CN111866063A - 一种工业物联网ai算法的在线更新系统、方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的系统，包括部署于工业物联网应用层的物联网应用中的AI算法服务端、部署于工业物联网感知层的终端设备中的AI算法客户端，以及分别部署于应用层的物联网管理平台和感知层的感知网关设备中的AI算法通信管理服务，所述的AI算法通信管理服务为AI算法本地服务端或AI算法客户端；当AI算法通信管理服务为AI算法本地服务端时，AI算法本地服务端对AI算法客户端统一管理通信，并集中与AI算法服务端进行通信；当AI算法通信管理服务为AI算法客户端时，AI算法客户端直接与AI算法服务端通信连接，与现有技术相比，本发明具有提升工业物联网的智能化能力和效率等优点。

Description

一种工业物联网AI算法的在线更新系统、方法及装置
技术领域
本发明涉及工业物联网领域，尤其是涉及一种工业物联网AI算法的在线更新系统、方法及装置。
背景技术
工业物联网(Industrial Internet of things，简称IIoT)是指物联网在工业领域的应用，将工业设备、控制系统、信息系统和业务流程等通过网络实现连接，联网之后，大量的数据被收集以提供分析解决方案，实现最佳的工业运营。工业物联网的体系架构一般可分为三个层次：感知层、网络层和应用层，如图1所示。
近年来，随着人工智能技术的兴起，工业物联网中也开始引入人工智能技术，如图2所示，为了支持人工智能技术在工业物联网中的应用，现有技术方案主要是通过升级硬件和软件的方法，在现有工业物联网中嵌入人工智能(AI)算法的方式来实现。在具体进行数据分析、决策处理过程中，通过调用人工智能算法来对收集到的数据实现智能分析，从而实现智能化的工业物联网。
现有技术方案中的AI算法一般是由AI算法工程师基于获取的离线数据集，通过离线训练的方式进行提前优化而得到的，并在硬件设计以及软件开发的过程中嵌入AI算法。在硬件或软件的执行过程中，AI算法需要与特定的硬件(如感知终端设备)和软件(如物联网应用)进行配合才能完成操作。这样的技术方案存在 AI算法升级困难且环境适用性较差等缺点，在发生AI算法的更新时，需要通过同步升级硬件或软件的方式才能实现，升级成本高，操作复杂。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工业物联网 AI算法的在线更新系统、方法及装置，从而支持人工智能算法的在线升级，并根据不同的数据环境选择更新不同的人工智能算法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的系统，包括部署于工业物联网应用层的物联网应用中的AI算法服务端、部署于工业物联网感知层的终端设备中的AI算法客户端，以及分别部署于应用层的物联网管理平台和感知层的感知网关设备中的AI算法通信管理服务，所述的AI算法通信管理服务为AI算法本地服务端或AI算法客户端；
当所述的AI算法通信管理服务为AI算法本地服务端时，所述的AI算法本地服务端对AI算法客户端统一管理通信，并集中与AI算法服务端进行通信；当所述的AI算法通信管理服务为AI算法客户端时，所述的AI算法客户端直接与AI 算法服务端通信连接。
进一步地，所述的AI算法服务端与所述应用层和感知层中所有的AI算法客户端直接进行通信连接，所述的AI算法服务端与AI算法客户端之间通过更新消息进行通信，所述的更新消息包括更新广播消息、更新请求消息、更新请求响应消息和更新完成确认消息；
所述的更新广播消息包括AI算法文件信息，所述的AI算法文件信息包括AI 算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件大小和/或AI算法文件激活策略；
所述的更新请求消息包括AI算法客户端标识和待激活的AI算法文件信息；
所述的更新请求响应消息包括AI算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件服务器地址和/或AI算法文件链接；
所述的更新完成确认消息包括AI算法客户端标识、AI算法文件接收状态和/ 或AI算法文件激活状态。
进一步地，所述的物联网管理平台和感知网关设备中的AI算法本地服务端分别与AI算法服务端连接，所述的感知终端设备中的AI算法客户端分别与感知网关设备中的AI算法本地服务端连接，所述的物联网应用中的AI算法客端分别与物联网管理平台中的AI算法本地服务端连接；
所述的感知网关设备中的AI算法本地服务端对感知层中的AI算法客户端统一管理通信，并集中与AI算法服务端进行通信，所述的物联网管理平台中的AI 算法本地服务端对应用层中的AI算法客户端统一管理通信，并集中与AI算法服务端进行通信；
所述的AI算法客户端与AI算法本地服务端之间通过激活请求消息和激活请求响应消息进行通信，所述的AI算法本地服务端与AI算法服务端之间通过更新消息进行通信。
进一步地，所述的更新消息包括更新广播消息、更新请求消息、更新请求响应消息和更新完成确认消息；
