示例性，可以是一串约定好的字符串，也可以发送文字“完成”。

S2032、从算法存储空间加载算法程序，对之前存储的算法程序进行更新。

当要执行下载好的程序代码时，工业边缘网关会通过主程序将算法存储空间内的算法程序加载到边缘计算算法应用模块中，以对之前所存储的算法程序进行更新。运行更新后的算法程序，可以完成对应的生产任务。

需要说明的是，本申请实施例提供的工业边缘网关算法程序更新方法，无需重新启动工业边缘网关，即可以完成算法程序的运行更新，执行效率高。

图4为本申请另一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理方法的流程示意图。在本申请的一些实施例中，当任务指令为调试指令时，步骤S203具体实现过程可以包括：

S301、将算法程序存储于临时存储空间。

在本申请实施例中，当任务指令为调试指令时，工业边缘网关，将需要调试的算法程序存储于临时存储空间，具体地，临时存储空间可以是RAM等随机存储内存空间。

S302、从临时存储空间加载算法程序，并监测算法程序运行参数以及运行结果。

工业边缘网关通过主程序，将存储于临时存储空间的算法程序加载到边缘计算算法应用模块中，然后运行该算法程序。工业边缘网关主程序通过与边缘计算算法应用模块之间的数据接口，监控边缘计算算法程序的运行参数及运行结果。

S303、向服务器发送算法程序运行参数以及运行结果。

具体地，工业边缘网关通过主程序将算法程序运行参数及运行结果，发送到服务器，服务器可以将运行参数以及运行结果发送到相关调试人员的客户端，调试人员可以通过客户端看到相关运行参数以及运行结果。当调试结果不通过时，调试人员可以在客户端输入相关指令调整算法代码，并通过服务器发送到工业边缘网关，然后重复步骤S301-S303，直至调试通过即可。

图5为本申请另一实施例提供的工业边缘网关的算法任务处理方法的整体流程示意图。如图5所示，在上述实施例的基础上，本实施例示出算法更新或者调试的整体流程，可以包括：

S501、工业边缘计算网关与服务器建立通信连接。

在本申请实施例中，网关与服务器之间可以通过约定的通信协议建立连接，网关与服务器之间通信一旦建立，在后续的数据发送过程中，无需重新建立连接。

S502、工业边缘计算网关主程序接收算法数据包。

在本申请实施例中，该算法数据包中包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序。需要说明的是，需要执行的任务指令可以是更新指令或者调试指令。

S503、主程序接收边缘计算算法程序，并进行安全性校验。

当任务指令是更新指令时，主程序接收边缘计算算法程序，并利用算法数据包中的验证信息进行安全性校验。

S504、校验是否通过。

当校验通过，也就是当验证信息与网关上预设信息相同时，则验证通过，执行S506。若验证不通过执行S505。

S505、删除算法数据包，并返回执行过程到步骤S503。

S506、工业边缘计算网关主程序将算法程序存储至算法存储空间中。

S507、主程序发送更新完成指令给服务器。

在本申请实施例中，更新完成指令可以是一串约定的字符串，或者发送的文字“完成”。

S508、主程序将算法代码加载至边缘计算应用模块。

S509、结束。

网关主程序将下载好的算法程序加载到边缘计算应用模块，当需要执行该算法程序时，只要运行该算法程序即可，此时更新指令执行过程结束，也就是步骤S509。

S510、主程序接收边缘计算算法程序，并进行安全性校验。

当任务指令是调试指令时，主程序接收边缘计算算法程序，并利用算法数据包中的验证信息进行安全性校验。

S511、校验是否通过。

验证通过，执行S512。若验证不通过执行S505。

S512、工业边缘计算网关主程序将算法程序存储于临时存储空间。

需要说明的是，本申请实施例中临时存储空间可以是随机存取存储器RAM。

当需要调试的算法程序，被存储与临时存储空间后，执行步骤S513、主程序将算法程序加载至边缘计算应用模块；此时，主程序调用边缘计算应用模块，运行边缘计算程序，即执行步骤S514。

