CN115333914A - 一种基于边缘计算的数据管理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于边缘计算的数据管理系统和方法，系统包括边缘设备和云端管理平台，还包括：网管单元，设置在边缘设备上，网管单元上设置有网络接口和网管存储介质，网络接口用于在边缘设备和云端管理平台之间建立网络通道，网管存储介质用于通过网络通道接收并存储来自云端管理平台的管理报文；主控单元，设置在边缘设备上，主控单元和网管单元之间设置有交互通道，以通过交互通道在主控单元与网管单元之间进行数据交互和数据同步。本申请采用低成本、小体积的独立MCU网管板，MCU网管板上带有存储介质，可实现CPU主控板的文件的安全可靠备份；确保了升级的数据存储可靠性；使边缘计算设备的使用更加灵活和直观。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的数据管理系统和方法。
背景技术
边缘计算设备指用于实现物联网数据采集、数据传输、远程控制的通信终端，具有丰富的数据采集协议、云平台通信协议等功能。相对于云计算把软硬件资源都集中部署在远离用户的大型数据中心，边缘计算就是将计算资源就近放置在更靠近用户或设备的“边缘”，从而减少延迟和带宽消耗，提供靠近数据源的实时处理。
边缘计算设备因其小体积、低功耗、低成本等特点被广泛应用于智慧工业、智慧楼宇、智慧交通、智慧生产等各领域。且基于上述特点，边缘计算设备广泛采用单处理器、单存储实现方案，因此存在对处理器的强依赖、数据存储可靠性差的缺点。在边缘计算设备中，目前市面上主流的OTA升级策略基本是基于复杂升级算法、或在边缘设备的主控板上增加主备存储分区等方式，虽然提高了数据可靠性，但也增加了应用程序实现复杂度。再者就是主备存储分区的方法实施在同一个主控板上，受同一套供电电路控制，因此当CPU主控载板供电异常时，会导致所有的存储分区都无法使用，也就无法实现在CPU不工作的情况下进行程序更新的需求。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出了一种基于边缘计算的数据管理系统，包括边缘设备和云端管理平台，还包括：网管单元，设置在所述边缘设备上，所述网管单元上设置有网络接口和网管存储介质，所述网络接口用于在所述边缘设备和所述云端管理平台之间建立网络通道，所述网管存储介质用于通过所述网络通道接收并存储来自所述云端管理平台的管理报文；主控单元，设置在所述边缘设备上，所述主控单元和所述网管单元之间设置有交互通道，以通过所述交互通道在所述主控单元与所述网管单元之间进行数据交互和数据同步。
在一个示例中，所述网管存储介质还用于对所述管理报文进行解析处理，以生成管理指令和生效策略。
在一个示例中，还包括：主控存储介质，设置在所述主控单元上，与所述网管存储介质通过所述交互通道连接，用于接收所述网管存储介质的所述管理指令和所述生效策略，并根据所述管理指令和所述生效策略对所述主控单元进行配置。
在一个示例中，还包括：电源管理模块，设置在所述主控单元上，所述电源管理模块与所述网管单元连接，用于接收所述网管单元的开关机指令，并根据所述开关机指令为所述主控单元供电或停电。
在一个示例中，还包括：LED模块，设置在所述网管单元上，用于显示所述边缘设备的工作状态。
在一个示例中，所述网络通道还用于将所述网管单元的报文发送至所述云端管理平台。
另一方面，本申请还提出了一种基于边缘计算的数据管理方法，应用在上述任意一个示例所述的系统中，所述方法包括：确定边缘设备的网管单元，通过所述网管单元的网络接口在所述边缘设备和云端管理平台之间建立网管通道，并通过所述网管通道从所述云端管理平台获取管理报文；确定所述网管单元内部的应用程序，通过所述应用程序对所述管理报文进行解析和校验处理，生成管理指令和生效策略，并将处理后的所述管理报文发送至所述网管单元的网管存储介质；确定所述边缘设备的主控单元，并确定所述主控单元与所述网管单元之间的交互通道；通过所述交互通道将所述网管存储介质中的所述管理报文发送至所述主控单元的主控存储介质，以通过所述主控单元根据所述管理报文对所述主控单元进行配置。