所述的更新广播消息包括AI算法文件信息，所述的AI算法文件信息包括AI 算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件大小和/或AI算法文件激活策略；
所述的更新请求消息包括AI算法客户端标识和待激活的AI算法文件信息；
所述的更新请求响应消息包括AI算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件服务器地址和/或AI算法文件链接；
所述的更新完成确认消息包括AI算法客户端标识、AI算法文件接收状态和/ 或AI算法文件激活状态；
所述的激活请求消息包括AI算法名、AI算法文件版本号和AI算法激活策略，所述的AI算法激活策略的值为“立即激活”、“延迟激活”或“定期激活”；
所述的激活请求响应消息包括AI算法客户端标识和AI算法文件激活状态，所述的AI算法文件激活状态的值为“激活成功”、“激活失败”或“待激活”。
进一步地，所述的AI算法客户端与AI算法服务端之间、所述的AI算法客户端与AI算法本地服务端之间、所述的AI算法本地服务端与AI算法服务端之间，还分别通过注册请求消息和注册请求响应消息进行通信；
所述的注册请求消息包括AI算法客户端标识、AI算法名、AI算法文件版本号和/或AI算法更新策略。
一种适用于所述的工业物联网人工智能算法系统的在线更新方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：AI算法服务端在需要进行AI算法更新时，发送更新广播消息；
S2：AI算法客户端根据接收到的更新广播消息进行更新请求；
S3：AI算法服务端获取更新请求消息，并返回更新请求响应消息；
S3：若更新请求通过，则AI算法客户端从AI算法文件服务器下载AI算法文件；
S4：AI算法客户端对AI算法文件进行激活，并发送更新完成确认消息。
进一步地，所述的AI算法客户端通过激活请求消息和激活请求响应消息与AI 算法本地服务端建立通信连接，并通过AI算法本地服务端与AI算法服务端进行通信；
所述的激活请求消息包括AI算法名、AI算法文件版本号和AI算法激活策略，所述的AI算法激活策略的值为“立即激活”、“延迟激活”或“定期激活”，所述的激活请求响应消息包括AI算法客户端标识和AI算法文件激活状态，所述的AI 算法文件激活状态的值为“激活成功”、“激活失败”或“待激活”；
当AI算法客户端收到的AI算法激活策略的值为“立即激活”时，所述的AI 算法客户端执行激活操作，根据激活结果将AI算法文件激活状态的值设置为“激活成功”或“激活失败”，并向AI算法本地服务端发送激活请求响应消息；
当AI算法客户端收到的AI算法激活策略的值为“延期激活”或“定期激活”时，所述的AI算法客户端暂缓执行激活操作，将AI算法文件激活状态的取值设为“待激活”，向AI算法本地服务端发送激活请求响应消息。
所述的步骤S4具体包括：
S41：所述的AI算法客户端获取AI算法激活策略的值，若为“立即激活”，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；
S42：所述的AI算法客户端执行激活操作，根据激活结果将AI算法文件激活状态的值设置为“激活成功”或“激活失败”，并发送更新完成确认消息；
S43：将AI算法文件激活状态的取值设置为“待激活”，并发送更新完成确认消息；
S44：当激活条件满足时，所述的AI算法客户端执行激活操作，根据激活结果将“激活成功”或“激活失败”填入AI算法文件激活状态中，再次发送更新完成确认消息；
所述的更新完成确认消息包括AI算法本地服务端标识和AI算法文件激活状态。
进一步地，所述的步骤S1之前，还包括：
S0：AI算法客户端发送注册请求消息，订阅AI算法的在线更新。
一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的装置，包括相互连接的AI算法客户端、AI算法服务端和AI本地服务端，所述的AI算法客户端通过AI本地服务端与AI算法服务端通信连接，所述的AI算法客户端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块，所述的AI算法服务端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块，所述的AI本地服务端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明通过引入专门服务人工智能算法更新的应用层服务作为AI算法服务端，以支持对工业物联网中人工智能算法的在线更新、人工智能算法有效性检查、监控、版本控制等管理，并结合部署AI算法客户端实现AI算法的在线更新机制，从而解决解决智能化工业物联网中AI算法存在升级困难，以及环境适用性较差的问题，提升工业物联网的智能化能力和效率；
2)本发明通过工业物联网的物联网管理平台以及各种智能化物联网应用服务增强支持AI算法客户端功能，以支持和AI算法服务端的交互，实现本地AI算法的在线更新管理；
