CN117215781A - 设备调度系统、方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种设备调度系统、方法。其中，该方法包括：设备编排模块，用于确定接入到设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个设备的网络配置信息，设备中包含的硬件资源类型以及设备中与硬件资源类型对应的部件的计算能力；还用于依据各个设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个设备。规则引擎模块，用于接收设备编排模块发送的各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息；依据预设规则，各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息对各个设备进行过滤；发送过滤结果至设备编排模块。本申请解决了由于采用人工编排的方式来进行工业设备的调度造成的人工管理控制工作量大并且难以保证实现设备最优调度的技术问题。

Description

设备调度系统、方法

技术领域

本申请涉及数据通信技术领域，具体而言，涉及一种设备调度系统、方法。

背景技术

相关技术中的工业设备的管理和资源调度工作通常由人工完成，这种方式的问题在于调度和管理过程依赖人工经验，而目前工业设备资源庞大，涉及到海量的设备资源调度和设备数据传输，传统的人工调度方式会浪费大量时间成本，而且难以保证在众多设备资源中精准确定最优的调度方案。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种设备调度系统、方法，以至少解决由于采用人工编排的方式来进行工业设备的调度造成的人工管理控制工作量大并且难以保证实现设备最优调度的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种设备调度系统，包括设备编排模块，规则引擎模块，其中，设备编排模块，用于确定接入到设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个设备的网络配置信息，其中，设备资源标识信息用于指示各个设备的计算资源信息，计算资源信息包括：设备中包含的硬件资源类型以及设备中与硬件资源类型对应的部件的计算能力；规则引擎模块，用于接收设备编排模块发送的各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息；依据预设规则，各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息对各个设备进行过滤；以及发送过滤结果至设备编排模块，其中，过滤结果包括对各个设备的评估结果；设备编排模块，还用于依据各个设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个设备，其中，业务需求包括以下至少之一：业务的时延需求，执行业务所需的硬件资源类型，执行业务所需的各类硬件资源的计算能力阈值，业务的通信质量。

可选地，设备编排模块依据各个设备的评估结果，将业务分配给各个设备的步骤包括：确定与业务对应的至少一个容器集合，其中，容器为业务提供运行环境，至少一个容器集合中的每个容器集合均用于执行一项业务；依据评估结果，确定每个容器集合对应的设备，其中，每个容器集合对应的设备用于运行每个容器集合来执行每个容器结合对应的业务。

可选地，设备编排模块依据评估结果，确定每个容器集合对应的设备的步骤包括：将各个设备划分为至少一个计算节点；对至少一个计算节点中的每个计算节点，依据每个计算节点对应的设备的评估结果，确定每个计算节点的节点特征，其中，节点特征包括节点具有的硬件资源类型，以及各个硬件资源类型的计算能力；依据每个容器集合对应的业务的业务需求，预设分配规则以及计算节点的节点特征，在至少一个计算节点中确定与业务对应的计算节点。

可选地，设备编排模块中还包括交互子模块，其中，交互子模块，用于按照第一预设频率确定每个容器集合对应的访问接口，以及将通过访问接口接收的业务请求按照预设分配规则分配给对应的容器集合；交互子模块，还用于按照第二预设频率确定每个容器集合对应的容器集合管理组件，其中，容器集合管理组件用于监控每个容器集合的运行状态，以及对容器集合的副本进行管理，对容器集合的副本进行管理包括：创建指定的容器集合的副本，删除指定的容器集合的副本，维持容器集合的副本数量大于预设副本数量阈值。

可选地，设备编排模块将业务分配给各个设备后，还用于：生成与业务对应的任务配置文件；将任务配置文件发送给业务对应的设备。

可选地，设备调度系统中还包括第一通信模块，其中，第一通信模块，用于依据业务的业务需求在设备调度系统的内部通信网路中生成多个逻辑网络，其中，多个逻辑网络中的每个逻辑网络对应一项业务关联的设备。

