CN113595837A - 通讯协议管理方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请属于通讯技术领域，公开了一种通讯协议管理方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取各设备的基础信息和协议信息；所述基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；所述协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；根据所述基础信息和所述协议信息判断各所述设备的状态类型；根据各所述设备的状态类型向各所述设备发送相应指令，使各所述设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道；有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

Description

通讯协议管理方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及通讯技术领域，具体而言，涉及一种通讯协议管理方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

在实际应用中，机器人设备要连接控制器（PLC）设备，但为了实现数据的提前处理、保障数据安全性，有时候会用边缘计算系统来替代简单的控制器（PLC）来对机器人进行控制。其中，边缘计算系统一般包括PLC控制器、数据网关、边缘计算器、本地数据服务器等设备，其中，PLC控制器、数据网关、本地数据服务器等设备均与边缘计算器通讯连接。有时候，边缘计算系统还会与云端服务器、MES系统、SCADA系统等通过网络连接，以便云端服务器、MES系统、SCADA系统通过该边缘计算系统订阅机器人的数据，导致边缘计算系统的任务多变（需要处理实时性极强的机器人端数据，又要负荷云端服务器、MES系统、SCADA系统等各个系统的数据订阅），边缘计算系统中各设备的工作压力和资源占用情况会因为边缘计算系统的任务变化而产生变化，可能导致设备的运算压力过大或资源占用过多的情况，当设备的运算压力过大或资源占用过多时，可能会导致各设备与边缘计算器之间通讯时发生故障。

边缘计算系统中各设备与边缘计算器之间通常可支持多种不同的通讯协议的数据传输，而不同的协议的通讯方式和数据传输格式设计不同，对设备资源的占用情况不同。因此，有必要对边缘计算系统中各设备与边缘计算器之间的通讯协议进行管理，以避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种通讯协议管理方法、装置、电子设备及存储介质，有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

第一方面，本申请提供了一种通讯协议管理方法，用于边缘控制系统的边缘计算器，以对边缘控制系统的其它设备与所述边缘计算器之间的通讯协议进行管理，包括以下步骤：

A1.获取各设备的基础信息和协议信息；所述基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；所述协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；

A2.根据所述基础信息和所述协议信息判断各所述设备的状态类型；

A3.根据各所述设备的状态类型向各所述设备发送相应指令，使各所述设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道。

本申请的通讯协议管理方法，根据各设备的温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目等基础信息，以及数据传输速率和数据丢包率等协议信息，确定各所述设备的状态类型，并根据具体的状态类型使对应的设备通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道，有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

优选地，所述状态类型包括设备性能下降状态，所述设备性能下降状态是指设备的温度过高或IO资源占用率过高，且所述设备的数据传输速率和数据丢包率正常；

步骤A3包括：

当有设备处于设备性能下降状态时，向处于设备性能下降状态的所述设备发送第一控制指令，使所述设备把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议。

当设备的设备性能下降时，把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议，可降低设备的总体功耗、并降低IO资源占用率，从而可避免设备温度和IO资源占用率持续增高而最终导致无法正常通讯甚至停机，从而保证整个系统的完整性和稳定性。

优选地，所述状态类型包括网络连接异常状态，所述网络连接异常状态是指设备的数据传输速率过低或数据丢包率过高，或者所述设备的协议数据缓冲池溢出；

步骤A3包括：

当有设备处于网络连接异常状态时，向处于网络连接异常状态的所述设备发送第二控制指令，使所述设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议。

优选地，所述协议信息还包括所述设备当前使用的通讯信道的数量；

所述当有设备处于网络连接异常状态时，向处于网络连接异常状态的所述设备发送第二控制指令，使所述设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议的步骤之后，还包括：

