CN114253552A - 可编程的边缘设备自适配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可编程的边缘设备自适配方法和装置，智能终端设备向边缘计算控制器发送携带设备协议数据的接入请求，边缘计算控制器在没有安装部署该智能终端设备对应的设备协议代码文件时向云端服务器发送设备适配请求，将设备协议数据发送给云端服务器；云端服务器在设备协议组件库中读取对应的设备协议组件，否则对该智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，将设备协议数据的解析方法封装为设备协议组件；随后将设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并发送给边缘计算控制器执行安装部署。本申请可以实现工业现场的智能终端设备的即插即用，提高智能终端设备接入边缘计算控制器的适配效率。

Description

可编程的边缘设备自适配方法和装置

技术领域

本申请涉及边缘计算的技术领域，具体而言，涉及一种可编程的边缘设备自适配方法和装置。

背景技术

随着物联网的快速发展，在万物互联的场景下，数以千万计的传感器、智能终端设备及其应用连接到云计算平台，使得云计算平台已经无法满足实时处理、海量存储等方面的要求。具备现场感知和智能计算处理的边缘计算技术在此情况下应运而生，边缘计算控制器是应用在网络边缘的工业现场，在边缘侧实现智能终端设备就地连接和数据处理的一种控制器产品。工业现场的智能终端设备通过边缘计算控制器可以实现端到端的协同控制，从而具备更高的系统响应性能。

当边缘计算控制器有新的智能终端设备需要接入或者工业现场的边缘计算应用场景发生变化时，需要软件开发人员根据新的智能终端设备的协议类型和接入需求，为边缘计算控制器开发对应的协议适配软件和业务应用软件，实现对所接入的新的智能终端设备的软件适配，以实现边缘计算的应用场景。这种方式在面对日益复杂多变的边缘计算应用场景时效率极为低下，不利于智能终端设备的即插即用，影响了边缘计算应用场景的部署效率。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出一种可编程的边缘设备自适配方法和装置，以实现边缘计算装置对智能终端设备的自动适配和即插即用，提高智能终端设备接入边缘网络的效率，加快边缘计算应用场景的构建部署。

第一方面，本申请提出一种可编程的边缘设备自适配方法，包括：

边缘计算控制器接收智能终端设备的接入请求，所述接入请求携带有所述智能终端设备对应的设备协议数据；

边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，判断本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件；如否，则向云端服务器发送设备适配请求，所述设备适配请求携带所述智能终端设备对应的设备协议数据；

云端服务器响应于所述设备适配请求，根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件；如是，则从所述设备协议组件库中读取所述智能终端设备对应的设备协议组件；如否，则对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件，存储至所述设备协议组件库；

云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

在一些实施方式中，所述边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，判断本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件包括：

所述边缘计算控制器从所述智能终端设备对应的设备协议数据中获取所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本；

所述边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，确定本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件。

在一些实施方式中，所述云端服务器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件包括：

所述云端服务器从所述智能终端设备对应的设备协议数据中获取所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本；

所述云端服务器根据所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，从本地存储的设备协议组件库中查询是否存在与所述设备协议类型和协议版本对应的设备协议组件。

在一些实施方式中，所述云端服务器对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件包括：

所述云端服务器从所述设备协议数据中获取数据帧，调用与所述设备协议类型和协议版本对应的解析规则，从所述数据帧中解析字段数据，并验证所述字段数据是否与所述设备协议类型和协议版本对应的协议规范相匹配；

在所述字段数据与所述设备协议类型和协议版本对应的协议规范相匹配时，所述云端服务器自动生成与所述设备协议数据的数据解析方法对应的协议处理代码，将所述协议处理代码封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件。

在一些实施方式中，所述云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件包括：

所述云端服务器从所述智能终端设备对应的设备协议组件中获取所述协议处理代码；

所述云端服务器调用自编译器对所述协议处理代码进行编译，生成目标代码文件；

所述云端服务器对所述目标代码文件进行加密和数字签名，得到所述可执行的设备协议代码文件。

在一些实施方式中，所述云端服务器将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署包括：

所述云端服务器通过文件传输协议将所述可执行的设备协议代码文件下传到所述边缘计算控制器，并通知所述边缘计算控制器进行重启；

所述边缘计算控制器在重启过程中，对所述设备协议代码文件进行解密和数字签名认证，运行所述设备协议代码文件完成所述智能终端设备的设备协议适配。

在一些实施方式中，所述方法还包括：

所述云端服务器从所述边缘计算控制器读取设备列表，从所述设备列表获取所述边缘计算控制器所连接的一组智能终端设备分别对应的设备协议类型；

所述云端服务器根据所述一组智能终端设备分别对应的设备协议类型，从所述设备协议组件库读取所述设备协议类型对应的更新设备协议组件；

所述云端服务器将所述设备协议类型对应的更新设备协议组件编译生成可执行的设备协议代码文件，发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