可选地，第一通信模块还用于：确定IP报文中的业务标识，其中，业务标识用于指示IP报文对应的业务；依据业务标识，确定IP报文对应的内部通信网络中的数据传输链路。

可选地，设备调度系统还包括第二通信模块，其中，第二通信模块，用于将设备接入设备调度系统中，以及在不同的设备之间进行数据转发。

可选地，第二通信模块中包括协议转换模块和边缘网关管理模块，其中，协议转换模块，用于确定待转发数据的第一协议类型，以及带转发数据的接收设备支持的第二协议类型；确定第一协议类型和第二协议类型之间的映射关系，并依据映射关系将待转发数据转换为第二协议类型；边缘网关管理模块，用于检测并控制各个边缘网关的运行状态，以及控制各个边缘网关和设备的连接关系。

可选地，设备调度系统中还包括系统数据模块，其中，系统数据模块，用于获取设备调度系统在运行过程中产生的系统运行数据，并依据预设数据处理规则对系统运行数据进行处理；系统数据模块，还用于将处理后的系统运行数据存储到云端，以及依据预设数据展示规则展示处理后的系统运行数据。

可选地，规则引擎模块中设置有预设判断规则集合，其中，预设判断规则集合中的判断规则包括至少一个判断条件，以及判断条件之间的逻辑运算关系，逻辑运算关系包括：逻辑与，逻辑或，逻辑非，以及预设组合逻辑运算规则。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种业务调度方法，适用于任意其他的设备调度系统，其特征在于，包括：确定接入到设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个设备的网络配置信息，其中，设备资源标识信息用于指示各个设备的计算资源信息，计算资源信息包括：设备中包含的硬件资源类型以及硬件资源类型所指示的部件的计算能力；获取各个设备的评估结果，其中，各个设备的评估结果为设备调度系统中的规则引擎模块依据预设规则，各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息对各个设备进行过滤得到的；依据各个设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个设备，其中，业务需求包括以下至少之一：业务的时延需求，执行业务所需的硬件资源类型，执行业务所需的各类硬件资源的计算能力阈值，业务的丢包需求。

在本申请实施例中，提供了一种设备调度系统，包括设备编排模块和规则引擎模块，其中，设备编排模块，用于确定接入到设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个设备的网络配置信息，其中，设备资源标识信息用于指示各个设备的计算资源信息，计算资源信息包括：设备中包含的硬件资源类型以及设备中与硬件资源类型对应的部件的计算能力；规则引擎模块，用于接收设备编排模块发送的各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息；依据预设规则，各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息对各个设备进行过滤；以及发送过滤结果至设备编排模块，其中，过滤结果包括对各个设备的评估结果；设备编排模块，还用于依据各个设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个设备，其中，业务需求包括以下至少之一：业务的时延需求，执行业务所需的硬件资源类型，执行业务所需的各类硬件资源的计算能力阈值，业务的通信质量。通过采用规则引擎模块计算过滤确定资源调度的策略，达到了智能调度的目的，从而实现了资源设备调度更合理的技术效果，进而解决了由于采用人工编排的方式来进行工业设备的调度造成的人工管理控制工作量大并且难以保证实现设备最优调度技术问题。

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是根据本申请实施例的一种设备调度系统的架构示意图；

图2是根据本申请实施例的一种设备调度系统的功能效果图；

图3是根据本申请实施例的一种设备调度系统的工作流程图；

图4是根据本申请实施例的一种IP标记的示意图；

图5是根据本申请实施例的一种整体模型示意图；

图6是根据本申请实施例的一种可选的业务调度方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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的实施例，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，都应当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及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了更好地理解本申请实施例，以下将本申请实施例中涉及的技术术语解释如下：