在一个示例中，确定所述主控单元与所述网管单元之间的交互通道之后，所述方法还包括：确定所述主控单元的运行状态；若所述主控单元的所述运行状态为正常状态，则通过所述交互通道将所述管理报文发送至所述主控单元，并通过所述交互通道将所述主控单元生成的响应报文发送至所述网管单元；若所述主控单元的所述运行状态为异常状态，则通过所述网管单元确定告警报文，并通过所述网管通道将所述告警报文发送至所述云端管理平台。
在一个示例中，所述方法还包括：若所述主控单元的所述运行状态为正常状态，则通过所述交互通道使所述网管单元接收所述主控单元的业务信息，以使所述网管单元将所述业务信息进行处理和封装，得到反馈报文，并将所述反馈报文发送至所述云端管理平台；通过所述交互通道将所述主控单元的指示指令发送至所述网管单元，以根据所述指示指令对所述网管单元上的LED模块进行控制。
在一个示例中，所述方法还包括：通过所述网管通道获取所述云端管理平台的开关机指令，根据所述开关机指令通过所述网管单元对所述主控单元的电源管理模块进行控制，以通过所述电源管理模块将所述主控单元开机或关机；通过所述网管单元确定定时任务，并对所述定时任务进行解析，得到定时指令，其中，所述定时任务包括本地定时任务和云端定时任务；根据所述定时指令通过所述网管单元对所述主控单元的电源管理模块进行控制，以通过所述电源管理模块将所述主控单元定时开机或定时关机。
本申请采用低成本、小体积的独立MCU网管板，MCU网管板上带有存储介质，用于存储CPU主控板的关键配置文件、数据和系统固件等；可实现CPU主控板的文件的安全可靠备份；同时在边缘计算网关设备的OTA升级流程中，OTA的升级版本可以存放到完全分离的两块单板上，确保了升级的数据存储可靠性；同时MCU网管板上带有LED指示灯，可用于边缘计算设备的工作运行状态指示，使边缘计算设备的使用更加灵活和直观。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例中一种基于边缘计算的数据管理系统的示意图；
图2为本申请实施例中一种基于边缘计算的数据管理方法的示意图；
图3为本申请实施例中一种基于边缘计算的数据管理设备的示意图。
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，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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做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。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
传统单处理器边缘计算设备由于只存在一个处理器，在处理器异常情况下无法与云端管理平台建立网络链路，因此也就无法实现远程控制、远程更新等管理功能；在单处理器设备中配置数据、系统固件等存储在单个存储介质中，因此在配置写入失败、误删除、写入错误等情况下会直接影响边缘计算设备的使用。目前市面上的边缘设备具有体积小、低功耗、低成本等特点。边缘计算设备尺寸一般约为100*90*50，为了追求小型化、轻量化，便携性等指标，就很难有足够的空间安装额外的网络管理载板；边缘计算设备功耗较低，可以做到低于5W，且有些边缘计算设备支持电池供电，所以对于功耗节能要求较高，且由于边缘计算设备普遍存在散热性能差等问题，因此很难在追求低功耗的同时，增加额外的网络管理载板；边缘计算设备市场需求量大，生产厂家众多，市场竞争强，企业为了获得更大的市场，通常采用低成本解决方案。传统解决方案为在服务器上支持的带外网管接口，其体现形式为Console、远程连接到系统之后执行Shell指令。该形式能够获取到的带外网管功能技术基本都是应用在数据中心、汇聚交换机、游戏服务器等机房设备，且由于机房设备处于网络的核心位置，承载核心业务，所以对于功能稳定性、可维护性等要求非常高；同时由于边缘计算设备的低功耗、低成本、单一功能等特点，在机房设备中采用的带外网管方案并不适用与边缘计算设备。
