CN111641520B - 边缘计算节点装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种边缘计算节点装置。所述装置包括第一通信单元、输入接口、第二通信单元、输出接口及处理器。所述输入接口通过第一通信单元接收终端装置发送的数据。处理器获取输入接口的身份标识，根据输入接口的身份标识查询服务关系表确定与所述输入接口的身份标识对应的功能服务算法，并根据功能服务算法对所述数据进行处理得到所述数据的计算结果，所述处理器将所述数据或所述数据的计算结果传输到所述输出接口。所述输出接口通过所述第二通信单元发送所述数据或所述数据的计算结果。本发明可以解决云计算平台计算功耗太高、带宽缺乏的难题。

Description

边缘计算节点装置
技术领域
本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种边缘计算节点装置。
背景技术
现有互联网模式的云计算平台，面临着海量的设备信息接入，不仅功耗太高，而且还面临带宽缺乏的难题，使得云计算很难实时地返回数据。另外，在相关数据处理领域，通常通过边缘计算节点装置在边缘层对数据进行分析和处理。然而，现有对边缘计算节点装置的定义比较模糊，没有统一的边缘计算节点装置的技术架构和功能架构。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种边缘计算节点装置以解决云计算平台计算功耗太高、带宽缺乏的难题。
一种边缘计算节点装置，包括第一通信单元、输入接口、第二通信单元、输出接口及处理器，所述第一通信单元与所述输入接口连接，所述第二通信单元与所述输出接口连接，所述输入接口通过所述第一通信单元接收终端装置发送的数据，所述处理器获取所述输入接口的身份标识，根据所述输入接口的身份标识查询服务关系表确定与所述输入接口的身份标识对应的功能服务算法，并根据所述功能服务算法对所述数据进行处理得到所述数据的计算结果，所述功能服务关系表定义多种所述输入接口的身份标识与多种功能服务算法的对应关系，所述处理器将所述数据或所述数据的计算结果传输到所述输出接口，所述输出接口通过所述第二通信单元发送所述数据或所述数据的计算结果。
优选地，所述输入接口对应预设接入方式及预设接入服务，所述输入接口根据所述预设接入方式、所述预设接入服务接收所述终端装置发送的数据，其中，所述预设接入方式是指所述输入接口接收数据的方式，所述预设接入服务是指对所述数据进行的功能服务。
优选地，所述预设接入方式包括有线接入方式及无线接入方式，所述有线接入方式包括Profibus总线接入、modbus总线接入、can总线接入,EtherCAT总线接入中的至少一种，所述无线接入包括4G接入、5G接入、WiFi接入、Lora接入、NBIOT接入中的至少一种，所述预设接入服务包括数据协同、数据计算、数据分析、快速数据模型建立、深度学习、语音识别、语义理解、语音合成、图像解析、图像分析、娱乐服务、游戏服务、流媒体服务、翻译服务中的至少一种。
优选地，所述处理器设定数据存储路径、数据保存周期及数据存储开始时间，并按照设定的所述数据存储路径、数据保存周期及数据存储开始时间对所述数据或所述数据的计算结果进行存储。
优选地，所述处理器接收功能服务算法修改指令，响应所述功能服务算法修改指令对所述功能服务算法进行修改。
优选地，所述处理器还用于获取所述数据携带的所述终端装置的身份标识号，根据所述终端装置的身份标识号查找算法更改权限表确定与所述终端装置对应的算法更改模式，判断所述算法更改模式是否是动态修改模式，及在确定所述算法为动态修改模式时根据所述算法修改指令对所述功能服务算法进行修改，其中所述算法更改模式包括固定模式及动态修改模式。
优选地，所述处理器接收边缘云或云计算平台发送的功能服务算法修改指令，对所述边缘云或所述云计算平台进行权限验证，在通过权限验证后接收所述边缘云或所述云计算平台发送的功能服务算法，并将接收的功能服务算法作为目标算法，保存所述边缘计算节点装的所有数据状态信息，根据所述目标算法对所述边缘计算节点装置的功能服务算法进行更新。