深度包检测(Deep Packet Inspection，简称为DPI)：“深度”是和普通的报文分析层次相比较而言的，传统的流量和带宽管理是基于OSI L2-L4层，通过IP包头的五元组(包括源地址、目的地址、源端口、目的端口以及协议类型)信息进行分析，通常我们称此为“普通报文检测”。

服务质量(Quality of Service，简称为QoS)：在有限的带宽资源下，QoS为各种业务分配带宽，为业务提供端到端的服务质量保证。例如，语音、视频和重要的数据应用在网络设备中可以通过配置QoS优先得到服务。QoS一般针对网络中有突发流量时需要保障重要业务质量的场景。如果业务长时间达不到服务质量要求(例如业务流量长时间超过带宽限制)，需要考虑对网络扩容或使用专用设备基于上层应用去控制业务。

差分服务代码点(Differentiated Services Code Point，简称为DSCP)：它在每个数据包IP头部的服务类别TOS标识字节中，为了保证通信的QoS，在数据包IP头部的8个标识字节进行编码，来划分服务类别，区分服务的优先级。每一个DSCP编码值都被映射到一个已定义的PHB(Per-Hop-Behavior)标识码。通过键入DSCP值，电话、Windows客户和服务器等终端设备也可对流量进行标识。

ETCD：是一种开源的分布式统一键值存储，用于分布式系统或计算机集群的共享配置、服务发现和的调度协调。ETCD有助于促进更加安全的自动更新，协调向主机调度的工作，并帮助设置容器的覆盖网络。

目前工业设备数量大量增长，因此对于设备调度和管理的要求越来越高，需要在网络平台上管理海量数据和网关，在相关技术中，通常采用人工编排方式进行系统资源调度，但是这种方式存在一些缺陷。首先，这种人工编排方式会造成人力资源的浪费，人工在海量数据中进行操作决策容易有工作纰漏，其次，人工编排方式难以得到目前资源调度的最优解，容易造成资源的浪费。因此，需要一个数字化、智能化的系统提供海量数据分析、边缘网关管理、设备资源智能编排等服务来解决以上问题。本申请基于以上问题提供一种设备调度系统，在实施例中具体描述了系统的各模块功能，以下详细说明。

根据本申请实施例，提供了一种设备调度系统，通过设备编排模块确定接入到设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个设备的网络配置信息，其中，设备资源标识信息用于指示各个设备的计算资源信息，计算资源信息包括设备中包含的硬件资源类型以及设备中与硬件资源类型对应的部件的计算能力。通过规则引擎模块接收设备编排模块发送的各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息；规则引擎模块依据预设规则，各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息对各个设备进行过滤；以及发送过滤结果至设备编排模块，其中，过滤结果包括对各个设备的评估结果。还通过设备编排模块依据各个设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个设备，其中，业务需求包括以下至少之一：业务的时延需求，执行业务所需的硬件资源类型，执行业务所需的各类硬件资源的计算能力阈值，业务的通信质量。如图1所示，该系统具体包括以下模块：设备编排模块10、规则引擎模块12、第一通信模块14、第二通信模块16和系统数据模块18，其中，设备编排模块10中还包括交互子模块102，第二通信模块中包括协议转换模块162和边缘网关管理模块164；结合图2所示，设备编排模块10用于系统设备资源编排调度，规则引擎模块12用规则化条件过滤得到需要编排调度的设备，第一通信模块14用于分割网络和标记网络数据，第二通信模块16用于数据转发、协议转换和网关管理，系统数据模块18用于可视化管理采集的设备数据。

作为一种可选的实施方式，设备编排模块10用于确定接入到设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个设备的网络配置信息，其中，设备资源标识信息用于指示各个设备的计算资源信息，计算资源信息包括：设备中包含的硬件资源类型以及设备中与硬件资源类型对应的部件的计算能力；设备编排模块10还用于依据各个设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个设备，其中，设备的评估结果由规则引擎模块12过滤设备资源标识信息和网络配置信息得到，业务需求包括以下至少之一：业务的时延需求，执行业务所需的硬件资源类型，执行业务所需的各类硬件资源的计算能力阈值，业务的通信质量。