在一些实施方式中，所述方法还包括：

云端服务器按网络区域或者接入边缘计算控制器的数量规模创建至少一个虚拟服务器，其中所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器分别与一组边缘计算控制器相对应；

所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器接收所述一组边缘计算控制器分别发送的设备适配请求；

所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器分别为所述一组边缘计算控制器中的每个边缘计算控制器分配服务线程，以执行所述设备适配请求的响应处理。

在一些实施方式中，所述云端服务器包括编译执行节点池和编译备用节点池，所述云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署还包括：

所述云端服务器接收到多个边缘计算控制器发送的设备适配请求导致编译负荷高于正常水平时，从所述编译备用节点池抽调至少一个编译节点到所述编译执行节点池，以完成执行设备协议代码文件的编译和发送；

在所述编译负荷降低至正常水平时，将所述至少一个编译节点回归到所述编译备用节点池。

第二方面，本申请提出一种可编程的边缘设备自适配装置，包括：

设备接入单元，用于边缘计算控制器接收智能终端设备的接入请求，所述接入请求携带有所述智能终端设备对应的设备协议数据；

适配请求单元，用于边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，判断本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件；如否，则向云端服务器发送设备适配请求，所述设备适配请求携带所述智能终端设备对应的设备协议数据；

适配处理单元，用于云端服务器响应于所述设备适配请求，根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件；如是，则从所述设备协议组件库中读取所述智能终端设备对应的设备协议组件；如否，则对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件，存储至所述设备协议组件库；

编译分发单元，用于云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

本申请实施例至少可以达到如下有益效果：一方面，可以实现对新增智能终端设备接入边缘计算控制器的设备协议自动适配，实现工业现场的智能终端设备的即插即用，提高了工业现场的智能终端设备接入边缘计算控制器的适配效率，加快边缘计算应用场景的构建部署。另一方面，本申请还可以实现了智能终端设备的设备协议组件的代码可复用，在边缘计算控制器软件安装升级时仅需要安装部署设备协议代码文件，下载软件轻量化，占用网络流量少，降低了对网络带宽的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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，而不应被看作是对本申请范围的限制。

图1是根据本申请一实施例的可编程的边缘设备自适配方法的流程示意图；

图2是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配方法的部分流程示意图；

图3是根据本申请一实施例的可编程的边缘设备自适配方法的工作原理示意图；

图4是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配方法的部分流程示意图；

图5是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配方法的部分流程示意图；

图6是根据本申请一实施例的可编程的边缘设备自适配装置的结构示意图；

图7是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配装置的部分结构示意图；

图8是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配装置的部分结构示意图；

图9是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配装置的部分结构示意图；

图10是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配装置的部分结构示意图；

图11是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配装置的部分结构示意图；

图12是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配装置的部分结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、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。然而应当理解，所描述的实施例仅仅是本申请的部分示例性实施例，而不是全部实施例，因此以下对本申请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。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。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅是用于区别描述类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

如前所述，当边缘计算控制器有新的智能终端设备需要接入或者工业现场的边缘计算应用场景发生变化时，通常需要软件开发人员根据新的智能终端设备的协议类型和接入需求，为边缘计算控制器开发对应的协议适配软件和业务应用软件，实现对所接入的新的智能终端设备的软件适配，这种方式在面对日益复杂多变的边缘计算应用场景时效率极为低下，不利于智能终端设备的即插即用，影响了边缘计算应用场景的部署效率。为此，本申请提出一种可编程的边缘设备自适配方法和装置，以解决上述问题。

图1是根据本申请一实施例的可编程的边缘设备自适配方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例的可编程的边缘设备自适配方法包括以下步骤：

步骤S110，边缘计算控制器接收智能终端设备的接入请求，所述接入请求携带有所述智能终端设备对应的设备协议数据。

本实施例中，边缘计算控制器应用在网络边缘的工业现场，基于边缘计算技术在边缘侧实现智能终端设备就地连接和数据运算处理的一种控制器装置。位于工业现场的智能终端设备通过接入边缘计算控制器可以实现边端协同的数据处理和端到端的协同控制。随着物联网技术的发展，工业现场的智能终端设备变得多样化，智能终端设备通常具备RS485、Ethernet、CAN等总线接口以及LoRa、蓝牙、WiFi等无线通信方式，其提供的通信协议也包括MODBUS、CAN、TCP/IP、HTTP、FTP等多种设备通信协议。