若所述设备依然处于网络连接异常状态，且当前使用的通讯信道的数量大于1，则向所述设备发送第三控制指令，使所述设备关闭部分通讯信道。

当设备当前使用的通讯信道的数量大于1，可通过牺牲次要的数据传输通道，优先保证重要数据不中断，避免重要数据丢失而造成重大损失。

优选地，所述状态类型包括设备恢复状态，所述设备恢复状态是指设备从设备性能下降状态变为正常状态，且所述正常状态的保持时间达到预设时间阈值；

步骤A3包括：

当有设备处于设备恢复状态时，向处于设备恢复状态的所述设备发送第四控制指令，使所述设备把当前使用的通讯协议切换为预设的最优通讯协议。

优选地，所述状态类型包括网络恢复状态，所述网络恢复状态是指设备从网络连接异常状态变为正常状态，且所述正常状态的保持时间达到预设时间阈值；

步骤A3包括：

当有设备处于网络恢复状态时，向处于网络恢复状态的所述设备发送第五控制指令，使所述设备把关闭的通讯信道重启。

优选地，该通讯协议管理方法，还包括步骤：

检测各所述设备是否触发安全事件；

在所述设备触发安全事件时，根据预先设置的配置文件执行对应的应对操作。

第二方面，本申请提供了一种通讯协议管理装置，用于边缘控制系统的边缘计算器，以对边缘控制系统的其它设备与所述边缘计算器之间的通讯协议进行管理，包括：

第一获取模块，用于获取各设备的基础信息和协议信息；所述基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；所述协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；

判断模块，用于根据所述基础信息和所述协议信息判断各所述设备的状态类型；

第一执行模块，用于根据各所述设备的状态类型向各所述设备发送相应指令，使各所述设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道。

本申请的通讯协议管理装置，根据各设备的温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目等基础信息，以及数据传输速率和数据丢包率等协议信息，确定各所述设备的状态类型，并根据具体的状态类型使对应的设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道，有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如所述通讯协议管理方法中的步骤。

第四方面，本申请提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如所述通讯协议管理方法中的步骤。

有益效果：

本申请提供的通讯协议管理方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取各设备的基础信息和协议信息；所述基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；所述协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；根据所述基础信息和所述协议信息判断各所述设备的状态类型；根据各所述设备的状态类型向各所述设备发送相应指令，使各所述设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道；有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例提供的通讯协议管理方法的一种流程图。

图2为本申请实施例提供的通讯协议管理装置的第一种结构示意图。

图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。基于本申请的实施例，本领域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。同时，在本申请的描述中，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。

请参照图1，图1是本申请一些实施例中的通讯协议管理方法，用于边缘控制系统的边缘计算器，以对边缘控制系统的其它设备与边缘计算器之间的通讯协议进行管理，包括以下步骤：

A1.获取各设备的基础信息和协议信息；基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；

A2.根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型；

A3.根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道。

该通讯协议管理方法，根据各设备的温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目等基础信息，以及数据传输速率和数据丢包率等协议信息，确定各设备的状态类型，并根据具体的状态类型使对应的设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道，有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

其中，上述的设备包括但不限于PLC控制器、数据网关、边缘计算器、本地数据服务器中的至少一种。每个设备与边缘计算器之间支持多种通讯协议的数据传输。各设备与边缘计算器之间的通讯协议包括但不限于EtherCAT总线协议、CAN总线协议、OPC UA协议、Modbus协议、CoAP协议、MQTT协议、AMPQ协议、XMPP协议、TCP协议、UDP协议、DDS协议中的至少两种。

其中，步骤A1中的基础信息由各设备实时上传，协议信息由边缘计算器检测得到。

在一些实施方式中，状态类型包括设备性能下降状态，设备性能下降状态是指设备的温度过高或IO资源占用率过高，且设备的数据传输速率和数据丢包率正常；

从而，步骤A3包括：

A301.当有设备处于设备性能下降状态时，向处于设备性能下降状态的设备发送第一控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议。

其中，设备使用不同的通讯协议进行通讯时，设备的功耗不同，功耗更低的通讯协议是指使设备的功耗更低的通讯协议。一般地，边缘计算器中会存储有各设备的配置文件，配置文件中记录有相应设备支持的通讯协议类型、各通讯协议类型的功耗排序、温度阈值、IO资源占用率阈值、数据传输速率阈值、数据丢包率阈值等信息。从而，步骤A2包括：

从设备的配置文件中提取该设备的温度阈值、IO资源占用率阈值、数据传输速率阈值、数据丢包率阈值；

判断该设备的温度是否超过该温度阈值，若是，则判定该设备的温度过高；

判断该设备的IO资源占用率是否超过该IO资源占用率阈值，若是，则判定该设备的IO资源占用率过高；

判断该设备的数据传输速率是否不低于该数据传输速率阈值，若是则判定该设备的数据传输速率正常；

判断该设备的数据丢包率是否不高于该数据丢包率阈值，若是则判定该设备的数据丢包率正常；

若该设备的温度过高或IO资源占用率过高，且该设备的数据传输速率和数据丢包率均正常，则判定该设备的状态类型为设备性能下降状态。

当设备的设备性能下降时，把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议，可降低设备的总体功耗（降低发热率）、并降低IO资源占用率，从而可避免设备温度和IO资源占用率持续增高而最终导致无法正常通讯甚至停机，从而保证整个系统的完整性和稳定性。