系统支持多种设备接入方式，并且可实现可视化管理，在可视化界面下发管控指令，通过设备编排模块对接入设备的统一编排管理，实现业务自动化部署管理、远程下发指令等，大大提升了系统的管理效率。

具体地，设备编排模块10依据各个设备的评估结果，将业务分配给各个设备的步骤包括：确定与业务对应的至少一个容器集合，其中，容器为业务提供运行环境，至少一个容器集合中的每个容器集合均用于执行一项业务；然后依据评估结果，确定每个容器集合对应的设备，其中，每个容器集合对应的设备用于运行每个容器集合来执行每个容器结合对应的业务。

具体地，设备编排模块10依据评估结果，确定每个容器集合对应的设备的步骤包括：将各个设备划分为至少一个计算节点；然后依据每个计算节点对应的设备的评估结果，确定每个计算节点的节点特征，其中，节点特征包括节点具有的硬件资源类型，以及各个硬件资源类型的计算能力；最后依据每个容器集合对应的业务的需求，预设分配规则以及计算节点的节点特征，在至少一个计算节点中确定与业务对应的计算节点。其中，对于计算节点的划分和分配由节点管理器和节点控制器负责，包含节点的注册、状态上报、容器健康检查、资源监控等部分。节点控制器负责发现、管理和监控集群中的各个计算节点。Kubelet在启动时通过应用程序编程接口服务器(Application Programming Interface，简称为API)注册节点信息，并定时向API服务器发送节点信息，API服务器接收到这些信息后，将这些信息写入分布式统一键值存储(ETCD)中。存入ETCD的节点信息包括节点健康状况、节点资源、节点名称、节点地址信息、操作系统版本、docker版本、kubelet版本等，其中，节点健康状况包含“就绪(true)”、“繁忙(false)”和“未知(unknown)”三种。

作为一种可选的实施方式，设备编排模块10依据评估结果，确定每个容器集合对应的设备的具体实现方式可以为：设备编排模块10将待调度的硬件资源按照预设的调度算法和调度策略绑定到对应的计算节点上，并将硬件资源与计算节点的绑定信息存储下来，其中，可以采用分布式统一键值存储组件ETCD存储绑定信息，便于计算机集群的共享配置、服务发现和的调度协调；在整个调度过程中涉及待调度的硬件资源列表、可用的计算节点和调度算法策略，使用调度器(Scheduler)和预设的调度算法，将硬件资源分配给可用的计算节点来执行业务；Scheduler和调度算法是单独的组件，可以随时随时替换调度器和调度算法的使用；在执行调度之后，通过API服务器监听调度器产生的调度业务，获取对应的硬件资源信息，下载镜像将硬件资源提供给不同的计算节点，其中，具有相同功能的一组硬件资源被封装在一个组合中，通过一个统一的访问入口访问这些资源，本申请中可以采用API服务器封装一些增删该查操作，以RESTful接口方式提供给外部客户和内部组件调用，服务器和硬件资源之间的关系是一对多的关系。一个服务器可以关联多个硬件资源，这些硬件资源可以是同一个应用的多个副本，也可以是不同应用的硬件资源。当服务器关联多个硬件资源时，它会根据一定的负载均衡策略将请求分发到这些硬件资源上，从而实现高可用和扩展性。通过服务器，集群中的其他组件或外部用户可以通过服务器的IP地址和端口访问到计算单元提供的服务，而无需关心具体的计算单元地址和端口。这种解耦的设计可以方便地进行服务的扩展和升级，而不会对外部用户产生影响；此外，还需定期维护进程管理器(Replication Controller)，Replication Controller用于确保在集群中运行指定数量的硬件资源副本。