为了使边缘计算控制器支持接入多种设备协议的智能终端设备，同时能与第三方业务平台实现互联，需要提供针对边缘计算控制器的云编程环境，由开发人员针对不同的边缘计算应用和智能终端设备开发边缘计算控制器软件。边缘计算控制器的软件系统包括支撑边缘计算功能运行时环境的基础服务组件、实现不同边缘计算应用的算法组件以及支持所接入的智能终端设备的不同设备协议类型的设备协议组件。这些软件组件可以通过云编程环境进行功能块的组态化用户编程，基于轻量化的容器技术在边缘计算控制器按需安装部署。

在不同的边缘计算应用场景中，基础服务组件相对稳定，而面向不同智能终端设备的设备协议组件则变化多样。在面对不同的边缘计算业务应用需求需要新增智能终端设备的接入时，可以通过在边缘计算控制器上新增设备协议组件，然后叠加到基础服务组件上，以实现不同边缘计算应用场景的智能终端设备的动态适配。在一种实施方式中，当有新的智能终端设备接入到边缘计算控制器时，可以通过远程调试终端进行代码级远程调试，获取智能终端设备的收发数据帧，解析数据帧的字段数据，经过数据验证后，将其解析处理方式通过可编程环境封装为设备协议组件，与基础组件模块组合在一起动态链接和编译，生成可执行的软件升级文件，分发到边缘计算控制器执行安装部署。这种实施方式中，必须事先由开发人员参与设备协议的远程调试和设备协议组件的编程构建，自动化程度较低，不利于智能终端设备的即插即用和自动适配。

为了实现智能终端设备的即插即用和自动适配，在本申请实施例中，智能终端设备在接入边缘计算控制器时，在智能终端设备的接入请求中携带有所述智能终端设备对应的设备协议数据，边缘计算控制器在接收到智能终端设备的接入请求后，就可以从智能终端设备的接入请求中获得该智能终端设备对应的设备协议数据，以便边缘计算控制器和云端服务器执行后续的步骤S120-S170，完成设备协议组件的自动构建和设备适配，而无需开发人员事先进行远程调试和设备协议组件编程。

步骤S120，边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，判断本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件。如否，则在步骤S130，边缘计算控制器向云端服务器发送设备适配请求，所述设备适配请求携带所述智能终端设备对应的设备协议数据。

本实施例中，边缘计算控制器接收到智能终端设备的接入请求，并从接入请求中获得所述智能终端设备对应的设备协议数据之后，会根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断当前边缘计算控制器是否已经安装部署有所述智能终端设备对应的设备协议代码文件。该智能终端设备对应的设备协议代码文件是基于云编程环境对设备协议组件进行编译后生成的可执行代码文件。在一个实施方式中，该设备协议代码文件可以包括边缘计算控制器可执行的HEX或BIN文件。

在一个实施方式中，由于智能终端设备对应的设备协议可能具有多个协议版本，不同协议版本对应的字段定义和协议规范可能有所差异，因而为了实现对智能终端设备对应的设备协议的精准适配，避免后续边缘计算应用中对智能终端设备采集数据的解析处理异常，所述智能终端设备对应的设备协议数据中可以携带所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本。所述边缘计算控制器可以从所述智能终端设备对应的设备协议数据中获取所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，随后根据所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，来确定本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件，也就是说所述智能终端设备对应的设备协议代码文件可以针对不同的设备协议类型和协议版本来进行编译。

如果当前边缘计算控制器没有安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件，即当前边缘计算控制器不支持该智能终端设备的设备协议类型时，当前边缘计算控制器随即向云端服务器发送针对该智能终端设备的设备适配请求，在所述设备适配请求中携带所述智能终端设备对应的设备协议数据，即将所述智能终端设备对应的设备协议数据转发至云端服务器进行解析处理。

步骤S140，云端服务器响应于所述设备适配请求，根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件。如是，则在步骤S150，从所述设备协议组件库中读取所述智能终端设备对应的设备协议组件；如否，则在步骤S160，对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件，存储至所述设备协议组件库。

本实施例中，考虑到基础服务组件相对稳定、设备协议组件按需多变的情形，可以将完成接入适配的智能终端设备的设备协议组件存储于云端服务器的存储器中，构建为设备协议组件库。当在另一边缘计算应用场景中需要再次接入已适配过的智能终端设备时，由于该类智能终端设备的设备协议数据已经解析并封装为设备协议组件，在设备协议组件库中已经预先保存，则云端服务器根据设备适配请求中携带的所述智能终端设备对应的设备协议数据，可以判断设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件，如查找到设备协议组件库中存在所述智能终端设备对应的设备协议组件，可以直接从设备协议组件库中抽取此设备协议组件进行后续的编译处理，从而实现设备协议组件的代码复用，节省智能终端设备的设备协议适配的效率。