3)本发明通过工业物联网的感知终端设备以及感知网关设备等增强支持AI 算法客户端功能，以支持和AI算法服务端的交互，实现本地AI算法的在线更新管理；
4)本发明通过工业物联网应用层的物联网管理平台以及感知层的感知网关设备增强支持AI算法本地服务端功能，以支持对本层的AI算法客户端的管理，并支持作为本层AI算法客户端的代理实现和AI算法服务端的通信，以支持AI算法的在线更新功能。
附图说明
图1为传统工业物联网系统架构图；
图2为支持人工智能的工业物联网系统架构图；
图3为实施例1中的工业物联网系统架构图；
图4为实施例2中的工业物联网系统架构图；
图5为实施例3中AI算法在线更新方法的流程示意图；
图6为实施例4中AI算法在线更新方法的流程示意图；
图7为实施例5中AI算法在线更新方法的流程示意图；
图8为本发明装置的结构示意图。
其中，1、应用层，11、物联网应用，12、物联网管理平台，2、网络层，21、无线网络，22、有线网络，3、感知层，31、感知终端，32、感知网关。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图3和图4所示，本发明提供一种工业物联网AI算法的在线更新系统，该系统包括部署于工业物联网应用层1的物联网应用11中的AI算法服务端、部署于工业物联网感知层3的终端设备中的AI算法客户端，以及分别部署于应用层1的物联网管理平台12和感知层3的感知网关设备中的AI算法通信管理服务，所述的AI算法通信管理服务为AI算法本地服务端或AI算法客户端；
当所述的AI算法通信管理服务为AI算法本地服务端时，所述的AI算法本地服务端对AI算法客户端统一管理通信，并集中与AI算法服务端进行通信；当所述的AI算法通信管理服务为AI算法客户端时，所述的AI算法客户端直接与AI 算法服务端通信连接。
本发明中，工业物联网整体架构包括：
应用层1：包括物联网管理平台12、各物联网应用11(工业控制、物流管理、故障检修等)以及AI算法服务端，其中物各物联网应用11中分别部署AI算法客户端，并分别与AI算法服务端连接，物联网管理平台12中部署用于与AI算法服务端进行通信管理的AI算法通信管理服务。应用层1能提供多种工业应用服务，比如服务工厂机器的工业控制服务、故障检修监控的服务，服务工业厂区的物流管理服务等。应用层1可以基于云进行技术部署，将物联网管理平台12和各种工业物联网应用11服务部署在公有云、私有云或者混合云中。
网络层2：包括无线网络21和有线网络22，用于连接应用层1和感知层3的通信传输。网络层2主要为感知层3和应用层1提供通信服务，实现感知网关设备和工业物联网管理平台12以及各种物联网应用11服务通信。网络层2可采用多种网络通信技术，比如LPWAN、WiFi、NB-IOT、5G等均可以作为工业物联网的通信网络。
感知层3：包括通过本地网络连接的感知网关设备和各感知终端31设备，其中各感知终端31设备中分别部署AI算法客户端，并分别与AI算法服务端连接，感知网关设备中部署用于与AI算法服务端和进行通信管理的AI算法通信管理服务。感知终端31设备主要用来识别物体、采集数据信息等。摄像头、条形码识别器、温度传感器、红外线探测器等都属于常见的感知终端31设备。感知网关设备用来管理感知终端31设备，具体包括汇总感知终端31设备的数据，对感知终端 31设备进行监控，以及与网络层2通信，并实现和应用层1的交互等。感知网关设备和感知终端31设备通过本地的有线或者无线网络21进行连接，比如现场总线、 ZigBee、WiFi、5G等。
应用层1中的AI算法客户端与感知层3中的AI算法客户端相互通信连接，物联网管理平台12中的AI算法通信管理服务与感知网关设备中的AI算法通信管理服务相互通信连接。其中，AI算法通信管理服务可以为AI算法客户端或AI算法本地服务端，因此整体来说本发明技术在工业物联网系统中主要引入了专门服务于AI算法在线更新的三个模块：AI算法服务端、AI算法客户端和AI算法本地服务端。
AI算法服务端是运行在应用层1的一个独立的服务，专门服务人工智能算法更新。
AI算法客户端主要负责本地AI算法的管理，并实现与AI算法服务端的通信，以实现AI算法的动态更新。AI算法客户端是一种逻辑业务功能，可以和AI算法部署在同一个物理设备或者同一个业务软件中。
AI算法本地服务端主要负责本地(或本子网中)AI算法客户端的管理，并支持作为本层AI算法客户端的代理实现和AI算法服务端的通信，以实现AI算法的动态更新。AI算法本地服务端是一种逻辑业务功能，一般部署在本地/本子网的网关设备或平台中，如部署在感知层3的感知网关设备，或者部署在应用层1的物联网应用11管理平台。
如图8所示，本发明提供一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的装置，包括相互连接的AI算法客户端、AI算法服务端和AI本地服务端，所述的AI算法客户端通过AI本地服务端与AI算法服务端通信连接，所述的AI算法客户端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块，所述的AI算法服务端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块，所述的AI本地服务端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块。