优选地，所述处理器接收所述边缘计算节点装置生成的功能服务算法修改指令，从所述边缘节点装置存储的多个功能服务算法中选择一个功能服务算法作为目标算法，保存所述边缘计算节点装置的所有数据状态信息，并根据所述目标算法对所述边缘计算节点装置的功能服务算法进行更新。
优选地，所述处理器还用于提供所述边缘计算节点装置的属性信息，其中所述属性信息包括所述边缘计算节点装置的身份标识、计算算力、功能服务、处理时延、存储容量、数据结构。
优选地，所述输出接口按照预设输出方式及预设输出服务通过所述第二通信单元发送所述数据或所述数据的计算结果，其中，所述预设输出方式是指所述输出接口发送数据的方式，所述预设输出服务是指所述边缘计算节点装置对所述数据进行的功能服务。
本发明中地边缘计算节点装置获取输入接口的身份标识，根据所述输入接口的身份标识查询服务关系表确定与所述输入接口的身份标识对应的功能服务算法，并根据所述功能服务算法对终端装置发送数据进行处理得到所述数据的计算结果，从而解决云计算平台计算功耗太高、带宽缺乏的难题
附图说明
图1为本发明一实施方式中边缘计算节点装置的应用环境图。
图2为本发明另一实施方式中边缘计算节点装置的应用环境图。
图3为本发明一实施方式中边缘计算节点装置的功能模块图。
图4为本发明另一实施方式中服务关系表的示意图。
图5为本发明一实施方式中算法更改权限表的示意图。
主要元件符号说明
Figure BDA0002477090660000041
Figure BDA0002477090660000051
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参考图1，所示为本发明一实施方式中边缘计算节点装置1的应用环境图。所述边缘计算节点装置1分别与终端装置2及边缘云3通信连接。所述边缘计算节点装置1用于获取终端装置2发送的数据，对接收的数据进行存储或计算处理得到数据的计算结果，并将存储的数据或计算结果发送给边缘云3。所述边缘云3还分别与数据中心4、云计算平台5、第二边缘云6通信连接，用于将边缘计算节点装置1发送的数据或数据的计算结果发送给所述数据中心4、云计算平台5、第二边缘云6。本实施方式中，所述边缘云3或第二边缘云6为云平台服务器。本实施方式中，所述终端装置2可以为数据采集器、数据采集卡、传感器或视觉采集器(例如摄像头、内窥镜、光场相机等)。本实施方式中，所述边缘计算节点装置1为对边缘网关、边缘控制器、边缘服务器等产品形态的基础能力的逻辑抽象，并具备实时数据分析、本地数据存储、实时网络联接等功能。
请参考图2，所示为本发明另一实施方式中边缘计算节点装置1的应用环境图。所述边缘计算所述边缘计算节点装置1还与云计算平台5通信连接。所述边缘计算节点装置1获取终端装置2发送的数据，对接收的数据进行存储或计算处理得到数据的第一计算结果，并将存储的数据或第一计算结果发送给云计算平台5。所述云计算平台5将边缘计算节点装置1发送的数据或数据的第一计算结果进一步的分析处理得到数据的第二计算结果，并将所述数据的第二计算结果发送给所述边缘计算节点装置1。所述边缘计算节点装置1将接收的数据的第二计算结果发送给边缘云3。所述边缘云3将接收的边缘计算节点装置1发送的数据的第二计算结果发送给所述数据中心4、第二边缘云6。
请参考图3，所示为本发明一实施方式中边缘计算节点装置1的功能模块图。所述边缘计算节点装置1包括第一通信单元11、至少一输入接口12、第二通信单元13、至少一输出接口14、存储器15、处理器16。本实施方式中，所述输入接口12与所述第一通信单元11连接，所述第输出接口14与所述第二通信单元13连接。所述处理器16分别与所述输入接口12、输出接口14、存储器15连接。所述输入接口12通过第一通信单元11接收所述终端装置2发送的数据。
本实施方式中，所述输入接口12对应预设接入方式及预设接入服务，所述输入接口12根据所述预设接入方式、所述预设接入服务接收终端装置2发送的数据。其中，所述预设接入方式是指所述输入接口接收数据的方式，所述预设接入服务是指对所述数据进行的功能服务。本实施方式中，所述预设接入方式包括有线接入方式及无线接入方式。所述有线接入方式包括Profibus总线接入、modbus总线接入、can总线接入,EtherCAT总线接入。所述无线接入包括4G接入、5G接入、WiFi接入、Lora接入、NBIOT接入。本实施方式中，所述预设接入服务包括数据协同、数据计算、数据分析、快速数据模型建立、深度学习、语音识别、语义理解、语音合成、图像解析、图像分析、娱乐服务、游戏服务、流媒体服务、翻译服务。本实施方式中，所述第一通信单元11可以为4G通信模块、5G通信模块、WiFi通信模块、Lora通信模块或NBIOT通信模块等无线通信模块。在另一实施方式中，所述第一通信单元11可以为Profibus总线、modbus总线、can总线,EtherCAT总线。