反之，如未查找到设备协议组件库中存在所述智能终端设备对应的设备协议组件，则云端服务器需要对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件，并存储至所述设备协议组件库，以便于后续应用场景中处理同类智能终端设备的接入适配时复用该设备协议组件库。本实施例中，云端服务器对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证可以通过预置的设备协议解析规则和协议规范自动化进行，无需人工调试干预。

在一个实施方式中，设备协议组件库中存储的设备协议组件可以构建为与不同的设备协议类型和协议版本对应存储。云端服务器在判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件时，可以从所述智能终端设备对应的设备协议数据中获取所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，随后根据所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，从本地存储的设备协议组件库中查询是否存在与所述设备协议类型和协议版本对应的设备协议组件。

进一步地，在一个实施方式中，所述云端服务器对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，可以从所述设备协议数据中获取数据帧，调用与所述设备协议类型和协议版本对应的解析规则，从所述数据帧中解析字段数据，并验证所述字段数据是否与所述设备协议类型和协议版本对应的协议规范相匹配。在所述字段数据与所述设备协议类型和协议版本对应的协议规范相匹配时，所述云端服务器自动生成与所述设备协议数据的数据解析方法对应的协议处理代码，将所述协议处理代码封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件。在一个实施方式中，协议处理代码可以是高级语言（如C语言）或脚本语言（如Python语言）编写的代码。在一个实施方式中，该设备协议组件可以实现为嵌入该协议处理代码的可扩展标记语言（XML）文件。在一个实施方式中，为了加强设备协议组件的代码安全性，在设备协议组件中嵌入该协议处理代码时可以先对该该协议处理代码进行代码加密处理。

步骤S170，云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

本实施例中，云端服务器在前述步骤已经获取所述智能终端设备对应的设备协议组件之后，需要将之编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件分发至所述边缘计算控制器执行安装部署，以完成对所述智能终端设备的设备协议自动适配，从而边缘计算控制器可以在具体的业务应用中实现对该智能终端设备采集的数据的解析和处理。

本申请实施例通过智能终端设备向边缘计算控制器发送携带设备协议数据的接入请求，边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，在本机没有安装部署该智能终端设备对应的设备协议代码文件时向云端服务器发送设备适配请求，将所述智能终端设备对应的设备协议数据发送给云端服务器。云端服务器可以根据本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件，在已经存在该对应的设备协议组件时直接从设备协议组件库中抽取对应的设备协议组件，或者在不存在该对应的设备协议组件时自动生成对应的设备协议组件，随后完成该设备协议组件到可执行的设备协议代码文件的编译生成，分发给对应的边缘计算控制器以执行安装部署。从而，通过云端服务器的可编程环境，一方面，可以实现对新增智能终端设备接入边缘计算控制器的设备协议自动适配，实现工业现场的智能终端设备的即插即用，提高了工业现场的智能终端设备接入边缘计算控制器的适配效率，加快边缘计算应用场景的构建部署；另一方面，也可以实现了智能终端设备的设备协议组件的代码可复用，在边缘计算控制器软件安装升级时仅需要安装部署设备协议代码文件，下载软件轻量化，占用网络流量少，降低了对网络带宽的需求。

在一个实施方式中，如图2所示，云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，可以包括以下步骤：

步骤S210，所述云端服务器从所述智能终端设备对应的设备协议组件中获取所述协议处理代码。在一个实施方式中，云端服务器可以基于云编程环境中的代码编译服务组件从所述智能终端设备对应的设备协议组件中获取所述协议处理代码。代码编译服务组件用于将设备协议组件中嵌入的协议处理代码解密后还原为高级语言代码（如C语言）或脚本语言代码（如Python语言）。

步骤S220，所述云端服务器调用自编译器对所述协议处理代码进行编译，生成目标代码文件。在一个实施方式中，云编程环境中的代码编译服务组件可以提供多种高级语言或脚本语言的自编译器，实现对协议处理代码进行编译以生成目标代码文件，如obj文件格式的目标代码文件。

步骤S230，所述云端服务器对所述目标代码文件进行加密和数字签名，生成所述可执行的设备协议代码文件。在一个实施方式中，云编程环境中的代码编译服务组件还可以提供目标代码文件的加密和数字签名服务，生成可执行的HEX或BIN文件，以确保生成的可执行的设备协议代码文件的安全性，防止设备协议代码文件被病毒软件感染和注入。

