CN114513529A - 一种小型的数据处理边缘计算平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型的数据处理边缘计算平台，所述边缘应用模块和边缘计算模块之间通过边缘节点模块进行连接，所述敏感数据加密模块与边缘计算模块进行连接，且敏感数据加密模块与边缘计算模块均与传输协议模块连接，敏感数据加密模块与边缘计算模块通过传输协议模块与云端管理模块连接，本发明通过边缘计算模块能够在对边端信息数据进行处理时，对获取的边端信息数据进行清洗过滤、分类处理、计算分析和打包处理，通过对边端信息数据进行多步不同方式的有效处理，能够最大程度上减轻云端存储的负荷，将需求在边缘端解决，减少了上传至后端系统如云数据中心的数据量，并降低了传输成本。

Description

一种小型的数据处理边缘计算平台
技术领域
本发明涉及边缘计算技术领域，具体为一种小型的数据处理边缘计算平台。
背景技术
边缘计算，是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务，其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求，边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端，而云端计算，仍然可以访问边缘计算的历史数据，边缘计算系统是一个分布式系统范例，在具体实现过程中需要将其落地到一个计算平台上，各个边缘平台之间如何相互协作提高效率，如何实现资源的最大利用率，对设计边缘计算平台、系统和接口带来挑战；
目前在边缘计算的环境下，不同边端设备所传输的数据具有异构性且数据量较大，且边端数据的种类具有多样性的特点，因此对于计算任务的管理具有较大的复杂性，缺少对边端设备传输的数据信息进行有效处理的功能，从而无法保证边缘计算平台获取的数据有效性，也无法将资源利用进行最大化，抑制了边缘计算平台的有效发展。
发明内容
本发明提供一种小型的数据处理边缘计算平台，可以有效解决上述背景技术中提出目前在边缘计算的环境下，不同边端设备所传输的数据具有异构性且数据量较大，且边端数据的种类具有多样性的特点，因此对于计算任务的管理具有较大的复杂性，缺少对边端设备传输的数据信息进行有效处理的功能，从而无法保证边缘计算平台获取的数据有效性，也无法将资源利用进行最大化，抑制了边缘计算平台的有效发展的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小型的数据处理边缘计算平台，包括边缘应用模块、边缘节点模块、边缘计算模块、敏感数据加密模块、主动执行模块、传输协议模块和云端管理模块；
所述边缘应用模块和边缘计算模块之间通过边缘节点模块进行连接，所述敏感数据加密模块与边缘计算模块进行连接，且敏感数据加密模块与边缘计算模块均与传输协议模块连接，敏感数据加密模块与边缘计算模块通过传输协议模块与云端管理模块连接。
根据上述技术方案，所述边缘应用模块主要是指远程边端安装的边端联网设备，主要包括监控视频、智能电箱、智能照明和温度监控；
所述监控视频是指通过视频监控设备在远程边端进行视频监控，其中视频监控设备获取的监控视频包括普通监控视频和敏感监控视频；
所述智能电箱是指在远程边端安装的智能配电设备，为远程边端设备的运行进行电力供应，同时将电力数据信息进行存储；
所述智能照明是指在远程边端安装的智能照明设备，通过智能照明设备对指定位置进行照明，其中智能照明包括照明时间的控制，以及通过光亮传感器来自动控制智能照明设备的开关运行；
所述温度监控是指在远程边端安装的温度监控设备，通过温度监控设备在远程边端对指定区域内的实时温度进行监控，并通过温度传感器来对温控设备进行开关控制，实现对指定区域进行自动控温。
根据上述技术方案，所述边缘节点模块为智能物联网一体机，智能物联网一体机主要用于接收边端联网设备发送的边端信息数据，且智能物联网一体机分布有多个，且多个智能物联网一体机分别与对应边缘区域内安装的边端联网设备进行网络连接；
所述边端联网设备发送的边端信息数据包括监控视频发送的视频监控信息，智能电箱发送的电力供应信息，智能照明发送的智能照明信息和温度监控发送的温度调控信息。
根据上述技术方案，所述边缘节点模块在接收到边端联网设备发送的边端信息数据后，通过边缘节点模块将边端信息数据输送至边缘计算模块，边缘节点模块接收到边端信息数据后，对边端信息数据进行处理。
根据上述技术方案，所述边缘计算模块在对边端信息数据进行处理时，具体包括对获取的边端信息数据进行清洗过滤、分类处理、计算分析和打包处理。