其中，A301中，使设备把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议时，可根据配置文件中各通讯协议类型的功耗排序，选择比当前使用的通讯协议功耗更低的通讯协议作为目标协议，根据该目标协议生成第一控制指令，使设备把通讯协议切换为该目标协议。实际应用中，若比当前使用的通讯协议功耗更低的通讯协议有多个时，可按功耗从高到低逐个进行切换，直到该设备退出设备性能下降状态或已经切换至功耗最低的通讯协议。

优选地，状态类型包括网络连接异常状态，网络连接异常状态是指设备的数据传输速率过低或数据丢包率过高，或者设备的协议数据缓冲池溢出；

步骤A3包括：

A302.当有设备处于网络连接异常状态时，向处于网络连接异常状态的设备发送第二控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议。

其中，设备在使用不同的通讯协议进行通讯时，平均的数据传输中断率不同（平均的数据传输中断率可通过统计得到，同一种通讯协议在不同设备中的平均的数据传输中断率一般是不同的），更稳定的通讯协议是平均的数据传输中断率更低的通讯协议，切换为更稳定的通讯协议，有利于使数据传输不中断。

在一些实施方式中，设备的配置文件中还记录有该设备的协议数据缓冲池最大连接数，从而，步骤A2包括：

从设备的配置文件中提取该设备的数据传输速率阈值、数据丢包率阈值、协议数据缓冲池最大连接数；

判断该设备的数据传输速率是否低于该数据传输速率阈值，若是，则判定该设备的数据传输速率过低；

判断该设备的数据丢包率是否高于该数据丢包率阈值，若是，则判定该设备的数据丢包率过高；

判断该设备的协议数据缓冲池中的连接数目是否达到该协议数据缓冲池最大连接数，若是，则判定该设备的协议数据缓冲池溢出；

若该设备的数据传输速率过低或数据丢包率过高，或者该设备的协议数据缓冲池溢出，则判定该设备的状态类型为网络连接异常状态。

在一些实施例中，若数据传输速率下降过快，则也可把设备的状态类型判定为网络连接异常状态。从而，步骤A2还包括：计算该设备当前的数据传输速率与上一时刻的数据传输速率之间的速率偏差，若该速率偏差大于预设的速率偏差阈值，则判定该设备的状态类型为网络连接异常状态。

一般地，设备的配置文件记录有各通讯协议的稳定性排序，步骤A302中，向处于网络连接异常状态的设备发送第二控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议时，根据该设备的配置文件中的各通讯协议类型的稳定性排序，选择比当前使用的通讯协议更稳定的通讯协议为目标协议，根据该目标协议生成第二控制指令，使设备把通讯协议切换为该目标协议。实际应用中，若比当前使用的通讯协议更稳定的通讯协议有多个时，可按稳定性从高到低逐个进行切换，直到该设备退出网络连接异常状态或已经切换至稳定性最低的通讯协议，有利于更快地使设备退出网络连接异常状态。

其中，若设备的配置文件没有记录各通讯协议的稳定性排序，则以第一类兄弟协议作为更稳定的通讯协议（进行通讯协议切换）；其中，第一类兄弟协议是指在应用层中使用的数据对象与当前使用的通讯协议的数据对象相同的通讯协议（数据对象例如包括XML对象、JSON对象、BLOB二进制对象、DCOM分布式对象等，以XML对象为例，若当前使用的通讯协议的数据对象为XML对象，则使用的数据对象为XML对象的其它通讯协议就是当前使用的通讯协议的第一类兄弟协议）；把当前使用的通讯协议切换为第一类兄弟协议，有较大概率实现共享分包、解包或数据校验的步骤，从而增加系统的稳定性（在实际应用中，使用相同数据对象的协议，有极高的可能在分包、解包等过程中使用相似的步骤，数据包的校验方式也很可能类似，在切换的过程中能减少步骤，并增加系统的稳定性）；