由于不带有带外网管功能的边缘计算设备，管理报文和业务报文藕合在同一传输通道上，如果要提取云端管理平台下发的管理报文，则需要执行复杂的路由策略配置，增加处理复杂度、主机性能开销、报文解析处理复杂度等缺点。同时边缘设备与云端管理平台间交互的业务数据量非常大，由于网络抖动、网络时延、网络堵塞等网络质量较差的情况下，会导致网络丢包严重，云端管理平台下发的管理报文不能正确执行等现象。因此，如图1所示，本申请边缘设备设置有微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)网管板，即网管单元。该网管单元由MCU作为主要控制，内置应用程序。该内置应用程序可以实现与云端管理平台的通信，具体功能包括：(1)可以支持设备运行状态、环境信息等的采集和主动上报云端管理平台，以支持网管管理功能。(2)可以支持处理云端下发的指令，如远程SSH、开机、关机、状态查询等。(3)可以支持接收云端下发的任务调度策略，转换成本地的定时任务并执行。
MCU网管板上带有存储介质，可用于存储或备份主控CPU的配置文件、固件文件等。CPU主控板带有存储介质，用于CPU启动默认参数加载配置分区；传统不带网管板的边缘计算设备只有CPU主控板上的存储介质，在实际使用过程中会存在如下几点问题：1)在CPU没有工作的情况下无法完成云端配置更新。2)在CPU主控板上存储介质中数据错误、丢失等情况下，边缘计算设备无法正确启动业务流程。3)对于远程升级(OTA)的可靠性要求非常高，OTA升级算法实现复杂度高。
如图1所示，网管单元上设置有网络接口，网管单元与云端管理平台之间通过网络接口建立连接，使边缘计算设备与云端管理平台之间形成网络通道，从而通过网络通道将云端管理平台的指令管理报文发送至边缘设备，管理报文网络通道内承载的都是管理类的业务报文，并将边缘设备的一系列报文发送至云端管理平台，例如，向云端管理平台发送反馈报文、告警报文等。此外，网管单元上还设置有存储介质(在此称为网管存储介质)，该网管存储介质为MCU网管单元上接收到云端管理平台下发的配置更新、固件升级等指令的处理流程。如图1所示，以固件升级为例，云端管理平台通过网络通道下发固件更新指令，MCU网管板接收到指令后，由应用程序完成协议解析、并执行指令对应的处理动作，启动固件下载流程。MCU网管板将接收到的固件报文内容写入到MCU网管板内置存储分区，即网管存储介质，MCU网管板接收固件升级完成之后，进行固件完整性检查，如果校验失败，则通过网络通道上报固件升级失败原因。应用程序如果配置有其他的重新更新的策略，则会重新触发本流程。如果MCU对下载的固件校验通过，MCU网管板经过网络通道向云端管理平台上报固件升级成功的应答报文。MCU网管板基于固件升级生效策略将固件内容从MCU网管板存储分区更新到CPU主控板的存储分区，即主控存储介质；该升级策略包括立即生效、重启生效等。如果配置为立即生效，则MCU网管板在与主控板完成数据同步之后，会通过网管单元与主控单元之间的通信总线给CPU主控板发送“重启”指令，CPU主控板在完成重启之后从网管存储分区中加载最新固件；如果更新策略为重启生效，CPU主控板不会立即加载网管存储分区的固件内容，而是在下次CPU主控板上电启动时进入启动流程。采用低成本的独立MCU网管板，将带外网管功能应用于边缘计算设备，可以保证云端管理平台能够稳定，可靠地监控、管理边缘计算设备。管理报文承载的带外网络管理信道，与用户业务报文解耦，可避免业务量大导致的丢包问题。且带外网络管理信道只承载与云端管理平台的管理报文，因此报文解析处理量非常小，既能降级主机性能开销、又能提高管理报文处理能力。