根据上述技术方案，所述清洗过滤是指对获取的边端信息数据进行删除式的处理，在具体处理过程中，具体包括将监控视频发送的监控视频信息中一些静止或无用的视频画面进行删除，从而使有用的监控视频信息传输到边缘节点模块，将智能电箱发送的电力供应信息中一些时间界限较远的数据信息，以及历史存储的停用设备的电力供应信息和检修维护中的设备电力供应信息进行筛除，使有效使用的电力设备的电力供应信息进行传输，将智能照明发送的智能照明信息中一些因故障损坏照明设备的智能照明信息和一些历史存储的智能照明信息进行删除，将温度监控发送的温度调控信息中的一些历史存储的温度调控信息进行删除。
根据上述技术方案，所述分类处理是指边端信息数据在经过清洗过滤处理后，对处理后的边端信息数据进行分类处理，具体按照边缘应用模块的设备类型来将边端信息数据分为监控视频、智能电箱、智能照明和温度监控四大类，并且在每一大类内将不同设备类型发送的边端信息数据按照数据类型来进行再次分类处理，具体是指将边端信息数据依照文字、图像、声音和视频的类别来进行再次处理；
所述计算分析是指在边端信息数据经过分类处理后，将分类后各个不同类别中存在的数据信息进行计算分析；
所述打包处理是指边端信息数据在经过计算分析后，将边端信息数据分析计算后的结果数据进行打包。
根据上述技术方案，所述敏感数据加密模块是指边缘应用模块在通过视频监控设备在远程边端获取到敏感监控视频后，边缘节点模块将敏感监控视频信息直接传输到敏感数据加密模块内，通过敏感数据加密模块来对该敏感监控视频信息进行数据加密处理，同时将敏感监控视频信息进行安全存储。
根据上述技术方案，所述主动执行模块是指边缘应用模块中边端联网设备的智能照明部分在光亮传感器监测到照明区域内的光线亮度低于预定值时，通过主动执行模块来短程控制智能照明，实现自动启动智能照明来进行照明供应，在温度监控部分的温度传感器监测到指定区域内的实时温度低于预定值时，通过主动执行模块来短程控制温控设备，通过短程控制温度。
根据上述技术方案，所述传输协议模块主要用于将边缘计算模块处理后的终端信息以无线传输的方式传输在云端管理模块内，同时通过传输协议模块来将敏感数据加密模块内安全存储的敏感数据信息以协议加密传输的方式建立单独的传输链路传输至云端管理模块内；
所述传输协议模块与云端管理模块之间主要通过基于路由器、开关、机顶盒、代理服务器、基站的方式来建立通信连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、通过边缘计算模块能够在对边端信息数据进行处理时，对获取的边端信息数据进行清洗过滤、分类处理、计算分析和打包处理，通过对边端信息数据进行多步不同方式的有效处理，能够最大程度上减轻云端存储的负荷，将需求在边缘端解决，减少了上传至后端系统如云数据中心的数据量，并降低了传输成本；
同时，通过对边端信息数据进行处理，方便根据不同的数据类型来对处理后的边端信息数据进行分类，从而使得不同类型的边端信息数据能够对应的分入到不同的类别内，使得后续云端管理模块在对边端信息数据进行提取时，只需按照边端信息数据的类别来进行便捷快速的提取处理，从而降低了后续数据提取时的响应时间，便于后续对数据的利用，同时通过在边端实现对数据的处理和分类，使得后续在云端管理时更加便捷，进一步降低了后续云端对数据管理的负担，同时也保证了传输到云端数据的有效性。
2、通过敏感数据加密模块方便对敏感监控视频信息进行数据加密处理，同时将敏感监控视频信息进行安全存储，以此来使敏感的数据信息能够及时的对其进行加密保护，同时通过传输协议模块来将敏感数据加密模块内安全存储的敏感数据信息以协议加密传输的方式建立单独的传输链路传输至云端管理模块内，实现了以单独传输链路的方式来加密传输，进一步保证了该加密敏感信息传输时的安全性，从而防止加密信息数据的泄露，保证信息安全。
3、通过主动执行模块是能够在边端设备获取到边端信息数据处于非正常值时，同时主动执行模块在边端即可实现短程的控制，从而使得边端设备在获取到异常信息数据时可及时的进行有效控制，通过以边端短程的控制方式实现主动执行，替代了传统通过信息传输在结合云端分析，最后通过云端到边端控制的方式，缩短了控制信息的传播路程，提高了控制信息的响应速度，以便及时有效的进行调控。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明边缘计算平台的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种小型的数据处理边缘计算平台，包括边缘应用模块、边缘节点模块、边缘计算模块、敏感数据加密模块、主动执行模块、传输协议模块和云端管理模块；
边缘应用模块和边缘计算模块之间通过边缘节点模块进行连接，敏感数据加密模块与边缘计算模块进行连接，且敏感数据加密模块与边缘计算模块均与传输协议模块连接，敏感数据加密模块与边缘计算模块通过传输协议模块与云端管理模块连接。
基于上述技术方案，边缘应用模块主要是指远程边端安装的边端联网设备，主要包括监控视频、智能电箱、智能照明和温度监控；
监控视频是指通过视频监控设备在远程边端进行视频监控，其中视频监控设备获取的监控视频包括普通监控视频和敏感监控视频；