若不存在第一类兄弟协议，则可以用第二类兄弟协议作为更稳定的通讯协议（进行通讯协议切换）；其中，第二类兄弟协议是指在传输层中使用的链接与当前使用的通讯协议的链接相同的通讯协议（例如TCP协议和UDP协议之间，可把彼此视为第二类兄弟协议，即，若当前使用的通讯协议为TCP协议，则其第二类兄弟协议为UDP协议，反之亦然）；把当前使用的通讯协议切换为第二类兄弟协议，由于两者之间共有一个socket(套接字)，切换后无需重新进行连接验证，提高切换效率；

若也不存在第二类兄弟协议，则逐个地切换为该设备支持的其它通讯协议，直到该设备退出网络连接异常状态或遍历所有该设备支持的通讯协议。

有时候，设备与边缘计算器之间可能会同时使用多个通讯信道进行数据传输，不同的通讯信道可能采用同样的通讯协议，也可能采用不同的通讯协议，各通讯信道可能用于传输相同的数据（此为冗余设计），也可能用于传输不同的数据。但是，使用的通讯信道越多，则设备的运算压力和资源占用越多，当设备的运算压力过大或资源占用过多时，可关闭一些非必要（或次要）的通讯信道，从而保证设备正常运行，避免其发生故障。从而，在一些优选实施方式中，协议信息还包括设备当前使用的通讯信道的数量；

当有设备处于网络连接异常状态时，向处于网络连接异常状态的设备发送第二控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议的步骤之后（即步骤A302之后），还包括：

A303.若设备依然处于网络连接异常状态，且当前使用的通讯信道的数量大于1，则向设备发送第三控制指令，使设备关闭部分通讯信道。

当使用的通讯信道的数量大于1时，可通过牺牲次要（非必要）的数据传输通道，优先保证重要数据不中断，避免重要数据丢失而造成重大损失。

其中，可预先对各通讯信道进行分类并在对应设备的配置文件中记录各通讯信道的分类信息，例如把各通讯信道分为非必要通讯信道和必要通讯信道，必要通讯信道还可细分为重要通讯信道和一般通讯信道。具体的分类情况可根据实际需要设置。从而步骤A303中，根据该设备的配置文件中的各通讯信道的分类信息确定当前使用的各通讯信道的分类，向设备发送第三控制指令，使该设备把分类为非必要通讯信道的通讯信道关闭。

进一步地，若设备依然处于网络连接异常状态，且当使用的通讯信道包括一般通讯信道和重要通讯信道，则逐个地关闭一般通讯信道，直到设备退出网络连接异常状态或所有一般通讯信道均关闭，以保证重要通讯信道中的重要数据不丢失。

优选地，状态类型包括设备恢复状态，设备恢复状态是指设备从设备性能下降状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值（可根据实际需要设置）；

从而，步骤A3包括：

A304.当有设备处于设备恢复状态时，向处于设备恢复状态的设备发送第四控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为预设的最优通讯协议。

其中，正常状态是指设备的温度、IO资源占用率、协议数据缓冲池中的连接数目、数据传输速率、数据丢包率均恢复到正常水平时的状态。

当设备的温度和IO资源占用率恢复到正常水平时，说明设备性能可满足当前任务要求，此时可把通讯协议切换为最优通讯协议，从而在保证设备稳定工作的前提下，保证系统的总体性能较高。其中，各设备的最优通讯协议可事先记录在设备的配置文件中，该各设备的最优通讯协议是根据系统总体性能设置的，当所有设备均按最优通讯协议运行时，系统总体性能最优。

进而，步骤A2包括：

若设备从设备性能下降状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值，则判定该设备的状态类型为设备恢复状态。

在一些优选实施方式中，状态类型包括网络恢复状态，网络恢复状态是指设备从网络连接异常状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值（可根据实际需要设置）；

步骤A3包括：

A305.当有设备处于网络恢复状态时，向处于网络恢复状态的设备发送第五控制指令，使设备把关闭的通讯信道重启。

当设备由于之前处于网络连接异常状态而关闭部分通讯信道，而目前退出网络连接异常状态且保持足够长的时间，则说明设备性能可满足当前任务要求，此时可把之前关闭的通讯信道重新打开，从而可继续传输重要性较低的数据，在保证设备稳定工作的前提下，保证系统的总体性能较高。

进而，步骤A2包括：

若设备从网络连接异常状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值，则判定该设备的状态类型为网络恢复状态。