边缘设备还设置有中央处理器(Central Processing Unit，CPU)主控板，即主控单元。该主控单元与网管单元之间设置有交互通道，该交互通道采用I2C/SPI/UART等主从通讯总线，通过该交互通道为主控单元与网管单元之间进行信息交互。将MCU网管板与CPU主控板分离，通过I2C/SPI/UART等通信协议进行交互，具有安装方便、按需安装、使用灵活、稳定可靠等优点，可以根据实际业务需求选择性安装MCU网管板，使得主控板具有很强的兼容性。通过在MCU应用程序和CPU应用程序间定义通讯协议，经过交互通道进行数据同步。MCU网管板上通过硬件方式可以直接读写CPU主控板上的存储空间。MCU网管板作为通讯总线的从端，在主控系统没有就绪的情况下，通讯总线交互失败，MCU网管板就可以判断出当前主控系统的运行健康状态；如果通讯总线交互失败，则MCU可以基于网络通道给云端管理平台上报“主控系统异常”的告警报文。在MCU网管板与CPU主控板通讯正常的情况下，云端管理平台下发的管理报文经发送到CPU主控板，CPU处理器的应用程序完成管理指令逻辑处理之后，再经由MCU网管板向云端管理平台发送响应报文。在MCU网管板与CPU主控板通讯正常的情况下，MCU网管板可以接收CPU主控板发送的信息，如CPU主控板将业务状态、告警状态等信息发送到MCU网管板，然后网管板进行数据处理、协议封装等，然后通过网络通道上报云端管理平台。在MCU网管板与CPU主控板通讯正常的情况下，CPU主控板通过交互通道将设备指示状态如告警灯、WIFI运行灯等LED控制指令发送给MCU网管板，然后MCU网管板通过LED模块进行对应的LED指示状态控制。
在一个实施例中，主控单元上设置有存储介质(在此称为主控存储介质)。该主控存储介质与网管存储介质通过交互通道连接，用于接收网管存储介质的管理指令和生效策略，并根据管理指令和生效策略对主控单元进行配置。如图1所示，CPU主控板执行开机动作时固件、应用程序、关键配置加载等功能。CPU主控板的CPU处理器在程序启动阶段，从主控存储空间加载程序及配置文件。CPU处理器对加载的文件内容进行校验，并尝试使用主控存储介质的数据启动应用程序。如果应用程序启动成功，则正常启动业务流程，并建立MCU网管板与CPU主控板的通信通道。如果应用程序启动失败，则从MCU存储空间主控区加载恢复全部配置信息，然后执行程序重启流程上述升级管理的作用。
在一个实施例中，主控单元上还设置有电源管理模块，电源管理模块与网管单元连接，用于接收网管单元的开关机指令，并根据开关机指令为主控单元供电或停电。电源管理模块控制CPU主控板上执行“开机”、“关机”的流程；该开关机流程触发的方式可以为：CPU主控板接通电源开关的时候触发；由MCU网管板控制CPU主控板的供电电路开关时触发。
在一个实施例中，网管单元上还设置有LED模块为MCU网管板控制LED灯控程序的处理流程。MCU网管板通过检测外置硬件工作状态，控制LED的指示状态。MCU执行固件下载、配置更新等过程中，可以由MCU应用程序控制LED的显示状态；CPU主控板上运行的应用程序可以根据业务告警状态、SSD、Wifi等运行状态，经过交互通道发送给MCU应用程序，然后由MCU应用程序控制LED的显示状态。
在一个实施例中，MCU网管板网管存储分区的数据可以同步到云端管理平台实现异地/云端备份。云端管理平台通过网络通道给MCU网管板下发远程配置备份指令。MCU主控板对接收的报文进行解析、处理之后，读取主管存储介质的全部数据，然后对数据进行报文封装。MCU主控板经由网络通道将网管存储介质的数据上传到云端管理平台。MCU网管板接收到远程控制命令后，可以迫使主控存储介质数据从网管存储介质恢复。云端管理平台通过网络通道给MCU下发远程配置恢复指令。MCU主控板对接收的报文进行解析、处理之后，将网管存储介质的数据同步到CPU的存储空间主控存储介质。MCU主控板对数据同步的执行结果封装成响应报文，经由网络通道上报云端管理平台。
本申请采用低成本、小体积的独立MCU网管板，MCU网管板上带有存储介质，用于存储CPU主控板的关键配置文件、数据和系统固件等。可实现CPU主控板的文件的安全可靠备份；同时在边缘计算网关设备的OTA升级流程中，OTA的升级版本可以存放到完全分离的两块单板上，确保了升级的数据存储可靠性；同时MCU网管板上带有LED指示灯，可用于边缘计算设备的工作运行状态指示。本申请提出的基于边缘计算的数据管理系统可以得到以下效果：1)通过独立的MCU网管板可以在主控系统异常、业务信道异常的情况，继续上报设备状态，便于从云端管理平台精准的反应设备真实状态；并可提供远程SSH访问的能力，使运维人员快速、便捷的远程问题诊断，减少运维成本，提供故障解决效率。2)通过在MCU网管板上增加存储介质，用于保存云端管理平台下发的配置信息、以及CPU主机系统升级的固件等信息；CPU主控板与MCU网管板周期性和实时的进行数据同步，可以确保在CPU主控板故障的情况下，CPU主控板能够从MCU网管板的存储分区恢复全部配置和数据，有效的提高了边缘计算设备的数据安全性、可靠性。3)通过MCU网管板上的LED指示灯，可用于指示当前边缘计算设备的工作状态、告警状态等，便于现场工作人员直观的了解设备运行情况。