作为一种可选的实施方式，设备调度系统引入IPv6+技术，IPv6+是面向5G和云时代的智能IP网络，IPv6+包括SRv6、网络切片、IFIT、BIERv6、APN6等协议创新,和网络分析、自动调优等网络智能化的技术创新；采用IPv6+技术实现设备编排控制系统的海量网络互联功能，满足5G承载网和工业设备网络互联的灵活组网需求；

此外，设备编排模块中还包括交互子模块102，其中，交互子模块102用于按照第一预设频率确定每个容器集合对应的访问接口，以及将通过访问接口接收的业务请求按照预设分配规则分配给对应的容器集合；交互子模块102还用于按照第二预设频率确定每个容器集合对应的容器集合管理组件，其中，容器集合管理组件用于监控每个容器集合的运行状态，以及对容器集合的副本进行管理，对容器集合的副本进行管理包括：创建指定的容器集合的副本，删除指定的容器集合的副本，维持容器集合的副本数量大于预设副本数量阈值。其中，第一预设频率和第二预设频率指的是预设的访问频率，每次访问之间的时间段相同，例如每秒或者每分钟确定访问一次。

作为一种可选的实施方式，设备调度系统中的规则引擎模块12用于接收设备编排模块10发送的各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息；规则引擎模块12依据预设规则、各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息对各个设备进行过滤，得到过滤结果，然后发送过滤结果至设备编排模块10，其中，过滤结果包括对各个设备的评估结果。规则引擎模块12中设置有预设判断规则集合，其中，预设判断规则集合中的判断规则包括至少一个判断条件，以及判断条件之间的逻辑运算关系，逻辑运算关系包括：逻辑与，逻辑或，逻辑非，以及预设组合逻辑运算规则。

根据本申请的实施方式，设备调度系统的主要模块为设备编排模块10和规则引擎模块12，通过这两个模块实现了本系统的基本流程，如图3所示设备调度系统的主要流程步骤为：

步骤S302：设备编排模块确认接入设备的设备资源信息标识和设备网络信息配置，并将这些信息传递给规则引擎模块进行规则过滤；

步骤S304：规则引擎模块通过预设的规则依据设备资源信息标识和设备网络信息配置对设备进行过滤，得到过滤结果，过滤结果需要进行资源调度的设备；

步骤S306：设备编排模块根据规则引擎模块过滤的结果进行资源调度业务分配，在资源调度之前先判断系统是否存在该类型剩余资源，若存在则分配设备资源，若不存在则提示调度失败。

作为一种可选的实施方式，设备调度系统中的第一通信模块14用于依据业务的业务需求在设备调度系统的内部通信网路中生成多个逻辑网络，其中，多个逻辑网络中的每个逻辑网络对应一项业务关联的设备；第一通信模块14还用于确定IP报文中的业务标识，其中，业务标识用于指示IP报文对应的业务；依据业务标识，确定IP报文对应的内部通信网络中的数据传输链路。

具体地，第一通信模块14还可以通过IPV6提供的网络切片技术进行网络切片，把工业设备网络切分成多个虚拟网络，可以按照不同业务类型划分，每个网络适应不同的业务需求，还可以通过时延、带宽、安全性、可靠性来划分不同的网络，以适应不同的场景，进一步提升设备调度的速度。通过网络切片技术在一个独立的物理网络上切分出多个逻辑网络，从而避免了为每一个服务建设一个专用的物理网络，这样可以大大节省部署的成本。

具体地，第一通信模块14确定IP报文中的业务标识，可以采用差分服务代码点(Differentiated Services Code Point，简称为DSCP)对IP报文进行标记，如图4所示，DSCP在每个数据包IP头部的服务类别TOS标识字节中，利用已使用的6比特和未使用的2比特，通过编码值来区分优先级，通过深度包检测技术(Deep Packet Inspection，简称为DPI)找到对应业务的IP报文存在的DSCP标记，标记后的报文转发到接入到设备调度系统后，第一通信模块14可识别业务IP报文中的DSCP标记，并选择QoS策略，QoS策略在有限的带宽资源下，平衡地为各种业务分配带宽，针对各种业务的不同需求，为其提供端到端的服务质量保证，简而言之，就是重要的流量优先服务，不重要的流量延迟转发甚至丢弃。局域网侧过来的流量报文经过vDPI后会根据业务情况自定义打上DSCP标记，第一通信模块14基于DSCP的业务QoS策略，选择将报文从特定的链路隧道发出。