进一步地，在一个实施方式中，所述云端服务器将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署，可以通过文件传输协议（FTP）将所述可执行的设备协议代码文件下传到所述边缘计算控制器，并通知所述边缘计算控制器进行重启。所述边缘计算控制器在重启过程中，对所述设备协议代码文件进行解密和数字签名认证，确认该设备协议代码文件来源可靠，运行所述设备协议代码文件以完成所述智能终端设备的设备协议软件的安装适配。

在一个实施方式中，为提高云端服务器对设备协议组件的编译效率，云编程环境中的代码编译服务组件还可以使用服务弹性扩展技术，即云端服务器可以建立编译执行节点池和编译备用节点池。所述云端服务器在将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件时，如果所述云端服务器接收到多个边缘计算控制器发送的设备适配请求导致编译负荷高于正常水平时，可以从所述编译备用节点池抽调至少一个编译节点到所述编译执行节点池，以完成执行设备协议代码文件的编译和发送。在所述编译负荷降低至正常水平时，则将所述至少一个编译节点回归到所述编译备用节点池。从而，该实施例中不同的智能终端设备的设备协议组件的编译生成可以并发、自动地进行，进一步提高了智能终端设备的接入适配效率。

图3示例性描述了本申请一实施例的可编程的边缘设备自适配方法的处理过程。如图3所示，位于边缘侧的边缘计算控制器310-1、310-2和310-3分别通过网络连接到云端服务器320，位于工业现场的智能终端设备A 330-1和智能终端设备B 330-2分别接入边缘计算控制器310-1和边缘计算控制器310-2。首先，智能终端设备A 330-1和智能终端设备B330-2分别向所接入的边缘计算控制器310-1和边缘计算控制器310-2发送接入请求R1和R2，其中接入请求R1携带有智能终端设备A 330-1 的设备协议数据A，接入请求R2携带有智能终端设备B 330-2 的设备协议数据B。

在一个示例中，边缘计算控制器310-1从接入请求R1中获得智能终端设备A 330-1的设备协议数据A，获得该智能终端设备A 330-1的设备协议类型和协议版本之后，根据所述智能终端设备A 330-1对应的设备协议类型和协议版本，确定本机没有安装部署过所述智能终端设备A 330-1对应的设备协议代码文件A.Hex，则进一步向云端服务器320发送适配请求F1，该适配请求F1携带有设备协议数据A。云端服务器320从适配请求F1中获得设备协议数据A，根据设备协议数据A中的设备协议类型和协议版本，判断本地存储器321中的设备协议组件库323中存在所述智能终端设备A 330-1对应的设备协议组件A，直接从设备协议组件库323中抽取此设备协议组件A。随后调用云编译环境322中的代码编译服务组件编译生成可执行的设备协议代码文件A.Hex，分发给边缘计算控制器310-1执行安装部署。

在另一个示例中，边缘计算控制器310-2从接入请求R2中获得智能终端设备B330-2 的设备协议数据B，获得该智能终端设备B 330-2的设备协议类型和协议版本之后，根据所述智能终端设备B 330-2对应的设备协议类型和协议版本，确定本机没有安装部署过所述智能终端设备B 330-2对应的设备协议代码文件B.Hex，则进一步向云端服务器320发送适配请求F2，该适配请求F2携带有设备协议数据B。云端服务器320从适配请求F2中获得设备协议数据B，根据设备协议数据B中的设备协议类型和协议版本，判断本地存储器321中的设备协议组件库323中不存在所述智能终端设备B 330-2对应的设备协议组件B，则云端服务器320对设备协议数据B进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据B的数据解析方法封装为对应的设备协议组件B，并存储至所述设备协议组件库323中，随后调用云编译环境322中的代码编译服务组件编译生成可执行的设备协议代码文件B.Hex，分发给边缘计算控制器310-2执行安装部署。

图4是根据本申请另一实施例的可编程的边缘设备自适配方法的部分流程示意图。如图4所示，本申请实施例的可编程的边缘设备自适配方法在前述任一实施例基础上，还包括以下步骤：

步骤S410，云端服务器从边缘计算控制器读取设备列表，从所述设备列表获取所述边缘计算控制器所连接的一组智能终端设备分别对应的设备协议类型。

本实施例中，在某些边缘计算应用场景中，当云端服务器的设备协议组件库中的部分或全部设备协议组件库发生了版本更新时，或者边缘计算应用场景发生变化导致接入的智能终端设备发生变化时，为了保证边缘计算应用场景的顺利实施和自动适配，往往需要为边缘计算控制器更新已安装部署的设备协议代码文件，即进行边缘计算控制器的设备适配软件更新升级。本申请实施例中，边缘计算控制器的运行时环境会保存其每个端口连接的智能终端设备及其设备协议类型。因此，通过读取边缘计算控制器的设备列表，就可以获取边缘计算控制器的哪些端口连接了智能终端设备及其设备协议类型。