优选地，该通讯协议管理方法，还包括步骤：

检测各设备是否触发安全事件；

在设备触发安全事件时，根据预先设置的配置文件执行对应的应对操作。

其中，安全事件包括设备故障停机和其它设备安全事件（设备安全事件通常是按照特定规范自行定义的事件，一般是在一个受监控过程中因指定的参数达到既定阈值而需要操作员注意的情形，例如设备停机时间过长、设备抖动次数过多等），以及协议安全事件（例如传输的数据丢包率超过一定阈值、传输的链接发生断开后重连一直失败、传输数据量过大、协议切换失败、协议启动失败等），可根据需要预先在设备的配置文件中记录安全事件类型和对应的检测参数项目及各检测参数项目的指标，并在该配置文件中记录对应的应对操作信息；

从而，“检测各设备是否触发安全事件”的步骤包括：根据设备的配置文件中限定的检测参数项目，获取该设备相应的参数，对比获取的参数与检测参数项目的指标以判定是否触发对应的安全事件。“在设备触发安全事件时，根据预先设置的配置文件执行对应的应对操作”的步骤包括：按照该设备触发的安全事件的类型，根据该设备的配置文件中对应的应对操作信息，执行相应的应对操作（如发出预警信号、重启协议、记录系统日志等）。

由上可知，该通讯协议管理方法，通过获取各设备的基础信息和协议信息；基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型；根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道；有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

请参考图2，本申请提供了一种通讯协议管理装置，用于边缘控制系统的边缘计算器，以对边缘控制系统的其它设备与边缘计算器之间的通讯协议进行管理，包括：

第一获取模块1，用于获取各设备的基础信息和协议信息；基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；

判断模块2，用于根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型；

第一执行模块3，用于根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道。

本申请的通讯协议管理装置，根据各设备的温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目等基础信息，以及数据传输速率和数据丢包率等协议信息，确定各设备的状态类型，若设备状态异常，则根据具体的状态类型使对应的设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道，有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

其中，上述的设备包括但不限于PLC控制器、数据网关、边缘计算器、本地数据服务器中的至少一种。每个设备与边缘计算器之间支持多种通讯协议的数据传输。

其中，上述的基础信息由各设备实时上传，协议信息由边缘计算器检测得到。

在一些实施方式中，状态类型包括设备性能下降状态，设备性能下降状态是指设备的温度过高或IO资源占用率过高，且设备的数据传输速率和数据丢包率正常；

从而，第一执行模块3用于在根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道的时候，执行以下步骤：

当有设备处于设备性能下降状态时，向处于设备性能下降状态的设备发送第一控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议。

一般地，边缘计算器中会存储有各设备的配置文件，配置文件中记录有相应设备支持的通讯协议类型、各通讯协议类型的功耗排序、温度阈值、IO资源占用率阈值、数据传输速率阈值、数据丢包率阈值等信息。从而，判断模块2用于在根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型的时候，执行以下步骤：

从设备的配置文件中提取该设备的温度阈值、IO资源占用率阈值、数据传输速率阈值、数据丢包率阈值；

判断该设备的温度是否超过该温度阈值，若是，则判定该设备的温度过高；

判断该设备的IO资源占用率是否超过该IO资源占用率阈值，若是，则判定该设备的IO资源占用率过高；

判断该设备的数据传输速率是否不低于该数据传输速率阈值，若是则判定该设备的数据传输速率正常；

判断该设备的数据丢包率是否不高于该数据丢包率阈值，若是则判定该设备的数据丢包率正常；

若该设备的温度过高或IO资源占用率过高，且该设备的数据传输速率和数据丢包率均正常，则判定该设备的状态类型为设备性能下降状态。

当设备的设备性能下降时，把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议，可降低设备的总体功耗（降低发热率）、并降低IO资源占用率，从而可避免设备温度和IO资源占用率持续增高而最终导致无法正常通讯甚至停机，从而保证整个系统的完整性和稳定性。

其中，第一执行模块3在向处于设备性能下降状态的设备发送第一控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议时，可根据配置文件中各通讯协议类型的功耗排序，选择比当前使用的通讯协议功耗更低的通讯协议作为目标协议，根据该目标协议生成第一控制指令，使设备把通讯协议切换为该目标协议。实际应用中，若比当前使用的通讯协议功耗更低的通讯协议有多个时，可按功耗从高到低逐个进行切换，直到该设备退出设备性能下降状态或已经切换至功耗最低的通讯协议。

优选地，状态类型包括网络连接异常状态，网络连接异常状态是指设备的数据传输速率过低或数据丢包率过高，或者设备的协议数据缓冲池溢出；

第一执行模块3用于在根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道的时候，执行以下步骤：

当有设备处于网络连接异常状态时，向处于网络连接异常状态的设备发送第二控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议。