智能电箱是指在远程边端安装的智能配电设备，为远程边端设备的运行进行电力供应，同时将电力数据信息进行存储；
智能照明是指在远程边端安装的智能照明设备，通过智能照明设备对指定位置进行照明，其中智能照明包括照明时间的控制，以及通过光亮传感器来自动控制智能照明设备的开关运行；
温度监控是指在远程边端安装的温度监控设备，通过温度监控设备在远程边端对指定区域内的实时温度进行监控，并通过温度传感器来对温控设备进行开关控制，实现对指定区域进行自动控温。
基于上述技术方案，边缘节点模块为智能物联网一体机，智能物联网一体机主要用于接收边端联网设备发送的边端信息数据，且智能物联网一体机分布有多个，且多个智能物联网一体机分别与对应边缘区域内安装的边端联网设备进行网络连接；
边端联网设备发送的边端信息数据包括监控视频发送的视频监控信息，智能电箱发送的电力供应信息，智能照明发送的智能照明信息和温度监控发送的温度调控信息。
基于上述技术方案，边缘节点模块在接收到边端联网设备发送的边端信息数据后，通过边缘节点模块将边端信息数据输送至边缘计算模块，边缘节点模块接收到边端信息数据后，对边端信息数据进行处理。
基于上述技术方案，边缘计算模块在对边端信息数据进行处理时，具体包括对获取的边端信息数据进行清洗过滤、分类处理、计算分析和打包处理。
基于上述技术方案，清洗过滤是指对获取的边端信息数据进行删除式的处理，在具体处理过程中，具体包括将监控视频发送的监控视频信息中一些静止或无用的视频画面进行删除，从而使有用的监控视频信息传输到边缘节点模块，将智能电箱发送的电力供应信息中一些时间界限较远的数据信息，以及历史存储的停用设备的电力供应信息和检修维护中的设备电力供应信息进行筛除，使有效使用的电力设备的电力供应信息进行传输，将智能照明发送的智能照明信息中一些因故障损坏照明设备的智能照明信息和一些历史存储的智能照明信息进行删除，将温度监控发送的温度调控信息中的一些历史存储的温度调控信息进行删除。
基于上述技术方案，分类处理是指边端信息数据在经过清洗过滤处理后，对处理后的边端信息数据进行分类处理，具体按照边缘应用模块的设备类型来将边端信息数据分为监控视频、智能电箱、智能照明和温度监控四大类，并且在每一大类内将不同设备类型发送的边端信息数据按照数据类型来进行再次分类处理，具体是指将边端信息数据依照文字、图像、声音和视频的类别来进行再次处理；
计算分析是指在边端信息数据经过分类处理后，将分类后各个不同类别中存在的数据信息进行计算分析，降低数据传输宽带的负载，向云端提供更好的资源管理和分配；
打包处理是指边端信息数据在经过计算分析后，将边端信息数据分析计算后的结果数据进行打包，降低结果数据的量，减少宽带浪费，节省传输时间。
基于上述技术方案，敏感数据加密模块是指边缘应用模块在通过视频监控设备在远程边端获取到敏感监控视频后，边缘节点模块将敏感监控视频信息直接传输到敏感数据加密模块内，通过敏感数据加密模块来对该敏感监控视频信息进行数据加密处理，同时将敏感监控视频信息进行安全存储。
基于上述技术方案，主动执行模块是指边缘应用模块中边端联网设备的智能照明部分在光亮传感器监测到照明区域内的光线亮度低于预定值时，通过主动执行模块来短程控制智能照明，实现自动启动智能照明来进行照明供应，在温度监控部分的温度传感器监测到指定区域内的实时温度低于预定值时，通过主动执行模块来短程控制温控设备，通过短程控制温度。
基于上述技术方案，传输协议模块主要用于将边缘计算模块处理后的终端信息以无线传输的方式传输在云端管理模块内，同时通过传输协议模块来将敏感数据加密模块内安全存储的敏感数据信息以协议加密传输的方式建立单独的传输链路传输至云端管理模块内；
传输协议模块与云端管理模块之间主要通过基于路由器、开关、机顶盒、代理服务器、基站的方式来建立通信连接。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：包括边缘应用模块、边缘节点模块、边缘计算模块、敏感数据加密模块、主动执行模块、传输协议模块和云端管理模块；
所述边缘应用模块和边缘计算模块之间通过边缘节点模块进行连接，所述敏感数据加密模块与边缘计算模块进行连接，且敏感数据加密模块与边缘计算模块均与传输协议模块连接，敏感数据加密模块与边缘计算模块通过传输协议模块与云端管理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述边缘应用模块主要是指远程边端安装的边端联网设备，主要包括监控视频、智能电箱、智能照明和温度监控；
所述监控视频是指通过视频监控设备在远程边端进行视频监控，其中视频监控设备获取的监控视频包括普通监控视频和敏感监控视频；
所述智能电箱是指在远程边端安装的智能配电设备，为远程边端设备的运行进行电力供应，同时将电力数据信息进行存储；