步骤S420，所述云端服务器根据所述一组智能终端设备分别对应的设备协议类型，从所述设备协议组件库读取所述设备协议类型对应的更新设备协议组件。

本实施例中，云端服务器通过上述从边缘计算控制器的设备列表获取的其所连接的智能终端设备的设备协议类型，可以从设备协议组件库中查找到这些设备协议类型对应的更新设备协议组件。

步骤S430，所述云端服务器将所述设备协议类型对应的更新设备协议组件编译生成可执行的设备协议代码文件，发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

本实施例中，云端服务器在获得边缘计算控制器所连接的智能终端设备分别对应的设备协议类型之后，就可以从设备协议组件库读取对应的更新设备协议组件，然后基于代码编译服务组件将所述更新设备协议组件打包编译生成为设备协议代码文件的可执行升级程序，最后发送给边缘计算控制器执行安装部署。从而，这种更新的方式可以实现对边缘计算控制器的设备适配软件的批量更新，提高设备适配软件更新升级的效率。

在一些实施方式中，为了实现大规模网络下智能终端设备的自动适配，实现对多个边缘计算控制器所需要的设备协议代码文件的编译和轻量下载，如图5所示，本申请实施例的方法在前述任一实施例基础上，还可以包括：

步骤S510，云端服务器按网络区域或者接入边缘计算控制器的数量规模创建至少一个虚拟服务器，其中所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器分别与一组边缘计算控制器相对应。本实施例中，与每个虚拟服务器对应的所述一组边缘计算控制器可以是位于一个网络区域的一组边缘计算控制器，也可以是一定数量的一组边缘计算控制器。

步骤S520，所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器接收所述一组边缘计算控制器分别发送的设备适配请求。

步骤S530，所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器分别为所述一组边缘计算控制器中的每个边缘计算控制器分配服务线程以执行所述设备适配请求的响应处理。

本实施例中，云端服务器按照网络区域或接入边缘计算控制器的数量分配虚拟服务器等硬件资源，在每个虚拟服务器上，为每个发送设备适配请求的边缘计算控制器分配服务线程，完成设备协议代码文件的编译、分发等步骤，然后远程下发到边缘计算控制器上。通过启用批量服务线程，新智能终端设备的接入可以在不同站点并发、自动的进行，实现了大规模网络下智能终端设备的自动适配，进一步提高了智能终端设备的接入适配效率。

图6是根据本申请一实施例的可编程的边缘设备自适配装置的结构示意图。如图6所示，本申请实施例的可编程的边缘设备自适配装置，包括以下模块单元：

设备接入单元610，用于边缘计算控制器接收智能终端设备的接入请求，所述接入请求携带有所述智能终端设备对应的设备协议数据。

适配请求单元620，用于边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，判断本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件；如否，则向云端服务器发送设备适配请求，所述设备适配请求携带所述智能终端设备对应的设备协议数据。

适配处理单元630，用于云端服务器响应于所述设备适配请求，根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件；如是，则从所述设备协议组件库中读取所述智能终端设备对应的设备协议组件；如否，则对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件，存储至所述设备协议组件库。

编译分发单元640，用于云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

在一个实施方式中，如图7所示，本申请实施例的适配请求单元620还可以包括以下子单元：

第一处理子单元621，用于所述边缘计算控制器从所述智能终端设备对应的设备协议数据中获取所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本。

第一判断子单元622，用于所述边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，确定本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件。

在一个实施方式中，如图8所示，本申请实施例的适配处理单元630还可以包括以下子单元：

第二处理子单元631，用于所述云端服务器从所述智能终端设备对应的设备协议数据中获取所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本。

第二判断子单元632，用于所述云端服务器根据所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，从本地存储的设备协议组件库中查询是否存在与所述设备协议类型和协议版本对应的设备协议组件。

在一个实施方式中，如图9所示，本申请实施例的编译分发单元640还可以包括以下子单元：

协议解析子单元641，用于所述云端服务器从所述设备协议数据中获取数据帧，调用与所述设备协议类型和协议版本对应的解析规则，从所述数据帧中解析字段数据，并验证所述字段数据是否与所述设备协议类型和协议版本对应的协议规范相匹配。

组件生成子单元642，用于在所述字段数据与所述设备协议类型和协议版本对应的协议规范相匹配时，所述云端服务器自动生成与所述设备协议数据的数据解析方法对应的协议处理代码，将所述协议处理代码封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件。