切换为更稳定的通讯协议，有利于使数据传输不中断。

在一些实施方式中，设备的配置文件中还记录有该设备的协议数据缓冲池最大连接数，从而，判断模块2用于在根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型的时候，执行以下步骤：

从设备的配置文件中提取该设备的数据传输速率阈值、数据丢包率阈值、协议数据缓冲池最大连接数；

判断该设备的数据传输速率是否低于该数据传输速率阈值，若是，则判定该设备的数据传输速率过低；

判断该设备的数据丢包率是否高于该数据丢包率阈值，若是，则判定该设备的数据丢包率过高；

判断该设备的协议数据缓冲池中的连接数目是否达到该协议数据缓冲池最大连接数，若是，则判定该设备的协议数据缓冲池溢出；

若该设备的数据传输速率过低或数据丢包率过高，或者该设备的协议数据缓冲池溢出，则判定该设备的状态类型为网络连接异常状态。

在一些实施例中，若数据传输速率下降过快，则也可把设备的状态类型判定为网络连接异常状态。从而，判断模块2在根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型的时候，还执行以下步骤：计算该设备当前的数据传输速率与上一时刻的数据传输速率之间的速率偏差，若该速率偏差大于预设的速率偏差阈值，则判定该设备的状态类型为网络连接异常状态。

一般地，设备的配置文件记录有各通讯协议的稳定性排序，第一执行模块3在向处于网络连接异常状态的设备发送第二控制指令，使设备把当前使用的的通讯协议切换为更稳定的通讯协议时，根据该设备的配置文件中的各通讯协议类型的稳定性排序，选择比当前使用的通讯协议更稳定的通讯协议为目标协议，根据该目标协议生成第二控制指令，使设备把通讯协议切换为该目标协议。实际应用中，若比当前使用的通讯协议更稳定的通讯协议有多个时，可按稳定性从高到低逐个进行切换，直到该设备退出网络连接异常状态或已经切换至稳定性最低的通讯协议。

其中，若设备的配置文件没有记录各通讯协议的稳定性排序，则以第一类兄弟协议作为更稳定的通讯协议（进行通讯协议切换）；其中，第一类兄弟协议是指在应用层中使用的数据对象与当前使用的通讯协议的数据对象相同的通讯协议（数据对象例如包括XML对象、JSON对象、BLOB二进制对象、DCOM分布式对象等，以XML对象为例，若当前使用的通讯协议的数据对象为XML对象，则使用的数据对象为XML对象的其它通讯协议就是当前使用的通讯协议的第一类兄弟协议）；把当前使用的通讯协议切换为第一类兄弟协议，有较大概率实现共享分包、解包或数据校验的步骤，从而增加系统的稳定性（在实际应用中，使用相同数据对象的协议，有极高的可能在分包、解包等过程中使用相似的步骤，数据包的校验方式也很可能类似，在切换的过程中能减少步骤，并增加系统的稳定性）；

若不存在第一类兄弟协议，则可以用第二类兄弟协议作为更稳定的通讯协议（进行通讯协议切换）；其中，第二类兄弟协议是指在传输层中使用的链接与当前使用的通讯协议的链接相同的通讯协议（例如TCP协议和UDP协议之间，可把彼此视为第二类兄弟协议，即，若当前使用的通讯协议为TCP协议，则其第二类兄弟协议为UDP协议，反之亦然）；把当前使用的通讯协议切换为第二类兄弟协议，由于两者之间共有一个socket(套接字)，切换后无需重新进行连接验证，提高切换效率；

若也不存在第二类兄弟协议，则逐个地切换为该设备支持的其它通讯协议，直到该设备退出网络连接异常状态或遍历所有该设备支持的通讯协议。

有时候，设备与边缘计算器之间可能会同时使用多个通讯信道进行数据传输，不同的通讯信道可能采用同样的通讯协议，也可能采用不同的通讯协议，各通讯信道可能用于传输相同的数据（此为冗余设计），也可能用于传输不同的数据。但是，使用的通讯信道越多，则设备的运算压力和资源占用越多，当设备的运算压力过大或资源占用过多时，可关闭一些非必要（或次要）的通讯信道，从而保证设备正常运行，避免其发生故障。从而，在一些优选实施方式中，协议信息还包括设备当前使用的通讯信道的数量；