本实施方式中，所述存储器15可以为所述边缘计算节点装置1中的内部存储单元，例如所述边缘计算节点装置1中的硬盘或内存。在另一实施方式中，所述存储器15也可以为边缘计算节点装置1中的外部存储设备，例如所述边缘计算节点装置1上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。所述处理器16用于对所述边缘计算节点装置1接收的数据进行处理及存储。本实施方式中，所述处理器16可以是中央处理模块(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。所述处理器16可以是任何常规的处理器等，所述处理器16也可以是所述边缘计算节点装置1的控制中心，利用各种接口和线路连接整个边缘计算节点装置1的各个部分。
本实施方式中，所述处理器16获取所述输入接口12的身份标识，根据所述输入接口12的身份标识查询服务关系表20确定与所述输入接口12的身份标识对应的功能服务算法，并根据所述功能服务算法对所述输入接口12接收的所述数据进行处理得到所述数据的计算结果，其中，所述功能服务关系表定义多种所述输入接口12的身份标识与多种功能服务算法的对应关系。请参考图4，所示为本发明一实施方式中服务关系表20的示意图。其中，与身份标识P1对应的功能服务算法为语音识别算法，与身份标识P2对应的功能服务算法为图像分析算法。例如，当所述处理器16获取的输入接口12的身份标识为P1时，所述处理器16根据身份标识P1查询所述服务关系表20确定出功能服务算法为语音识别算法。再例如，当所述处理器16获取的输入接口12的身份标识为P2时，所述处理器16根据身份标识P2查询所述服务关系表20确定出功能服务算法为图像分析算法。
本实施方式中，所述处理器16用于对所述数据或所述数据的计算结果按照预设规则进行存储。在具体实施方式中，所述处理器16设定数据存储路径、数据保存周期及数据存储开始时间，并按照设定的所述数据存储路径、数据保存周期及数据存储开始时间对所述数据或所述数据的计算结果进行存储。本实施方式中，所述数据存储路径可以设定在所述边缘计算节点装置1的本地数据库、边缘云3、数据中心4、云计算平台5、第二边缘云6中。
本实施方式中，所述输入接口12接收的数据携带有所述终端装置2的身份标识号，所述处理器16还用于获取所述数据携带的所述终端装置2的身份标识号。本实施方式中，所述终端装置2对应的身份标识号包括设备名称、应用领域、公司名称及设备编号，例如，当终端装置2为仪器时，所述终端装置2的身份标识号为T_Instrument_领域_公司名_设备名_编号，当终端装置2为传感器时，所述终端装置2的身份标识号为T_Sensor_领域_公司名_设备名_编号。
本实施方式中，所述处理器16接收功能服务算法修改指令，响应所述功能服务算法修改指令对所述功能服务算法进行修改。在具体实施方式中，所述处理器16根据所述终端装置2的身份标识号查找算法更改权限表30确定与所述终端装置2对应的算法更改模式，判断所述算法更改模式是否是动态修改模式，在确定所述算法为动态修改模式时根据所述算法修改指令对所述功能服务算法进行修改，其中所述算法更改模式包括固定模式及动态修改模式，所述固定模式是指所述功能服务算法不可以被修改，所述动态修改模式是指所述算法模式可以修改。请参考图5，所示为本发明一实施方式中算法更改权限表30的示意图，所示算法更改权限表30定义多种终端装置2的身份标识号与多种算法更改模式的对应关系。例如，当所述终端装置2的身份标识号为T1时，与T1对应的算法更改模式为固定模式，当所述终端装置2的身份标识号为T2时，与T2对应的算法更改模式为动态修改模式。