如前所述，AI算法服务端、AI算法客户端、AI算法本地服务端是一种逻辑业务功能，相关功能根据设计架构的不同可以部署在不同的物理硬件或者软件中。三种逻辑业务功能通过相互之间的通信以及各自的功能定义，实现AI算法的在线更新。下面给出两个实施例，分别提供两种不同的部署方式：
实施例1
如图3所示，本实施例提供一种AI算法服务端可以和所有的AI算法客户端进行直接通信的工业物联网系统，该系统中将AI算法客户端分别部署于应用层1 中的物联网管理平台12和各物联网应用11，以及感知层3中的感知网关设备和各感知终端31设备中，并且所有AI算法客户端均直接与AI算法服务端连接。
实施例2
如图4所示，根据工业物联网在感知层3和应用层1的业务特点，本实施例提供另一种工业物联网系统，该系统中，将AI算法客户端分别部署于应用层1中的各物联网应用11以及感知层3中的各感知终端31设备中，并将AI算法本地服务端分别部署于应用层1中的物联网管理平台12和感知层3的各感知网关设备中，应用层1的AI算法本地服务端和感知层3的AI算法本地服务端相互连接，并分别与AI算法服务器服务端连接，应用层1各物联网应用11中的AI算法客户端分别与应用层1的AI算法本地服务端连接，感知层3各感知网关设备中的AI算法客户端分别与感知层3的AI算法本地服务端连接。该系统由感知层3的感知网关设备以及应用层1的物联网业务平台提供AI算法本地服务端，分别实现对本地感知层3和应用层1的AI算法客户端统一管理，再由感知层3和应用层1的AI算法本地服务端实现与集中的AI算法服务端进行通信。
对于两种不同的部署方式，本发明分别提供对应的工业物联网AI算法在线更新的方法。为了简化描述，以下发明实施例中对工业物联网中AI算法在线更新的具体实施方案采用AI算法客户端和AI算法服务端以及AI本地服务端作为管理对象的方式进行描述。当所述的AI算法服务端、AI算法客户端、AI算法本地服务端逻辑业务功能部署到对应的工业物联网硬件或者软件中时，它们之间的接口和通信方法也就成为具体的工业物联网硬件或软件功能之间的接口和通信。
实施例3
本实施例提供的工业物联网AI算法在线更新的方法，为针对实施例1是工业物联网系统的具体实施方案，该系统中，AI算法服务端支持和多个AI算法客户端进行通信，本实施例描述的方案适用于AI算法服务端与连接的所有AI算法客户端均进行通信，并且相互独立，即不考虑AI算法客户端之间的通信。
本实施例重点考虑AI算法服务端进行广播的方式，在广播过程中，AI算法服务端并不区分不同的AI算法客户端对不同的AI算法的需求和支持差异，而是进行统一的更细广播。
如图5所示，具体包括以下步骤：
101)当AI算法发生更新的时候(如AI算法版本升级等)，AI算法服务端启动AI算法更新通知，向工业物联网中的所有AI算法客户端发送更新广播信息，以指示对应的一个或多个AI算法发生了更新。
其中，更新广播信息中携带一个或多个待更新的AI算法文件的相关信息，包括AI算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件大小和AI算法文件激活策略等。
AI算法名表示AI算法的唯一名称，可以是对应的AI算法包的文件名，也可以是不同于对应AI算法包的算法名。
AI算法文件类型表示待更新的具体AI算法文件的类型，其内容具体包括算法包、算法代码、算法模型和算法参数等。其中算法包为包括算法代码、算法模型文件、算法参数等信息的AI算法合集；算法代码为需要更新AI算法的算法代码文件；算法模型为需要更新AI算法的算法模型文件；算法参数为需要AI算法的算法参数文件。
AI算法文件版本号表示AI算法文件类型对应的AI算法文件的版本号，如算法包的版本号、算法代码的版本号等。
AI算法文件大小表示AI算法文件类型对应的AI算法文件的大小，比如20MB。
AI算法文件激活策略表示本次待更新的具体AI算法的激活策略，具体取值可以是“立即激活”、“延期激活”、“定期激活”等。如果是立即激活，则AI算法客户端在收到待更新的AI算法文件后，需立即激活所述的AI算法文件；如果是延期激活，则AI算法客户端在收到待更新的AI算法文件后，可根据AI算法客户端中对应的AI算法的运行状态决定适当的激活时机，如当AI算法处于休眠态时启动激活；如果是定期激活，则AI算法客户端还需要提供定期激活的具体时间点(如 23:00)或者时间段(如21:00～23:00)。
102)AI算法客户端向AI算法服务端发送更新请求消息，以请求AI算法服务端启动一个或多个AI算法文件的在线更新处理。
其中，更新请求消息中携带AI算法客户端标识和待激活的一个或多个AI算法文件信息，每个AI算法文件信息包括AI算法名、AI算法文件类型和AI算法文件版本号等信息。
AI算法客户端标识表示发起请求的AI算法客户端的唯一标识，以方便AI算法服务端向对应的AI算法客户端发起更新处理，也可用于进行更新统计，如对应的AI算法客户端发起的更新处理次数等。