如图2所示，本申请实施例还提供的一种基于边缘计算的数据管理方法，应用在上述任意一个实施例所述的系统中，该系统包括边缘设备和云端管理平台，方法包括：
S201、确定边缘设备的网管单元，通过所述网管单元的网络接口在所述边缘设备和云端管理平台之间建立网管通道，并通过所述网管通道从所述云端管理平台获取管理报文。
如图1所示，边缘设备设置有微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)网管板，即网管单元。该网管单元由MCU作为主要控制，内置应用程序。网管单元上设置值有网络接口，网管单元与云端管理平台之间通过网络接口建立连接，使边缘计算设备与云端管理平台之间形成网络通道，从而通过网络通道将云端管理平台的指令管理报文发送至边缘设备，管理报文网络通道内承载的都是管理类的业务报文，并将边缘设备的一系列报文发送至云端管理平台，例如，向云端管理平台发送反馈报文、告警报文等。
S202、确定所述网管单元内部的应用程序，通过所述应用程序对所述管理报文进行解析和校验处理，生成管理指令和生效策略，并将处理后的所述管理报文发送至所述网管单元的网管存储介质。
网管单元上还设置有存储介质(在此称为网管存储介质)，该网管存储介质为MCU网管单元上接收到云端管理平台下发的配置更新、固件升级等指令的处理流程。如图1所示，以固件升级为例，云端管理平台通过网络通道下发固件更新指令，MCU网管板接收到指令后，由应用程序完成协议解析、并执行指令对应的处理动作，启动固件下载流程。MCU网管板将接收到的固件报文内容写入到MCU网管板内置存储分区，即网管存储介质，MCU网管板接收固件升级完成之后，进行固件完整性检查，如果校验失败，则通过网络通道上报固件升级失败原因。应用程序如果配置有其他的重新更新的策略，则会重新触发本流程。如果MCU对下载的固件校验通过，MCU网管板经过网络通道向云端管理平台上报固件升级成功的应答报文。MCU网管板基于固件升级生效策略将固件内容从MCU网管板存储分区更新到CPU主控板的存储分区，即主控存储介质；该升级策略包括立即生效、者重启生效等。如果配置为立即生效，则MCU网管办在与主控板完成数据同步之后，会通过网管单元与主控单元之间的通信总线给CPU主控板发送“重启”指令，CPU主控板在完成重启之后从网管存储分区中加载最新固件；如果更新策略为重启生效，CPU主控板不会立即加载网管存储分区的固件内容，而是在下次CPU主控板上电启动时进入启动流程。采用低成本的独立MCU网管板，将带外网管功能应用于边缘计算设备，可以保证云端管理平台能够稳定，可靠地监控、管理边缘计算设备。管理报文承载的带外网络管理信道，与用户业务报文解耦，可避免业务量大导致的丢包问题。且带外网络管理信道只承载与云端管理平台的管理报文，因此报文解析处理量非常小，既能降级主机性能开销、又能提高管理报文处理能力。
S203、确定所述边缘设备的主控单元，并确定所述主控单元与所述网管单元之间的交互通道。
边缘设备还设置有中央处理器(Central Processing Unit，CPU)主控板，即主控单元。该主控单元与网管单元之间设置有交互通道，该交互通道采用I2C/SPI/UART等主从通讯总线，通过该交互通道为主控单元与网管单元之间进行信息交互。将MCU网管板与CPU主控板分离，通过I2C/SPI/UART等通信协议进行交互，具有安装方便、按需安装、使用灵活、稳定可靠等优点，可以根据实际业务需求选择性安装MCU网管板，使得主控板具有很强的兼容性。通过在MCU应用程序和CPU应用程序间定义通讯协议，经过交互通道进行数据同步。MCU网管板上通过硬件方式可以直接读写CPU主控板上的存储空间。