在一实施方式中，所述处理器16接收边缘云3或云计算平台5发送的功能服务算法修改指令，对所述边缘云3或云计算平台5进行权限验证，在通过权限验证后接收边缘云3或云计算平台5发送的功能服务算法，并将接收的功能服务算法作为目标算法，保存所述边缘计算节点装置1的所有数据状态信息，根据所述目标算法对所述边缘计算节点装置1的功能服务算法进行更新。本实施方式中，所述处理器16还用于将功能服务算法的更新成功信息或功能服务算法的更新失败信息记录在日志中。
在一实施方式中，所述处理器16接收所述边缘计算节点装置1生成的功能服务算法修改指令，从所述边缘计算节点装置1存储的多个功能服务算法中选择一个功能服务算法作为目标算法，保存所述边缘计算节点装置1的所有数据状态信息，根据所述目标算法对所述边缘计算节点装置1的功能服务算法进行更新。
本实施方式中，所述处理器16还用于提供边缘计算节点装置1的属性信息，其中所述属性信息包括所述边缘计算节点装置的身份标识、计算算力、功能服务、处理时延、存储容量、数据结构。本实施方式中，所述功能服务包括数据协同、数据计算、数据分析、快速数据模型建立、深度学习、语音识别、语义理解、语音合成、图像解析、图像分析、娱乐服务、游戏服务、流媒体服务、翻译服务中的至少一种。本发明中通过提供边缘计算节点装置1的属性信息，方便终端装置2选择合适的边缘计算节点装置1提供服务。
本实施方式中，所述处理器16还用于对输入接口12接收的数据进行安全检查。具体的，所述处理器16从病毒扫描、白名单扫描及安全认证三种检查方式中选择至少一种检查方式对接收的数据进行安全检查；记录安全检查结果为异常的数据，并将安全检查结果为异常的数据进行隔离，及报告异常的数据。本实施方式中，在选择病毒扫描对所述数据进行安全检查时，所述处理器16将所述数据与病毒数据库中的病毒文件进行比对，并得到所述数据的安全检查结果，其中，所述处理器16当确定所述数据与病毒数据库中的某一病毒文件一致时确定所述数据为异常的数据，否则确定所述数据为无异常的数据。本实施方式中，所述处理器16在选择白名单扫描对所述数据进行安全检查时，将所述数据与白名单数据库中记录的名单进行比对，并得到所述数据的安全检查结果，其中，当确定所述数据与白名单数据库中的某一名单一致时确定所述数据为异常的数据，否则确定所述数据为无异常的数据。本实施方式中，所述处理器16在选择安全认证对所述数据进行安全检查时，将通过安全认证的数据确定为无异常的数据，将没有通过安全认证的数据确定为异常的数据。
所述处理器16将所述数据或所述数据的计算结果传输到所述输出接口14。所述输出接口14对应预设输出方式及预设输出服务。所述输出接口14按照预设输出方式及预设输出服务通过第二通信单元13发送所述数据或所述数据的计算结果。本实施方式中，所述预设输出方式是指所述输出接口14发送数据的方式，所述预设输出服务是指对所述数据进行的功能服务。本实施方式中，所述预设输出方式包括有线输出方式及无线输出方式。所述有线输出方式包括Profibus总线输出、modbus总线输出、can总线输出,EtherCAT总线输出。所述无线输出包括4G输出、5G输出、WiFi输出、Lora输出、NBIOT输出。本实施方式中，所述预设输出服务包括数据协同、数据计算、数据分析、快速数据模型建立、深度学习、语音识别、语义理解、语音合成、图像解析、图像分析、娱乐服务、游戏服务、流媒体服务、翻译服务。本实施方式中，所述第二通信单元15可以为4G通信模块、5G通信模块、WiFi通信模块、Lora通信模块或NBIOT通信模块等无线通信模块。在另一实施方式中，所述第二通信单元14可以为Profibus总线、modbus总线、can总线,EtherCAT总线。
需要说明的是，多个边缘计算节点装置1可以通过级联的方式对终端装置2发送的数据进行处理。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种边缘计算节点装置，包括第一通信单元、输入接口、第二通信单元、输出接口及处理器，所述第一通信单元与所述输入接口连接，所述第二通信单元与所述输出接口连接，其特征在于，所述输入接口通过所述第一通信单元接收终端装置发送的数据，所述处理器获取所述输入接口的身份标识，根据所述输入接口的身份标识查询功能服务关系表确定与所述输入接口的身份标识对应的功能服务算法，并根据所述功能服务算法对所述数据进行处理得到所述数据的计算结果，所述功能服务关系表定义多种所述输入接口的身份标识与多种功能服务算法的对应关系，所述处理器将所述数据或所述数据的计算结果传输到所述输出接口，所述输出接口通过所述第二通信单元发送所述数据或所述数据的计算结果。