第一通信模块14还通过IPv6+提供的SRv6分段路由(Segment Routing IPv6)功能再结合SDN网络架构实现快速下发业务；其中，SRv6是一种网络编址和路由技术，可以将网络流量引导到预先定义的路径或服务链上；SDN(Software-Defined Networking)是一种网络架构和管理方式，通过将网络控制与数据转发分离，将网络控制平面从网络设备中抽象出来，集中在一个软件控制器中进行管理和控制，在SDN中，网络控制平面被抽象出来，由一个中心化的控制器负责整个网络的控制和管理，而数据转发则由网络设备负责。控制器通过与网络设备交互，为网络中的流量提供控制和管理，并根据应用需求进行智能路|由和流量调度。通过SRv6预定义路径减少网络转发计算的时间，结合SDN控制器进行智能路由和流量调度管理，避免网络流量转发拥挤，以此实现业务的定向快速下发，加速业务部署，将部署周期从月缩短到天。

设备调度系统还包括第二通信模块16，其中，第二通信模块16用于将设备接入设备调度系统中，以及在不同的设备之间进行数据转发。第二通信模块16中包括协议转换模块162和边缘网关管理模块164，其中，协议转换模块162用于确定待转发数据的第一协议类型，以及带转发数据的接收设备支持的第二协议类型；确定第一协议类型和第二协议类型之间的映射关系，并依据映射关系将待转发数据转换为第二协议类型；边缘网关管理模块164用于检测并控制各个边缘网关的运行状态，以及控制各个边缘网关和设备的连接关系。

具体地，协议转换模块162对不同协议进行转换之前需要获取协议的各部分信息，如协议规范、协议的数据格式和协议的编码类型等，协议转换模块162可以通过接入协议转化组件来读取协议信息，然后根据不同协议的特点和要求配置响应的转换规则，规则可以包括协议转换格式、数据映射、消息路由等，具备完善的工业属性和广泛的物联网接入能力，如PLC、串口协议设备、CNC、OPC UA/DA、电力规约协议设备等；边缘网关管理模块164采用边缘计算技术对边缘网管进行管理，实时监控边缘网关的运行状态和性能指标，其中，监控的性能指标包括CPU利用率、内存使用率和网络流量等，边缘计算将数据的存储、传输、计算和安全交给边缘节点来处理，在离终端更近的地方部署边缘平台，终端与之通信可以有多种形式，避免集中式云计算中心的网络延迟和传输带宽问题，还提供预设的交互规范，每个边缘网关都遵从该交互规范进行交互。结合图5，工业设备接入本设备调度系统，设备调度系统对设备资源进行识别，通过一系列编排过滤得到过滤结果，根据过滤结果将业务分配给具体设备执行，各企业通过广域网络连接系统，实时进行设备调度管理，还可以将数据上传至云平台存储。

根据本申请实例，设备调度系统中还包括系统数据模块18，其中，系统数据模块18用于获取设备调度系统在运行过程中产生的系统运行数据，并依据预设数据处理规则对系统运行数据进行处理，其中，在进行数据获取时对不同的采集协议提供不同的配置策略；系统数据模块18还用于将处理后的系统运行数据存储到云端，以及依据预设数据展示规则展示处理后的系统运行数据。