在一个实施例中，MCU网管板作为通讯总线的从端，在主控系统没有就绪的情况下，通讯总线交互失败，MCU网管板就可以判断出当前主控系统的运行健康状态；如果通讯总线交互失败，则MCU可以基于网络通道给云端管理平台上报“主控系统异常”的告警报文。在MCU网管板与CPU主控板通讯正常的情况下，云端管理平台下发的管理报文经发送到CPU主控板，CPU处理器的应用程序完成管理指令逻辑处理之后，再经由MCU网管板向云端管理平台发送响应报文。在MCU网管板与CPU主控板通讯正常的情况下，MCU网管板可以接收CPU主控板发送的信息，如CPU主控板将业务状态、告警状态等信息发送到MCU网管板，然后网管板进行数据处理、协议封装等，然后通过网络通道上报云端管理平台。在MCU网管板与CPU主控板通讯正常的情况下，CPU主控板通过交互通道将设备指示状态如告警灯、WIFI运行灯等LED控制指令发送给MCU网管板，然后MCU网管板通过LED模块进行对应的LED指示状态控制。
S204、通过所述交互通道将所述网管存储介质中的所述管理报文发送至所述主控单元的主控存储介质，以通过所述主控单元根据所述管理报文对所述主控单元进行配置。
主控单元上设置有存储介质(在此称为主控存储介质)。该主控存储介质与网管存储介质通过交互通道连接，用于接收网管存储介质的管理指令和生效策略，并根据管理指令和生效策略对主控单元进行配置。如图1所示，CPU主控板执行开机动作时固件、应用程序、关键配置加载等功能。CPU主控板的CPU处理器在程序启动阶段，从主控存储空间加载程序及配置文件。CPU处理器对加载的文件内容进行校验，并尝试使用主控存储介质的数据启动应用程序。如果应用程序启动成功，则正常启动业务流程，并建立MCU网管板与CPU主控板的通信通道。如果应用程序启动失败，则从MCU存储空间主控区加载恢复全部配置信息，然后执行程序重启流程上述升级管理的作用。
在一个实施例中，主控单元上还设置有电源管理模块，电源管理模块与网管单元连接，用于接收网管单元的开关机指令，并根据开关机指令为主控单元供电或停电。电源管理模块控制CPU主控板上执行“开机”、“关机”的流程；该开关机流程触发的方式可以为：CPU主控板接通电源开关的时候触发；由MCU网管板控制CPU主控板的供电电路开关时触发。
当网管单元接收到对主控单元的关机指令时，将关机指令发送至电源管理模块，电源管理模块断开对主控单元供电的供电电路，使主控单元关闭操作系统。此时，网管单元会检测到交互通道的通讯异常，网管单元经过数据处理、协议封装后生成告警报文，并将告警报文通过网络通道发送至云端管理平台，以告知云端管理平台“主控设备异常”。
当网管单元接收到对主控单元的开机指令时，将开机指令发送至电源管理模块，电源管理模块接通对主控单元供电的供电电路，使主控单元启动操作系统。主控单元的系统启动之后，会与网管单元之间通过交互通道进行信息交互，网管单元会检测到交互通道的通讯正常，网管单元经过数据处理、协议封装后生成解除告警报文，并将解除告警报文通过网络通道发送至云端管理平台，以告知云端管理平台“主控设备异常已解除”。
在一个实施例中，MCU网管板通过网络通道接收云端管理平台下发的远程控制指令，例如，云端管理平台下发的定时任务，主要用于制定MCU上存储介质与CPU上存储介质之间的定期数据同步任务；云端管理平台下发的强制更新指令，主要用于强制CPU存储介质从MCU存储介质恢复数据；云端管理平台下发的数据云端备份指令，主要用于将MCU存储介质里的数据通过网管通道上报到云端管理平台，从而实现云端或异地配置备份功能；在MCU网管板上集成LED指示灯功能，可以对MCU、CPU的运行状态进行本地提示；通过制定多灯组合状态，指示设备故障、设备告警、设备升级提示、设备硬件指示灯信息。
本申请提出的方法，通过在MCU网管板上增加配置备份存储的方案，可以得到以下效果：1)通过MCU网管板的独立带外网管，可以实现在CPU不工作的情况下，进行配置文件更新、系统固件升级等。2)CPU主控板启动运行的关机参数和数据，例如镜像、配置数据等，默认放在CPU主控板的存储介质上；通过MCU网管板上的存储介质作为配置文件更新、远程OTA升级的主体；因此即使升级过程中发生错误，也不会影响CPU主控板上的配置信息。3)通过MCU网管板采用比较简单的方法完成配置下载、完整性校验之后，可以与CPU主控板进行数据同步，CPU主控程序无需实现复杂的升级算法，从而确保升级过程简单、实时、安全、可靠。