在一个实施方式中，如图9所示，本申请实施例的编译分发单元640还可以包括以下子单元：

代码读取子单元643，用于所述云端服务器从所述智能终端设备对应的设备协议组件中获取所述协议处理代码。

代码编译子单元644，用于所述云端服务器调用自编译器对所述协议处理代码进行编译，生成目标代码文件。

代码加密子单元645，用于所述云端服务器对所述目标代码文件进行加密和数字签名，得到所述可执行的设备协议代码文件。

在一个实施方式中，如图9所示，本申请实施例的编译分发单元640还可以包括以下子单元：

文件分发子单元646，用于所述云端服务器通过文件传输协议将所述可执行的设备协议代码文件下传到所述边缘计算控制器，并通知所述边缘计算控制器进行重启；

文件执行子单元647，用于所述边缘计算控制器在重启过程中，对所述设备协议代码文件进行解密和数字签名认证，运行所述设备协议代码文件完成所述智能终端设备的设备协议适配。

在一个实施方式中，如图10所示，本申请实施例的边缘设备自适配装置还可以包括以下单元：

设备读取单元710，用于所述云端服务器从所述边缘计算控制器读取设备列表，从所述设备列表获取所述边缘计算控制器所连接的一组智能终端设备分别对应的设备协议类型。

组件获取单元720，用于所述云端服务器根据所述一组智能终端设备分别对应的设备协议类型，从所述设备协议组件库读取所述设备协议类型对应的更新设备协议组件。

所述编译分发单元640，还用于所述云端服务器将所述设备协议类型对应的更新设备协议组件编译生成可执行的设备协议代码文件，发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

在一个实施方式中，如图11所示，本申请实施例的边缘设备自适配装置还可以包括以下单元：

虚拟服务创建单元810，用于云端服务器按网络区域或者接入边缘计算控制器的数量规模创建至少一个虚拟服务器，其中所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器分别与一组边缘计算控制器相对应。

虚拟服务接收单元820，用于所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器接收所述一组边缘计算控制器分别发送的设备适配请求。

虚拟服务处理单元830，用于所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器分别为所述一组边缘计算控制器中的每个边缘计算控制器分配服务线程，以执行所述设备适配请求的响应处理。

在一个实施方式中，如图12所示，本申请实施例的边缘设备自适配装置还可以包括以下单元：

编译节点扩展单元910，用于所述云端服务器接收到多个边缘计算控制器发送的设备适配请求导致编译负荷高于正常水平时，从所述编译备用节点池抽调至少一个编译节点到所述编译执行节点池，以完成执行设备协议代码文件的编译和发送。

编译节点回归单元920，用于在所述编译负荷降低至正常水平时，将所述至少一个编译节点回归到所述编译备用节点池。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，本申请的方法实施例所描述的不同实施方式及其说明解释和所达到的技术效果，同样适用于本申请的装置实施例中，在此不再赘述。

本申请实施例应用于边缘计算应用场景下的智能终端设备的接入适配，可以实现对新增智能终端设备接入边缘计算控制器的设备协议自动适配，实现工业现场的智能终端设备的即插即用，提高了工业现场的智能终端设备接入边缘计算控制器的适配效率；同时，也可以实现了智能终端设备的设备协议组件的代码可复用和轻量化分发，降低了对网络带宽的需求。

本申请可以通过软件、硬件或软硬件结合的方式实施。当实现为计算机软件程序时，该计算机软件程序可以安装于服务器或边缘计算控制器中被一个或多个处理器执行以实现相应功能。

进一步地，本申请实施例还可以包括一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储有程序指令，在这样的实施例中，当该计算机可读存储介质被装载在计算设备中时，该程序指令可以被一个或多个处理器执行以执行本申请任一实施例中描述的方法步骤。

进一步地，本申请的实施例还可以包括一种计算机程序产品，包括承载程序指令的计算机可读介质，在这样的实施例中，该程序指令可以被一个或多个处理器执行以执行本申请任一实施例中描述的方法步骤。

以上描述了本申请示例性的实施例，应当理解，上述示例性的实施例不是限制性的，而是说明性的，本申请的保护范围不限于此。应理解，本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以对本申请实施例进行修改和变型，这些修改和变型理应在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可编程的边缘设备自适配方法，其特征在于，包括：

边缘计算控制器接收智能终端设备的接入请求，所述接入请求携带有所述智能终端设备对应的设备协议数据；

边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，判断本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件；如否，则向云端服务器发送设备适配请求，所述设备适配请求携带所述智能终端设备对应的设备协议数据；

云端服务器响应于所述设备适配请求，根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件；如是，则从所述设备协议组件库中读取所述智能终端设备对应的设备协议组件；如否，则对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件，存储至所述设备协议组件库；

云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

2.根据权利要求1所述的边缘设备自适配方法，其特征在于，所述边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，判断本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件包括：

