CN113965601A - 一种智慧物联网信息处理平台及其边缘数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智慧物联网信息处理平台及其边缘数据处理方法，该平台包括云平台，还包括与云平台连接的工业物联网网关和边缘服务器。边缘服务器用于对采集多品类电工装备的电力数据，并将结构化、半结构化和/或非结构化的电力数据进行加工处理，并将处理后的电力数据发送到工业物联网网关；工业物联网网关用于将电力数据发送至云平台；云平台用于对电力数据进行存储，以便实现与边缘服务器实现资源协同、应用协同、数据协同和/或智能协同。通过上述方案可以使得智慧物联网信息处理平台能够提高数据处理速度。

Description

一种智慧物联网信息处理平台及其边缘数据处理方法

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，更具体地说，涉及一种智慧物联网信息处理平台及其边缘数据处理方法。

背景技术

智慧物联网信息处理平台是建设智慧国网的重要组成部分。随着近几年微服务架构和Docker容器概念的火爆，微服务技术最近得到一些IT公司的青睐，Netflix公司是成功应用微服务的典范。国内对微服务、容器技术进行研究与应用，设计了基于微服务的智慧物联网信息处理平台作为数据汇聚中心的技术架构，解决国网公司分布式、异构环境的协同开发与部署应用问题。通过该平台可以实现对各品类物联数据和业务数据的传输、汇聚、交互和存储，对数据进行挖掘分析应用，使得各业务部门取得了降本增效，提升质量和管理水平的效果。

对于现有的设备物联网来说，需要将各类数据传输到智慧物联网信息处理平台进行统一处理，导致数据传输链路压力较高，从而制约了智慧物联网信息处理平台的数据处理速度。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种智慧物联网信息处理平台及其边缘数据处理方法，用于提高智慧物联网信息处理平台的数据处理速度。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种智慧物联网信息处理平台，包括云平台，还包括与所述云平台连接的工业物联网网关和边缘服务器，其中：

所述边缘服务器用于对采集多品类电工装备的电力数据，并将结构化、半结构化和/或非结构化的电力数据进行加工处理，并将处理后的电力数据发送到所述工业物联网网关；

所述工业物联网网关用于将所述电力数据发送至所述云平台；

所述云平台用于对所述电力数据进行存储，以便实现与所述边缘服务器实现资源协同、应用协同、数据协同和/或智能协同。

可选的，边缘服务器包括区块链服务模块、数据清洗模块、资源管理模块和紧急预警模块。

可选的，所述区块链服务模块用于为用户提供针对所述电流数据的存证服务、鉴证服务和溯源服务。

可选的，所述数据清洗模块用于对所述电力数据进行清洗处理，以便剔除其中的无效数据。

可选的，所述资源管理模块用于对所述电力数据进行存储处理。

可选的，所述紧急预警模块用于基于所述电力数据为用户提供预警服务。

一种边缘数据处理方法，应用于如上所述的智慧物联网信息处理平台，其特征在于，所述边缘数据处理方法包括步骤：

为所述工业物联网网关配置智能协议分析模型；

基于所述智能协议分析模型对一定长度的比特流数据进行数据采样；

将所述采样数据转换为数据帧；

利用轻量级的决策树机器学习方法分割所述数据帧，并提取所述数据帧中的特征。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种智慧物联网信息处理平台及其边缘数据处理方法，包括云平台，还包括与云平台连接的工业物联网网关和边缘服务器。边缘服务器用于对采集多品类电工装备的电力数据，并将结构化、半结构化和/或非结构化的电力数据进行加工处理，并将处理后的电力数据发送到工业物联网网关；工业物联网网关用于将电力数据发送至云平台；云平台用于对电力数据进行存储，以便实现与边缘服务器实现资源协同、应用协同、数据协同和/或智能协同。通过上述方案可以使得智慧物联网信息处理平台能够提高数据处理速度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例的一种智慧物联网信息处理平台的框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

实施例一

图1为本申请实施例的一种智慧物联网信息处理平台的框图。

如图1所示，本实施例提供的智慧物联网信息处理平台应用于电力行业，其具体包括云平台10、工业物联网网关20和边缘服务器30，该云平台与工业物联网网关20连接，工业物联网网关则与边缘服务器连接。

边缘服务器用于采集多品类电工装备的电力数据，该电力数据为结构化、半结构化或非结构化的数据，该边缘服务器在采集这些将结构化、半结构化和/或非结构化的电力数据后对其进行加工处理，并将处理后的电力数据发送到工业物联网网关；

边缘服务器包括区块链服务模块、数据清洗模块、资源管理模块和紧急预警模块。区块链服务模块用于为用户提供针对电流数据的存证服务、鉴证服务和溯源服务。数据清洗模块用于对电力数据进行清洗处理，以便剔除其中的无效数据。资源管理模块用于对电力数据进行存储处理。紧急预警模块用于基于电力数据为用户提供预警服务。