第一执行模块3还用于在向处于网络连接异常状态的设备发送第二控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议之后，执行：

若设备依然处于网络连接异常状态，且当前使用的通讯信道的数量大于1，则向设备发送第三控制指令，使设备关闭部分通讯信道。

当使用的通讯信道的数量大于1时，可通过牺牲次要（非必要）的数据传输通道，优先保证重要数据不中断，避免重要数据丢失而造成重大损失。

其中，可预先对各通讯信道进行分类并在对应设备的配置文件中记录各通讯信道的分类信息，例如把各通讯信道分为非必要通讯信道和必要通讯信道，必要通讯信道还可细分为重要通讯信道和一般通讯信道。具体的分类情况可根据实际需要设置。从而第一执行模块3在向设备发送第三控制指令，使设备关闭部分通讯信道的时候，执行以下步骤：根据该设备的配置文件中的各通讯信道的分类信息确定当前使用的各通讯信道的分类，向设备发送第三控制指令，使该设备把分类为非必要通讯信道的通讯信道关闭。

进一步地，若设备依然处于网络连接异常状态，且当使用的通讯信道包括一般通讯信道和重要通讯信道，则逐个地关闭一般通讯信道，直到设备退出网络连接异常状态或所有一般通讯信道均关闭，以保证重要通讯信道中的重要数据不丢失。

优选地，状态类型包括设备恢复状态，设备恢复状态是指设备从设备性能下降状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值（可根据实际需要设置）；

从而，第一执行模块3用于在根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道的时候，执行以下步骤：

当有设备处于设备恢复状态时，向处于设备恢复状态的设备发送第四控制指令，使设备把当前使用的通讯协议切换为预设的最优通讯协议。

当设备的温度和IO资源占用率恢复到正常水平时，说明设备性能可满足当前任务要求，此时可把通讯协议切换为最优通讯协议，从而在保证设备稳定工作的前提下，保证系统的总体性能较高。其中，各设备的最优通讯协议可事先记录在设备的配置文件中，该各设备的最优通讯协议是根据系统总体性能设置的，当所有设备均按最优通讯协议运行时，系统总体性能最优。

进而，判断模块2用于在根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型的时候，执行以下步骤：

若设备从设备性能下降状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值，则判定该设备的状态类型为设备恢复状态。

在一些优选实施方式中，状态类型包括网络恢复状态，网络恢复状态是指设备从网络连接异常状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值（可根据实际需要设置）；

第一执行模块3用于在根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道的时候，执行以下步骤：

当有设备处于网络恢复状态时，向处于网络恢复状态的设备发送第五控制指令，使设备把关闭的通讯信道重启。

当设备由于之前处于网络连接异常状态而关闭部分通讯信道，而目前退出网络连接异常状态且保持足够长的时间，则说明设备性能可满足当前任务要求，此时可把之前关闭的通讯信道重新打开，从而可继续传输重要性较低的数据，在保证设备稳定工作的前提下，保证系统的总体性能较高。

进而，判断模块2用于在根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型的时候，执行以下步骤：

若设备从网络连接异常状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值，则判定该设备的状态类型为网络恢复状态。

优选地，该通讯协议管理装载，还包括：

检测模块，用于检测各设备是否触发安全事件；

第二执行模块，用于在设备触发安全事件时，根据预先设置的配置文件执行对应的应对操作。

其中，安全事件包括设备故障停机和其它设备安全事件（设备安全事件通常是按照特定规范自行定义的事件，一般是在一个受监控过程中因指定的参数达到既定阈值而需要操作员注意的情形，例如设备停机时间过长、设备抖动次数过多等），以及协议安全事件（例如传输的数据丢包率超过一定阈值、传输的链接发生断开后重连一直失败、传输数据量过大、协议切换失败、协议启动失败等），可根据需要预先在设备的配置文件中记录安全事件类型和对应的检测参数项目及各检测参数项目的指标，并在该配置文件中记录对应的应对操作信息；

从而，“检测各设备是否触发安全事件”的步骤包括：根据设备的配置文件中限定的检测参数项目，获取该设备相应的参数，对比获取的参数与检测参数项目的指标以判定是否触发对应的安全事件。“在设备触发安全事件时，根据预先设置的配置文件执行对应的应对操作”的步骤包括：按照该设备触发的安全事件的类型，根据该设备的配置文件中对应的应对操作信息，执行相应的应对操作（如发出预警信号、重启协议、记录系统日志等）。