如图3所示，本申请实施例还提供了一种基于边缘计算的数据管理设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种基于边缘计算的数据管理设备能够执行：
确定边缘设备的网管单元，通过所述网管单元的网络接口在所述边缘设备和云端管理平台之间建立网管通道，并通过所述网管通道从所述云端管理平台获取管理报文；
确定所述网管单元内部的应用程序，通过所述应用程序对所述管理报文进行解析和校验处理，生成管理指令和生效策略，并将处理后的所述管理报文发送至所述网管单元的网管存储介质；
确定所述边缘设备的主控单元，并确定所述主控单元与所述网管单元之间的交互通道；
通过所述交互通道将所述网管存储介质中的所述管理报文发送至所述主控单元的主控存储介质，以通过所述主控单元根据所述管理报文对所述主控单元进行配置。
本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：确定边缘设备的网管单元，通过所述网管单元的网络接口在所述边缘设备和云端管理平台之间建立网管通道，并通过所述网管通道从所述云端管理平台获取管理报文；
确定所述网管单元内部的应用程序，通过所述应用程序对所述管理报文进行解析和校验处理，生成管理指令和生效策略，并将处理后的所述管理报文发送至所述网管单元的网管存储介质；
确定所述边缘设备的主控单元，并确定所述主控单元与所述网管单元之间的交互通道；
通过所述交互通道将所述网管存储介质中的所述管理报文发送至所述主控单元的主控存储介质，以通过所述主控单元根据所述管理报文对所述主控单元进行配置。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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设备上，使得在计算机或其他可编程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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商品或者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、商品或者设备所固有的要素。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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种基于边缘计算的数据管理系统，包括边缘设备和云端管理平台，其特征在于，还包括：
网管单元，设置在所述边缘设备上，所述网管单元上设置有网络接口和网管存储介质，所述网络接口用于在所述边缘设备和所述云端管理平台之间建立网络通道，所述网管存储介质用于通过所述网络通道接收并存储来自所述云端管理平台的管理报文；
主控单元，设置在所述边缘设备上，所述主控单元和所述网管单元之间设置有交互通道，以通过所述交互通道在所述主控单元与所述网管单元之间进行数据交互和数据同步。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网管存储介质还用于对所述管理报文进行解析处理，以生成管理指令和生效策略。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：
主控存储介质，设置在所述主控单元上，与所述网管存储介质通过所述交互通道连接，用于接收所述网管存储介质的所述管理指令和所述生效策略，并根据所述管理指令和所述生效策略对所述主控单元进行配置。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
电源管理模块，设置在所述主控单元上，所述电源管理模块与所述网管单元连接，用于接收所述网管单元的开关机指令，并根据所述开关机指令为所述主控单元供电或停电。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