具体地，设备调度系统在运行过程中产生的系统运行数据可以为系统数据清洗策略、数学模型、报表数据、设备元数据和任务调度数据等；其中，数据清洗策略为对系统数据进行清除的策略，通过将数据清洗策略下发至指定网关完成对数据的清除管理；数据清洗策略的信息包括策略名称，启用状态(启用/停用)、创建时间，设备编排模块将配置好的数据清洗策略下发到设备执行数据清洗策略；数学模型应用于工业设备的改进方面，数学模型的建立过程支持均方差、置信区间、加权平均正态分布和公差区间等运算，还包括如四则运算、三角函数、矩阵求逆、傅里叶变换等，还支持MATLAB函数库。报表数据即对采集数据进行统计分析后得到的数据，包含设备告警、性能、数量、在线时长、设备故障时间、设备故障类型和设备故障级别等，并且可以按一定的规则对数据进行排名展示，如按照故障时间升序对上述数据进行排列显示，还可以用多维表格、柱状报表、饼图、雷达图、折线图、趋势图等进行数据展示；设备元数据包括设备的厂商、型号、用途、属性等数据，系统数据模块18将设备元数据以统一ymal模板形式存储，并进行基于数据字典规则的格式管理，其中，数据字典中应该包括关于数据的如下信息：一般信息(名字、别名、描述等)、定义(数据类型、长度、结构等)、使用特点(值的范围、使用频率、使用条件、使用方式、条件值等)、控制信息(用户、使用特点、改变数、使用权等)和分组信息(文档结构、从属结构、物理位置等)；任务调度数据包括任务开始时间、任务结束时间、任务运行次数和任务状态，还包括任务触发的URL地址数据、任务ID和名称等。

基于上述功能模块，系统数据模块18还支持模块数据可视化编排管理，设置输入节点、处理节点和输出节点的组合，它们组合在一起构成一个业务流。将业务流下发对业务进行编排管理。在进行可视化编排时，可以对系统具有的数据和功能进行排序组合，以此来实现交叉的系统功能，可以选择数据作为输入节点，中间的处理节点根据想要编排的功能进行选择，然后输出节点可以为数据也可以为系统模块实现的动作。可视化编排允许使用者连接节点以创建流执行任务。节点之间的消息传递遵从预定好的数据流方向，如从输入节点到处理节点再到输出节点。系统数据模块18的模块数据可视化编排管理可以应用于以下场景：在获取设备调度系统在运行过程中产生的系统运行数据的同时对数据进行展示，实时反应接入设备的运行状态，还支持将设备数据导出，可以修改数据清洗策略，修改数学模型的运算方法，根据业务场景动态建立统计模型然后图形化展示报表数据，手动输入信息进行任务调度。

目前传统工业设备控制平台网络传输能力和设备调度能力不强，无法提供海量数据的高质量传输，而且基于人工资源编排难以确定设备资源的合理调度方案，因此本申请提供了一种设备调度系统来解决目前技术存在的问题，所具有的主要优点和效果如下：通过设备调度系统的设备编排模块确定接入设备的设备资源信息和网络配置信息，再通过规则引擎模块的预设规则过滤得到过滤结果，设备编排模块再根据过滤结果对资源进行编排分配，实现编排部署自动化，避免了人工编排的误差，提高编排管理效率；提供容器化部署功能提升资源利用率，通过多协议接入转换功能为接入协议提供统一转换规则，提供数据云存储实现海量数据高效存储调用，进一步为系统的数据传输和设备调度提供了便捷的支持；系统采取可视化管理和网关黑盒化管理，不同企业可以通过设备调度系统来管理设备调度。

本申请实施例提还供了一种业务调度方法，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤S602，确定接入到设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个设备的网络配置信息，其中，设备资源标识信息用于指示各个设备的计算资源信息，计算资源信息包括：设备中包含的硬件资源类型以及硬件资源类型所指示的部件的计算能力；

步骤S604，获取各个设备的评估结果，其中，各个设备的评估结果为设备调度系统中的规则引擎模块依据预设规则，各个设备的设备资源标识信息和网络配置信息对各个设备进行过滤得到的；