103)AI算法服务端向AI算法客户端发送更新请求响应消息，以指示对应的 AI算法客户端执行AI算法更新处理。
其中，更新请求响应消息中携带AI算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件服务器地址和AI算法文件链接等信息。
其中，AI算法文件服务器地址表示保存有对应版本的AI算法文件的文件服务器，文件服务器可以和AI算法服务端合并在一起，也可以是独立的文件服务器。
AI算法文件链接表示对应版本的AI算法文件的保存位置，比如URL格式， AI算法客户端可以根据该地址获取到对应的AI算法文件。
104)AI算法客户端根据AI算法文件服务器地址，向对应的AI算法文件服务器发送更新文件下载请求消息。
其中，更新文件下载请求消息中携带AI算法文件链接等信息。
105)AI算法文件服务器根据收到的AI算法文件链接，找到对应的AI算法文件，向AI算法客户端发送更新文件下载响应消息。
其中，更新文件下载响应消息中携带文件状态等信息。同时，AI算法文件服务器通过特定的文件传输协议，如FTP协议，向AI算法客户端发送对应的AI算法文件。
文件状态表示步骤104)中收到的更新文件下载请求消息所对应的AI算法文件的状态。如果所述的AI算法文件存在，则文件状态取值“正常”；如果AI算法文件不存在，则文件状态取值“文件不存在”。
106)AI算法客户端接收AI算法文件服务器发送的更新文件下载响应消息以及AI算法文件，向AI算法服务端发送更新完成确认消息，指示AI算法文件更新流程完成。
其中，更新完成确认消息携带AI算法客户端标识、AI算法文件接收状态和 AI算法文件激活状态等信息。
AI算法文件接收状态表示AI算法客户端从AI算法文件服务器中接收的AI 算法文件的状态。若文件正常，则取值为“接收正常”；如果在给定的时间内，AI 算法客户端没有收到文件，或者文件传输中断，则取值为“未完成接收”；如果在给定的时间内，AI算法客户端没有完成文件接收(如网络状态异常)，或者接收的文件大小与步骤1中的文件大小不一致，则取值为“接收失败”。
AI算法文件激活状态表示更新的AI算法文件是否在AI算法客户端对应的硬件设备(如感知终端31设备、感知网关设备)或者软件(如物联网应用11)中完成了激活。取值可以为“已激活”、“待激活”、“激活失败”等。
当AI算法客户端在步骤101)中收到的AI算法文件激活策略指示为“立即激活”时，AI算法客户端在收到待更新的AI算法文件时需立即激活所述的AI算法文件，此时返回值只能是“已激活”或“激活失败”。
当AI算法客户端在步骤101)中收到的AI算法文件激活策略指示为“延迟激活”时，AI算法客户端在收到待更新的AI算法文件时可根据AI算法客户端中对应的AI算法的运行状态决定适当的激活时机，如当AI算法处于休眠态时启动激活，此时将AI算法文件激活状态取值为“待激活”；当AI算法客户端在步骤101) 中收到的AI算法文件激活策略指示为“定期激活”时，AI算法客户端根据时间暂缓执行激活操作，等待激活时间到来，此时将AI算法文件激活状态取值为“待激活”。107)当AI算法客户端在步骤101中收到的AI算法文件激活策略指示为“延迟激活”，则AI算法客户端在后续完成激活操作后，向AI算法服务端发送更新完成确认消息，指示AI算法文件更新流程完成。
实施例4
本实施例提供的工业物联网AI算法在线更新的方法，为针对实施例1是工业物联网系统的具体实施方案，该系统中，AI算法服务端支持和多个AI算法客户端进行通信，实施例描述的方案适用于AI算法服务端与连接的所有AI算法客户端均进行通信，并且相互独立，即不考虑AI算法客户端之间的通信。
本实施例重点考虑AI算法客户端提前向AI算法服务端进行注册的处理方法， AI算法服务端在广播过程中，需要根据不同的AI算法服务端对不同的AI算法的需求和支持差异，针对不同的AI算法客户端仅发送对应的AI算法的更新广播通知。
如图6所示，具体包括以下步骤：
201)AI算法客户端向AI算法服务端发送注册请求消息，向AI算法服务端注册本AI算法客户端中所需AI算法的具体信息，以订阅后续的AI算法在线更新。
其中，注册请求消息中携带AI算法客户端标识、AI算法名、AI算法文件版本号和AI算法更新策略等信息。AI算法更新策略表示AI算法客户端向AI算法服务端注册的算法更新策略，如仅当AI算法包发生改变的时候才更新，或者仅更新算法模型文件；或者仅更新算法参数等。AI算法更新策略是可选的，当注册请求消息没有携带该信息时，则不区分更新的AI算法文件类型。
202)AI算法服务端向AI算法客户端发送注册请求响应消息，表示AI算法服务端已经正确收到AI算法客户端的AI算法更新请求注册。
203)当AI算法发生更新的时候(如AI算法版本升级等)，AI算法服务端检查已注册的AI算法客户端信息，启动AI算法更新通知，向符合条件(如符合AI 算法更新策略)的AI算法客户端发送更新广播消息，以指示对应的一个或多个AI 算法更新。相关的处理方法与实施例3中的步骤101)相同。