所述智能照明是指在远程边端安装的智能照明设备，通过智能照明设备对指定位置进行照明，其中智能照明包括照明时间的控制，以及通过光亮传感器来自动控制智能照明设备的开关运行；
所述温度监控是指在远程边端安装的温度监控设备，通过温度监控设备在远程边端对指定区域内的实时温度进行监控，并通过温度传感器来对温控设备进行开关控制，实现对指定区域进行自动控温。
3.根据权利要求1所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述边缘节点模块为智能物联网一体机，智能物联网一体机主要用于接收边端联网设备发送的边端信息数据，且智能物联网一体机分布有多个，且多个智能物联网一体机分别与对应边缘区域内安装的边端联网设备进行网络连接；
所述边端联网设备发送的边端信息数据包括监控视频发送的视频监控信息，智能电箱发送的电力供应信息，智能照明发送的智能照明信息和温度监控发送的温度调控信息。
4.根据权利要求3所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述边缘节点模块在接收到边端联网设备发送的边端信息数据后，通过边缘节点模块将边端信息数据输送至边缘计算模块，边缘节点模块接收到边端信息数据后，对边端信息数据进行处理。
5.根据权利要求4所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述边缘计算模块在对边端信息数据进行处理时，具体包括对获取的边端信息数据进行清洗过滤、分类处理、计算分析和打包处理。
6.根据权利要求5所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述清洗过滤是指对获取的边端信息数据进行删除式的处理，在具体处理过程中，具体包括将监控视频发送的监控视频信息中一些静止或无用的视频画面进行删除，从而使有用的监控视频信息传输到边缘节点模块，将智能电箱发送的电力供应信息中一些时间界限较远的数据信息，以及历史存储的停用设备的电力供应信息和检修维护中的设备电力供应信息进行筛除，使有效使用的电力设备的电力供应信息进行传输，将智能照明发送的智能照明信息中一些因故障损坏照明设备的智能照明信息和一些历史存储的智能照明信息进行删除，将温度监控发送的温度调控信息中的一些历史存储的温度调控信息进行删除。
7.根据权利要求5所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述分类处理是指边端信息数据在经过清洗过滤处理后，对处理后的边端信息数据进行分类处理，具体按照边缘应用模块的设备类型来将边端信息数据分为监控视频、智能电箱、智能照明和温度监控四大类，并且在每一大类内将不同设备类型发送的边端信息数据按照数据类型来进行再次分类处理，具体是指将边端信息数据依照文字、图像、声音和视频的类别来进行再次处理；
所述计算分析是指在边端信息数据经过分类处理后，将分类后各个不同类别中存在的数据信息进行计算分析；
所述打包处理是指边端信息数据在经过计算分析后，将边端信息数据分析计算后的结果数据进行打包。
8.根据权利要求2所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述敏感数据加密模块是指边缘应用模块在通过视频监控设备在远程边端获取到敏感监控视频后，边缘节点模块将敏感监控视频信息直接传输到敏感数据加密模块内，通过敏感数据加密模块来对该敏感监控视频信息进行数据加密处理，同时将敏感监控视频信息进行安全存储。
9.根据权利要求2所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述主动执行模块是指边缘应用模块中边端联网设备的智能照明部分在光亮传感器监测到照明区域内的光线亮度低于预定值时，通过主动执行模块来短程控制智能照明，实现自动启动智能照明来进行照明供应，在温度监控部分的温度传感器监测到指定区域内的实时温度低于预定值时，通过主动执行模块来短程控制温控设备，通过短程控制温度。
10.根据权利要求8所述的一种小型的数据处理边缘计算平台，其特征在于：所述传输协议模块主要用于将边缘计算模块处理后的终端信息以无线传输的方式传输在云端管理模块内，同时通过传输协议模块来将敏感数据加密模块内安全存储的敏感数据信息以协议加密传输的方式建立单独的传输链路传输至云端管理模块内；
所述传输协议模块与云端管理模块之间主要通过基于路由器、开关、机顶盒、代理服务器、基站的方式来建立通信连接。
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CN115086315A (zh) * 2022-06-08 2022-09-20 徐州医科大学 基于图像敏感度识别的云边协同安全认证方法及系统

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