LED模块，设置在所述网管单元上，用于显示所述边缘设备的工作状态。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络通道还用于将所述网管单元的报文发送至所述云端管理平台。
7.一种基于边缘计算的数据管理方法，其特征在于，应用在如权利要求1-6中任意一个权利要求所述的系统中，所述方法包括：
确定边缘设备的网管单元，通过所述网管单元的网络接口在所述边缘设备和云端管理平台之间建立网管通道，并通过所述网管通道从所述云端管理平台获取管理报文；
确定所述网管单元内部的应用程序，通过所述应用程序对所述管理报文进行解析和校验处理，生成管理指令和生效策略，并将处理后的所述管理报文发送至所述网管单元的网管存储介质；
确定所述边缘设备的主控单元，并确定所述主控单元与所述网管单元之间的交互通道；
通过所述交互通道将所述网管存储介质中的所述管理报文发送至所述主控单元的主控存储介质，以通过所述主控单元根据所述管理报文对所述主控单元进行配置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，确定所述主控单元与所述网管单元之间的交互通道之后，所述方法还包括：
确定所述主控单元的运行状态；
若所述主控单元的所述运行状态为正常状态，则通过所述交互通道将所述管理报文发送至所述主控单元，并通过所述交互通道将所述主控单元生成的响应报文发送至所述网管单元；
若所述主控单元的所述运行状态为异常状态，则通过所述网管单元确定告警报文，并通过所述网管通道将所述告警报文发送至所述云端管理平台。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述主控单元的所述运行状态为正常状态，则通过所述交互通道使所述网管单元接收所述主控单元的业务信息，以使所述网管单元将所述业务信息进行处理和封装，得到反馈报文，并将所述反馈报文发送至所述云端管理平台；通过所述交互通道将所述主控单元的指示指令发送至所述网管单元，以根据所述指示指令对所述网管单元上的LED模块进行控制。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述网管通道获取所述云端管理平台的开关机指令，根据所述开关机指令通过所述网管单元对所述主控单元的电源管理模块进行控制，以通过所述电源管理模块将所述主控单元开机或关机。
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| CN202210921190.5A CN115333914A (zh) | 2022-08-02 | 2022-08-02 | 一种基于边缘计算的数据管理系统和方法 |
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| US20200120446A1 (en) * | 2018-10-16 | 2020-04-16 | Cisco Technology, Inc. | Methods and apparatus for selecting network resources for ue sessions based on locations of multi-access edge computing (mec) resources and applications |
| CN113568743A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-29 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 物联网设备的管理方法、装置、介质及电子设备 |
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2022
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