步骤204)～步骤208)的处理流程与实施例3中的步骤102)～步骤107)相同。但是本实施例中，AI算法客户端向AI算法服务端发送的更新完成确认消息除了包含步骤106)和步骤107)中的信息外，还携带AI算法客户端标识、AI算法名、AI算法文件版本号、AI算法更新策略等信息，这些信息表示的是AI算法客户端中最近被激活的最新的AI算法文件的最新信息，以实现AI算法客户端在AI 算法服务端的AI算法文件更新注册信息的刷新。
实施例5
本实施例提供的工业物联网AI算法在线更新的方法，为针对实施例2的工业物联网系统的具体实施方案，该系统中，AI算法服务端与AI算法本地服务端通信，再由AI算法本地服务端和本网络里面的多个AI算法客户端进行通信。
本实施例重点考虑AI算法客户端提前向AI算法本地服务端进行注册，以及 AI算法本地服务端提前向AI算法服务端进行注册的处理方法，AI算法服务端再在广播过程中，需要根据不同的AI算法本地服务端对不同的AI算法的需求和支持差异，针对不同的AI算法本地服务端仅发送对应的AI算法的更新广播通知。
如图7所示，具体包括以下步骤：
301)AI算法客户端向AI算法本地服务端发送注册请求消息，向AI算法本地服务端注册本AI算法客户端中所需AI算法的具体信息，以订阅后续的AI算法在线更新。
302)AI算法本地服务端向AI算法客户端发送注册请求响应消息，表示AI 算法客户端已经正确收到AI算法客户端的AI算法更新请求注册。
303)若AI算法本地服务端收到的注册请求消息，发现AI算法本地服务端存在AI算法客户端所需的AI算法文件的更新文件，则向AI算法客户端发送激活请求消息，以指示AI算法客户端将对应的AI算法文件更新到最新版本。
其中，激活请求消息携带AI算法名、AI算法文件版本号、AI算法激活策略等信息。
AI算法激活策略表示待激活的AI算法的策略建议，可以是“立即激活”、“延迟激活”或者“定期激活”。如果是“定期激活”，则AI算法本地服务端还需要提供定期激活的具体时间点(如23:00)或者时间段(如21:00～23:00)。
在AI算法本地服务端向AI算法客户端发送激活请求消息之前，AI算法本地服务端需要建立AI算法客户端和AI算法本地服务端之间用来传递AI算法文件的专用链路以实现AI算法文件的下载，具体的链路建立方法根据AI算法客户端和 AI算法本地服务端之间的通信网络技术来决定。链路建立完成之后，AI算法本地服务端向所述AI算法客户端发送所需的AI算法文件。
由于AI算法文件可能传输时间较长(如AI算法文件较大，链路带宽较小等原因)，AI算法客户端在收到激活请求消息的时候，可能还没有收到对应的AI算法文件，此时，所述AI算法客户端需要等待AI算法文件传输完成，再执行后续流程。
304)当AI算法客户端在收到激活请求消息和AI算法文件之后，根据激活请求消息中的指示执行对应的激活操作，向AI算法本地服务端发送激活响应消息。
其中，激活响应消息携带AI算法客户端标识、AI算法文件激活状态等信息。
若AI算法客户端收到的AI算法激活策略指示为“立即激活”，则AI算法客户端执行激活操作，并将激活结果填写到AI算法文件激活状态中，发送给AI算法本地服务端。具体来说，若AI算法激活成功，则AI算法文件激活状态取值为“激活成功”；若AI算法激活失败，则通过AI算法文件激活状态提示失败，并提供失败原因，如“激活失败，AI算法文件不存在”、“激活失败，空间不足”、“激活失败，版本不匹配”等。
若AI算法客户端收到的AI算法激活策略指示为“延期激活”或“定期激活”，则AI算法客户端需要根据实际情况暂缓执行激活操作，并将AI算法文件激活状态取值为“待激活”，待激活条件满足后，AI算法客户端执行激活操作，并执行步骤315)。
305)AI算法本地服务端在收到管理范围内所有的AI算法客户端的注册请求之后，AI算法本地服务端向AI算法服务端发送本地服务端注册请求消息，向AI 算法服务端注册本AI算法本地服务端管理的所有的AI算法客户端所需AI算法的具体信息，以订阅后续的AI算法在线更新。
其中，本地服务端注册请求消息中携带AI算法本地服务端标识、AI算法名、 AI算法文件版本号、AI算法更新策略等信息。AI算法本地服务端标识为发起请求的AI算法本地服务端的唯一标识。如果不同的AI算法客户端支持的AI算法名相同，但是AI算法文件版本号不同，则需要包括所有不同的AI算法文件版本号。
306)AI算法服务端向AI算法本地服务端发送注册请求响应消息，表示AI 算法服务端已经正确收到AI算法本地服务端的AI算法更新请求注册。
307)当AI算法发生更新的时候(如AI算法版本升级等)，AI算法服务端检查已注册的AI算法本地服务端信息，启动AI算法更新通知，向符合条件(如符合“AI算法更新策略”)的AI算法本地服务端发送“更新广播消息”，以指示对应的一个或多个AI算法更新发生了更新。相关的处理方法与步骤101)相同。
步骤308)～步骤311)的处理流程与步骤102)～步骤105)相同，此处不再赘述。
312)AI算法本地服务端向AI算法服务端发送更新完成确认消息，指示AI 算法文件更新流程完成。更新完成确认消息携带AI算法本地端标识、AI算法文件接收状态、AI算法文件激活状态等信息。