S515、主程序监控边缘计算应用模块的运行结果及运行参数。

需要说明的是，工业边缘网关中的主程序通过与边缘计算算法应用模块之间的数据接口，监控边缘计算算法程序的运行参数及运行结果。

S516、将运行结果及运行参数传输到服务器。

需要说明的是，工业边缘网关通过主程序将算法程序运行参数及运行结果，发送到服务器，服务器可以将运行参数以及运行结果发送到客户端，调试人员可以通过客户端看到相关运行参数以及运行结果。通过相关运行参数以及运行结果，判断是否继续调试，即步骤S517。当需要继续调试时，重复执行步骤S512-S517，直至调试通过即可。当调试通过，则调试过程结束，执行过程S509。

本申请实施例提供一种工业边缘网关的算法任务处理装置，用于执行前述工业边缘网关的算法任务处理方法。图6为本申请实施例提供的一种工业边缘网关的算法任务处理装置的结构示意图，如图6所示，该工业边缘网关的算法任务处理装置包括：接收单元601、判断单元602以及执行单元603，其中，

接收单元601，用于接收服务器发送的算法数据包；算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序。

判断单元602，用于根据验证信息判断算法数据包是否满足预设要求。

执行单元603，用于当算法数据包满足预设要求时，根据算法程序执行任务指令对应的任务，任务指令包括：更新指令或者调试指令。

可选地，判断单元602，用于将验证信息与预设信息进行比对；当验证信息与预设信息相同时，则确定算法数据包满足预设要求。

可选地，执行单元603，用于当验证信息与预设信息不同时，删除算法数据包。

可选地，执行单元603，用于将算法程序存储于算法存储空间，并向服务器发送任务完成消息；从算法存储空间加载算法程序，对之前存储的算法程序进行更新。

可选地，执行单元603，用于将算法程序存储于临时存储空间从临时存储空间加载算法程序，并监测算法程序运行参数以及运行结果；向服务器发送算法程序运行参数以及运行结果。

图7为本申请实施例提供的一种工业边缘网关的算法任务处理装置结构示意图，对应于一种工业边缘网关的算法任务处理方法；该工业边缘网关的算法任务处理装置可以包括：处理器710、存储介质720和总线730，存储介质720存储有处理器710可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器710与存储介质720之间通过总线730通信，处理器710执行机器可读指令，以执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本申请实施例提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述方法。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种工业边缘网关的算法任务处理方法，其特征在于，包括：

接收服务器发送的算法数据包；所述算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序；

根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求；

当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，所述任务指令包括：更新指令或者调试指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求，包括：

将所述验证信息与预设信息进行比对；

当所述验证信息与所述预设信息相同时，则确定所述算法数据包满足预设要求。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述验证信息与预设信息进行比对之后，还包括：

当所述验证信息与所述预设信息不同时，删除所述算法数据包。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述任务指令包括：更新指令；

所述当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，包括：

将所述算法程序存储于算法存储空间，并向所述服务器发送任务完成消息；

从所述算法存储空间加载所述算法程序，对之前存储的算法程序进行更新。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述任务指令包括：调试指令；

所述当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，包括：

将所述算法程序存储于临时存储空间；

从所述临时存储空间加载所述算法程序，并监测所述算法程序运行参数以及运行结果；

向所述服务器发送所述算法程序运行参数以及运行结果。

6.一种工业边缘网关的算法任务处理装置，其特征在于，包括：接收单元、判断单元以及执行单元；

所述接收单元，用于接收服务器发送的算法数据包；所述算法数据包包括：需要执行的任务指令、验证信息以及算法程序；

所述判断单元，用于根据所述验证信息判断所述算法数据包是否满足预设要求；

所述执行单元，用于当所述算法数据包满足预设要求时，根据所述算法程序执行所述任务指令对应的任务，所述任务指令包括：更新指令或者调试指令。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断单元，用于将所述验证信息与预设信息进行比对；当所述验证信息与所述预设信息相同时，则确定所述算法数据包满足预设要求。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述执行单元，还用于当所述验证信息与所述预设信息不同时，删除所述算法数据包。

9.一种工业边缘网关的算法任务处理装置，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述装置运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-5任一项所述方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-5任一项所述方法的步骤。

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