所述边缘计算控制器从所述智能终端设备对应的设备协议数据中获取所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本；

所述边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，确定本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件。

3.根据权利要求2所述的边缘设备自适配方法，其特征在于，所述云端服务器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件包括：

所述云端服务器从所述智能终端设备对应的设备协议数据中获取所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本；

所述云端服务器根据所述智能终端设备对应的设备协议类型和协议版本，从本地存储的设备协议组件库中查询是否存在与所述设备协议类型和协议版本对应的设备协议组件。

4.根据权利要求3所述的边缘设备自适配方法，其特征在于，所述云端服务器对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件包括：

所述云端服务器从所述设备协议数据中获取数据帧，调用与所述设备协议类型和协议版本对应的解析规则，从所述数据帧中解析字段数据，并验证所述字段数据是否与所述设备协议类型和协议版本对应的协议规范相匹配；

在所述字段数据与所述设备协议类型和协议版本对应的协议规范相匹配时，所述云端服务器自动生成与所述设备协议数据的数据解析方法对应的协议处理代码，将所述协议处理代码封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件。

5.根据权利要求4所述的边缘设备自适配方法，其特征在于，所述云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件包括：

所述云端服务器从所述智能终端设备对应的设备协议组件中获取所述协议处理代码；

所述云端服务器调用自编译器对所述协议处理代码进行编译，生成目标代码文件；

所述云端服务器对所述目标代码文件进行加密和数字签名，得到所述可执行的设备协议代码文件。

6.根据权利要求5所述的边缘设备自适配方法，其特征在于，所述云端服务器将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署包括：

所述云端服务器通过文件传输协议将所述可执行的设备协议代码文件下传到所述边缘计算控制器，并通知所述边缘计算控制器进行重启；

所述边缘计算控制器在重启过程中，对所述设备协议代码文件进行解密和数字签名认证，运行所述设备协议代码文件完成所述智能终端设备的设备协议适配。

7.根据权利要求6所述的边缘设备自适配方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述云端服务器从所述边缘计算控制器读取设备列表，从所述设备列表获取所述边缘计算控制器所连接的一组智能终端设备分别对应的设备协议类型；

所述云端服务器根据所述一组智能终端设备分别对应的设备协议类型，从所述设备协议组件库读取所述设备协议类型对应的更新设备协议组件；

所述云端服务器将所述设备协议类型对应的更新设备协议组件编译生成可执行的设备协议代码文件，发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

8.根据权利要求6-7任一项所述的边缘设备自适配方法，其特征在于，所述方法还包括：

云端服务器按网络区域或者接入边缘计算控制器的数量规模创建至少一个虚拟服务器，其中所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器分别与一组边缘计算控制器相对应；

所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器接收所述一组边缘计算控制器分别发送的设备适配请求；

所述至少一个虚拟服务器中的每个虚拟服务器分别为所述一组边缘计算控制器中的每个边缘计算控制器分配服务线程，以执行所述设备适配请求的响应处理。

9.根据权利要求8所述的边缘设备自适配方法，其特征在于，所述云端服务器包括编译执行节点池和编译备用节点池，所述云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署还包括：

所述云端服务器接收到多个边缘计算控制器发送的设备适配请求导致编译负荷高于正常水平时，从所述编译备用节点池抽调至少一个编译节点到所述编译执行节点池，以完成执行设备协议代码文件的编译和发送；

在所述编译负荷降低至正常水平时，将所述至少一个编译节点回归到所述编译备用节点池。

10.一种可编程的边缘设备自适配装置，其特征在于，包括：

设备接入单元，用于边缘计算控制器接收智能终端设备的接入请求，所述接入请求携带有所述智能终端设备对应的设备协议数据；

适配请求单元，用于边缘计算控制器根据所述智能终端设备对应的设备协议数据，判断本机是否已经安装部署所述智能终端设备对应的设备协议代码文件；如否，则向云端服务器发送设备适配请求，所述设备适配请求携带所述智能终端设备对应的设备协议数据；

适配处理单元，用于云端服务器响应于所述设备适配请求，根据所述智能终端设备对应的设备协议数据判断本地存储的设备协议组件库中是否存在所述智能终端设备对应的设备协议组件；如是，则从所述设备协议组件库中读取所述智能终端设备对应的设备协议组件；如否，则对所述智能终端设备对应的设备协议数据进行解析和验证，并在验证通过后将所述设备协议数据的数据解析方法封装为所述智能终端设备对应的设备协议组件，存储至所述设备协议组件库；

编译分发单元，用于云端服务器将所述智能终端设备对应的设备协议组件编译为可执行的设备协议代码文件，并将所述设备协议代码文件发送给所述边缘计算控制器执行安装部署。

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