因为AI算法文件的真正使用者是具体的AI算法客户端，因此本流程中AI算法文件激活状态取值均为“待激活”。其他处理与步骤106)相同。
若步骤307)中AI算法本地服务端收到的更新广播消息的AI算法文件激活策略信息指示为“立即激活”，则AI算法本地服务端收到更新的AI算法指示以及 AI算法文件之后，会立即启动步骤313)开始的激活处理，否则，则会根据实际情况暂缓执行激活操作，待条件满足后，AI算法本地服务端执行步骤313)，启动激活操作。
313)AI算法本地服务端收到更新的AI算法指示以及AI算法文件之后，检查AI算法本地服务端所管理的AI算法客户端是否需要更新AI算法文件。如果发现 AI算法本地服务端存在AI算法客户端所需的AI算法文件的更新文件，则向所述 AI算法客户端发送激活请求消息，以指示AI算法客户端将对应的AI算法文件更新到最新版本。其中，激活请求消息携带AI算法名、AI算法文件版本号、AI算法激活策略等信息。相关操作与步骤303)相同。
如果需要更新的AI算法客户端超过一个，则需要向所有AI算法客户端均发送激活请求消息，执行对应的激活操作。
314)与步骤304)相同。
315)AI算法客户端向AI算法本地服务端发送激活完成指示消息。其中，激活完成指示消息携带AI算法客户端标识、AI算法文件激活状态等信息。若AI算法激活成功，则AI算法文件激活状态取值为“激活成功”；若AI算法激活失败，则通过AI算法文件激活状态提示失败，并提供失败原因，如“激活失败，AI算法文件不存在”、“激活失败，空间不足”、“激活失败，版本不匹配”等。
316)AI算法本地服务端向AI算法服务端发送更新完成确认消息，指示AI 算法文件更新流程完成。其中，更新完成确认消息携带AI算法本地服务端标识、 AI算法文件激活状态明细等信息。
AI算法文件激活状态明细包括每个AI算法客户端中AI算法激活的结果，如“AI算法客户端1，AI算法-a，版本号3.2.1，激活成功”，“AI算法客户端2，AI 算法-b，版本号5.3.0，激活失败-版本不匹配”等，其他处理与步骤107)相同。
本方案也可以扩展为AI算法本地服务端不向AI算法服务端进行提前注册，直接进行广播的方法，相关的操作和实施例1相似，不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的系统，其特征在于，包括部署于工业物联网应用层(1)的物联网应用(11)中的AI算法服务端、部署于工业物联网感知层(1)的终端设备(31)中的AI算法客户端，以及分别部署于应用层(1)的物联网管理平台(12)和感知层(1)的感知网关设备(32)中的AI算法通信管理服务，所述的AI算法通信管理服务为AI算法本地服务端或AI算法客户端；
当所述的AI算法通信管理服务为AI算法本地服务端时，所述的AI算法本地服务端对AI算法客户端统一管理通信，并集中与AI算法服务端进行通信；当所述的AI算法通信管理服务为AI算法客户端时，所述的AI算法客户端直接与AI算法服务端通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的系统，其特征在于，所述的AI算法服务端与所述应用层(1)和感知层(3)中所有的AI算法客户端直接进行通信连接，所述的AI算法服务端与AI算法客户端之间通过更新消息进行通信，所述的更新消息包括更新广播消息、更新请求消息、更新请求响应消息和更新完成确认消息；
所述的更新广播消息包括AI算法文件信息，所述的AI算法文件信息包括AI算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件大小和/或AI算法文件激活策略；
所述的更新请求消息包括AI算法客户端标识和待激活的AI算法文件信息；
所述的更新请求响应消息包括AI算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件服务器地址和/或AI算法文件链接；
所述的更新完成确认消息包括AI算法客户端标识、AI算法文件接收状态和/或AI算法文件激活状态。
3.根据权利要求1所述的一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的系统，其特征在于，所述的物联网管理平台(12)和感知网关设备(32)中的AI算法本地服务端分别与AI算法服务端连接，所述的感知终端设备(31)中的AI算法客户端分别与感知网关设备(32)中的AI算法本地服务端连接，所述的物联网应用(11)中的AI算法客端分别与物联网管理平台(12)中的AI算法本地服务端连接；
所述的感知网关设备(32)中的AI算法本地服务端对感知层(3)中的AI算法客户端统一管理通信，并集中与AI算法服务端进行通信，所述的物联网管理平台(12)中的AI算法本地服务端对应用层(1)中的AI算法客户端统一管理通信，并集中与AI算法服务端进行通信；
所述的AI算法客户端与AI算法本地服务端之间通过激活请求消息和激活请求响应消息进行通信，所述的AI算法本地服务端与AI算法服务端之间通过更新消息进行通信。