由上可知，该通讯协议管理装置，通过获取各设备的基础信息和协议信息；基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型；根据各所述设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道；有利于避免各设备由于运算压力过大和资源占用过多而发生故障，从而保证边缘计算系统的系统完整性与稳定性。

请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备，包括：处理器301和存储器302，处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序，当电子设备运行时，处理器301执行该计算机程序，以执行上述实施例的任一可选的实现方式中的通讯协议管理方法，以实现以下功能：获取各设备的基础信息和协议信息；基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型；根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道。

本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的通讯协议管理方法，以实现以下功能：获取各设备的基础信息和协议信息；基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；根据基础信息和协议信息判断各设备的状态类型；根据各设备的状态类型向各设备发送相应指令，使各设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read OnlyMemory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，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。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通讯协议管理方法，用于边缘控制系统的边缘计算器，以对边缘控制系统的其它设备与所述边缘计算器之间的通讯协议进行管理，其特征在于，包括以下步骤：

A1.获取各设备的基础信息和协议信息；所述基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；所述协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；

A2.根据所述基础信息和所述协议信息判断各所述设备的状态类型；

A3.根据各所述设备的状态类型向各所述设备发送相应指令，使各所述设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道。

2.根据权利要求1所述的通讯协议管理方法，其特征在于，所述状态类型包括设备性能下降状态，所述设备性能下降状态是指设备的温度过高或IO资源占用率过高，且所述设备的数据传输速率和数据丢包率正常；

步骤A3包括：

当有设备处于设备性能下降状态时，向处于设备性能下降状态的所述设备发送第一控制指令，使所述设备把当前使用的通讯协议切换为功耗更低的通讯协议。

3.根据权利要求1所述的通讯协议管理方法，其特征在于，所述状态类型包括网络连接异常状态，所述网络连接异常状态是指设备的数据传输速率过低或数据丢包率过高，或者所述设备的协议数据缓冲池溢出；

步骤A3包括：

当有设备处于网络连接异常状态时，向处于网络连接异常状态的所述设备发送第二控制指令，使所述设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议。

4.根据权利要求3所述的通讯协议管理方法，其特征在于，所述协议信息还包括所述设备当前使用的通讯信道的数量；

所述当有设备处于网络连接异常状态时，向处于网络连接异常状态的所述设备发送第二控制指令，使所述设备把当前使用的通讯协议切换为更稳定的通讯协议的步骤之后，还包括：

若所述设备依然处于网络连接异常状态，且当前使用的通讯信道的数量大于1，则向所述设备发送第三控制指令，使所述设备关闭部分通讯信道。

5.根据权利要求2所述的通讯协议管理方法，其特征在于，所述状态类型包括设备恢复状态，所述设备恢复状态是指设备从设备性能下降状态变为正常状态，且所述正常状态的保持时间达到预设时间阈值；

步骤A3包括：

当有设备处于设备恢复状态时，向处于设备恢复状态的所述设备发送第四控制指令，使所述设备把当前使用的通讯协议切换为预设的最优通讯协议。

6.根据权利要求4所述的通讯协议管理方法，其特征在于，所述状态类型包括网络恢复状态，所述网络恢复状态是指设备从网络连接异常状态变为正常状态，且正常状态的保持时间达到预设时间阈值；

步骤A3包括：

当有设备处于网络恢复状态时，向处于网络恢复状态的所述设备发送第五控制指令，使所述设备把关闭的通讯信道重启。

7.根据权利要求1所述的通讯协议管理方法，其特征在于，还包括步骤：

检测各所述设备是否触发安全事件；

在所述设备触发安全事件时，根据预先设置的配置文件执行对应的应对操作。

8.一种通讯协议管理装置，用于边缘控制系统的边缘计算器，以对边缘控制系统的其它设备与所述边缘计算器之间的通讯协议进行管理，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取各设备的基础信息和协议信息；所述基础信息包括温度、IO资源占用率和协议数据缓冲池中的连接数目；所述协议信息包括数据传输速率和数据丢包率；

判断模块，用于根据所述基础信息和所述协议信息判断各所述设备的状态类型；

第一执行模块，用于根据各所述设备的状态类型向各所述设备发送相应指令，使各所述设备切换通讯协议、关闭通讯信道或重启通讯信道。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-7任一项所述通讯协议管理方法中的步骤。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-7任一项所述通讯协议管理方法中的步骤。

Images