2.如权利要求1所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述输入接口对应预设接入方式及预设接入服务，所述输入接口根据所述预设接入方式、所述预设接入服务接收所述终端装置发送的数据，其中，所述预设接入方式是指所述输入接口接收数据的方式，所述预设接入服务是指对所述数据进行的功能服务。
3.如权利要求2所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述预设接入方式包括有线接入方式及无线接入方式，所述有线接入方式包括Profibus总线接入、modbus总线接入、can总线接入,EtherCAT总线接入中的至少一种，所述无线接入包括4G接入、5G接入、WiFi接入、Lora接入、NBIOT接入中的至少一种，所述预设接入服务包括数据协同、数据计算、数据分析、快速数据模型建立、深度学习、语音识别、语义理解、语音合成、图像解析、图像分析、娱乐服务、游戏服务、流媒体服务、翻译服务中的至少一种。
4.如权利要求1所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述处理器设定数据存储路径、数据保存周期及数据存储开始时间，并按照设定的所述数据存储路径、数据保存周期及数据存储开始时间对所述数据或所述数据的计算结果进行存储。
5.如权利要求1所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述处理器接收功能服务算法修改指令，响应所述功能服务算法修改指令对所述功能服务算法进行修改。
6.如权利要求5所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述处理器还用于获取所述数据携带的所述终端装置的身份标识号，根据所述终端装置的身份标识号查找算法更改权限表确定与所述终端装置对应的算法更改模式，判断所述算法更改模式是否是动态修改模式，及在确定所述算法为动态修改模式时根据所述算法修改指令对所述功能服务算法进行修改，其中所述算法更改模式包括固定模式及动态修改模式。
7.如权利要求5所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述处理器接收边缘云或云计算平台发送的功能服务算法修改指令，对所述边缘云或所述云计算平台进行权限验证，在通过权限验证后接收所述边缘云或所述云计算平台发送的功能服务算法，并将接收的功能服务算法作为目标算法，保存所述边缘计算节点装置的所有数据状态信息，根据所述目标算法对所述边缘计算节点装置的功能服务算法进行更新。
8.如权利要求5所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述处理器接收所述边缘计算节点装置生成的功能服务算法修改指令，从所述边缘节点装置存储的多个功能服务算法中选择一个功能服务算法作为目标算法，保存所述边缘计算节点装置的所有数据状态信息，并根据所述目标算法对所述边缘计算节点装置的功能服务算法进行更新。
9.如权利要求1所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述处理器还用于提供所述边缘计算节点装置的属性信息，其中所述属性信息包括所述边缘计算节点装置的身份标识、计算算力、功能服务、处理时延、存储容量、数据结构。
10.如权利要求1所述的边缘计算节点装置，其特征在于，所述输出接口按照预设输出方式及预设输出服务通过所述第二通信单元发送所述数据或所述数据的计算结果，其中，所述预设输出方式是指所述输出接口发送数据的方式，所述预设输出服务是指所述边缘计算节点装置对所述数据进行的功能服务。
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