4.根据权利要求3所述的一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的系统，其特征在于，所述的更新消息包括更新广播消息、更新请求消息、更新请求响应消息和更新完成确认消息；
所述的更新广播消息包括AI算法文件信息，所述的AI算法文件信息包括AI算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件大小和/或AI算法文件激活策略；
所述的更新请求消息包括AI算法客户端标识和待激活的AI算法文件信息；
所述的更新请求响应消息包括AI算法名、AI算法文件类型、AI算法文件版本号、AI算法文件服务器地址和/或AI算法文件链接；
所述的更新完成确认消息包括AI算法客户端标识、AI算法文件接收状态和/或AI算法文件激活状态；
所述的激活请求消息包括AI算法名、AI算法文件版本号和AI算法激活策略，所述的AI算法激活策略的值为“立即激活”、“延迟激活”或“定期激活”；
所述的激活请求响应消息包括AI算法客户端标识和AI算法文件激活状态，所述的AI算法文件激活状态的值为“激活成功”、“激活失败”或“待激活”。
5.根据权利要求1所述的一种工业物联网中人工智能算法在线更新系统，其特征在于，所述的AI算法客户端与AI算法服务端之间、所述的AI算法客户端与AI算法本地服务端之间、所述的AI算法本地服务端与AI算法服务端之间，还分别通过注册请求消息和注册请求响应消息进行通信；
所述的注册请求消息包括AI算法客户端标识、AI算法名、AI算法文件版本号和/或AI算法更新策略。
6.一种适用于权利要求1-5任一项所述的工业物联网人工智能算法系统的在线更新方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：AI算法服务端在需要进行AI算法更新时，发送更新广播消息；
S2：AI算法客户端根据接收到的更新广播消息进行更新请求；
S3：AI算法服务端获取更新请求消息，并返回更新请求响应消息；
S3：若更新请求通过，则AI算法客户端从AI算法文件服务器下载AI算法文件；
S4：AI算法客户端对AI算法文件进行激活，并发送更新完成确认消息。
7.根据权利要求6所述的一种工业物联网中人工智能算法在线更新方法，其特征在于，所述的AI算法客户端通过激活请求消息和激活请求响应消息与AI算法本地服务端建立通信连接，并通过AI算法本地服务端与AI算法服务端进行通信；
所述的激活请求消息包括AI算法名、AI算法文件版本号和AI算法激活策略，所述的AI算法激活策略的值为“立即激活”、“延迟激活”或“定期激活”，所述的激活请求响应消息包括AI算法客户端标识和AI算法文件激活状态，所述的AI算法文件激活状态的值为“激活成功”、“激活失败”或“待激活”；
当AI算法客户端收到的AI算法激活策略的值为“立即激活”时，所述的AI算法客户端执行激活操作，根据激活结果将AI算法文件激活状态的值设置为“激活成功”或“激活失败”，并向AI算法本地服务端发送激活请求响应消息；
当AI算法客户端收到的AI算法激活策略的值为“延期激活”或“定期激活”时，所述的AI算法客户端暂缓执行激活操作，将AI算法文件激活状态的取值设为“待激活”，向AI算法本地服务端发送激活请求响应消息。
8.根据权利要求6或7所述的一种工业物联网中人工智能算法在线更新方法，其特征在于，所述的步骤S4具体包括：
S41：所述的AI算法客户端获取AI算法激活策略的值，若为“立即激活”，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；
S42：所述的AI算法客户端执行激活操作，根据激活结果将AI算法文件激活状态的值设置为“激活成功”或“激活失败”，并发送更新完成确认消息；
S43：将AI算法文件激活状态的取值设置为“待激活”，并发送更新完成确认消息；
S44：当激活条件满足时，所述的AI算法客户端执行激活操作，根据激活结果将“激活成功”或“激活失败”填入AI算法文件激活状态中，再次发送更新完成确认消息；
所述的更新完成确认消息包括AI算法本地服务端标识和AI算法文件激活状态。
9.根据权利要求8所述的一种工业物联网中人工智能算法在线更新方法，其特征在于，所述的步骤S1之前，还包括：
S0：AI算法客户端发送注册请求消息，订阅AI算法的在线更新。
10.一种实现工业物联网中人工智能算法在线更新的装置，其特征在于，包括相互连接的AI算法客户端、AI算法服务端和AI本地服务端，所述的AI算法客户端通过AI本地服务端与AI算法服务端通信连接，所述的AI算法客户端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块，所述的AI算法服务端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块，所述的AI本地服务端包括发送模块、接收模块、激活模块和注册模块。
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