工业物联网网关用于将电力数据发送至云平台；云平台用于对电力数据进行存储，以便实现与边缘服务器实现资源协同、应用协同、数据协同和/或智能协同。

工业物联网网关配置有智能协议分析模型，其中，智能协议分析模型用于规定一定长度的比特流数据作为数据泛采样，将采样数据转换为数据帧，利用轻量级的决策树机器学习方法分割数据帧，并提取数据帧中的特征。

在协议智能分析策略中，需提前存储一系列常用的电力行业及工控协议格式，便于后期的工控协议分析与学习。该策略主要基于机器学习的方法在数据库中匹配分隔的数据帧特征，锁定协议格式，然后对整个数据流进行协议分析，数据分析，获取生产数据。但是，如果数据库中匹配不到对应的协议格式时，启动对该分隔数据帧的逆向分析，学习该协议的特点，存储到协议数据库中，进一步的加强智能解析协议模型的通用性。

逆向分析指的是在不依赖协议描述的情况下，通过对协议实体的网络输入输出、系统行为和指令执行流程进行监控和分析，提取协议语法、语义和同步信息的过程。逆向分析不同品类的生产数据的难点是先验信息的匮乏或缺失，无法还原字段规格的联合概率分布，从理论上讲，只能永远拟合逼近字段的正确位置。

但值得注意的是，大部分不常用的电工协议是以常用的协议标准和规范为基础改进而来的。因此，利用机器学习的方法在提取未有协议的特征再结合已有协议的特征，从而可以快速的精确的推断出未有协议的格式，充分利用了已有协议格式的数据特性。最后，利用数据分析输出到数据收集中心，为电工智慧物联体系提供数据应用基础。

本申请中，在终端信息处理方面，使用区块链技术对数据进行存证，鉴证和溯源，有效解决终端数据存储不安全，不可信问题。同时，将大量数据处理转移到边端，减轻数据传输链路压力，提高平台数据处理速度。

云边业务协同与边缘资源共享方面，基于排队网络和凸优化技术设计云边协同的资源分配与任务调度机制，调度生产过程中品类中心的协同任务，充分利用智能网关的计算和存储资源，降低任务处理延迟和系统能耗，解决智能网关负载不均衡导致的工业需求响应不及时、边缘资源利用率低、系统资源浪费和用户体验差的问题。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种智慧物联网信息处理平台，包括云平台，还包括与云平台连接的工业物联网网关和边缘服务器。边缘服务器用于对采集多品类电工装备的电力数据，并将结构化、半结构化和/或非结构化的电力数据进行加工处理，并将处理后的电力数据发送到工业物联网网关；工业物联网网关用于将电力数据发送至云平台；云平台用于对电力数据进行存储，以便实现与边缘服务器实现资源协同、应用协同、数据协同和/或智能协同。通过上述方案可以使得智慧物联网信息处理平台能够提高数据处理速度。

实施例二

本实施例提供了一种边缘数据处理方法，该方法应用于上述实施例的智慧物联网信息处理平台，该方法包括如下步骤：

为工业物联网网关配置智能协议分析模型；基于智能协议分析模型对一定长度的比特流数据进行数据采样；将采样数据转换为数据帧；利用轻量级的决策树机器学习方法分割数据帧，并提取数据帧中的特征。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种智慧物联网信息处理平台，其特征在于，包括云平台，还包括与所述云平台连接的工业物联网网关和边缘服务器，其中：

所述边缘服务器用于对采集多品类电工装备的电力数据，并将结构化、半结构化和/或非结构化的电力数据进行加工处理，并将处理后的电力数据发送到所述工业物联网网关；

所述工业物联网网关用于将所述电力数据发送至所述云平台；

所述云平台用于对所述电力数据进行存储，以便实现与所述边缘服务器实现资源协同、应用协同、数据协同和/或智能协同。

2.如权利要求1所述的智慧物联网信息处理平台，其特征在于，边缘服务器包括区块链服务模块、数据清洗模块、资源管理模块和紧急预警模块。

3.如权利要求2所述的智慧物联网信息处理平台，其特征在于，所述区块链服务模块用于为用户提供针对所述电流数据的存证服务、鉴证服务和溯源服务。

4.如权利要求2所述的智慧物联网信息处理平台，其特征在于，所述数据清洗模块用于对所述电力数据进行清洗处理，以便剔除其中的无效数据。

5.如权利要求2所述的智慧物联网信息处理平台，其特征在于，所述资源管理模块用于对所述电力数据进行存储处理。

6.如权利要求2所述的智慧物联网信息处理平台，其特征在于，所述紧急预警模块用于基于所述电力数据为用户提供预警服务。

7.一种边缘数据处理方法，应用于如权利要求1～6任一项所述的智慧物联网信息处理平台，其特征在于，所述边缘数据处理方法包括步骤：

为所述工业物联网网关配置智能协议分析模型；

基于所述智能协议分析模型对一定长度的比特流数据进行数据采样；

将所述采样数据转换为数据帧；

利用轻量级的决策树机器学习方法分割所述数据帧，并提取所述数据帧中的特征。

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