步骤S606，依据各个设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个设备，其中，业务需求包括以下至少之一：业务的时延需求，执行业务所需的硬件资源类型，执行业务所需的各类硬件资源的计算能力阈值，业务的丢包需求。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，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接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述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。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种设备调度系统，其特征在于，包括设备编排模块，规则引擎模块，其中，

所述设备编排模块，用于确定接入到所述设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个所述设备的网络配置信息，其中，所述设备资源标识信息用于指示各个所述设备的计算资源信息，所述计算资源信息包括：所述设备中包含的硬件资源类型以及所述设备中与所述硬件资源类型对应的部件的计算能力；

所述规则引擎模块，用于接收所述设备编排模块发送的各个所述设备的所述设备资源标识信息和所述网络配置信息；依据预设规则，各个所述设备的所述设备资源标识信息和所述网络配置信息对各个所述设备进行过滤；以及发送过滤结果至所述设备编排模块，其中，所述过滤结果包括对各个所述设备的评估结果；

所述设备编排模块，还用于依据各个所述设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个所述设备，其中，所述业务需求包括以下至少之一：所述业务的时延需求，执行所述业务所需的硬件资源类型，执行所述业务所需的各类硬件资源的计算能力阈值，所述业务的通信质量。

2.根据权利要求1所述的设备调度系统，其特征在于，所述设备编排模块依据各个所述设备的评估结果，将业务分配给各个所述设备的步骤包括：

确定与所述业务对应的至少一个容器集合，其中，所述容器为所述业务提供运行环境，所述至少一个容器集合中的每个容器集合均用于执行一项所述业务；

依据所述评估结果，确定所述每个容器集合对应的设备，其中，所述每个容器集合对应的设备用于运行所述每个容器集合来执行所述每个容器结合对应的所述业务。

3.根据权利要求2所述的设备调度系统，其特征在于，所述设备编排模块依据所述评估结果，确定所述每个容器集合对应的设备的步骤包括：

将各个所述设备划分为至少一个计算节点；

对所述至少一个计算节点中的每个计算节点，依据所述每个计算节点对应的所述设备的评估结果，确定所述每个计算节点的节点特征，其中，所述节点特征包括所述节点具有的硬件资源类型，以及各个所述硬件资源类型的计算能力；

依据所述每个容器集合对应的所述业务的业务需求，预设分配规则以及所述计算节点的所述节点特征，在所述至少一个计算节点中确定与所述业务对应的所述计算节点。

4.根据权利要求2所述的设备调度系统，其特征在于，所述设备编排模块中还包括交互子模块，其中，

所述交互子模块，用于按照第一预设频率确定所述每个容器集合对应的访问接口，以及将通过所述访问接口接收的业务请求按照预设分配规则分配给对应的所述容器集合；

所述交互子模块，还用于按照第二预设频率确定所述每个容器集合对应的容器集合管理组件，其中，所述容器集合管理组件用于监控所述每个容器集合的运行状态，以及对所述容器集合的副本进行管理，对所述容器集合的副本进行管理包括：创建指定的所述容器集合的副本，删除指定的所述容器集合的副本，维持所述容器集合的副本数量大于预设副本数量阈值。

5.根据权利要求1所述的设备调度系统，其特征在于，所述设备编排模块将业务分配给各个所述设备后，还用于：

生成与所述业务对应的任务配置文件；

将所述任务配置文件发送给所述业务对应的所述设备。

6.根据权利要求1所述的设备调度系统，其特征在于，所述设备调度系统中还包括第一通信模块，其中，

所述第一通信模块，用于依据所述业务的所述业务需求在所述设备调度系统的内部通信网络中生成多个逻辑网络，其中，所述多个逻辑网络中的每个逻辑网络对应一项所述业务关联的所述设备。

7.根据权利要求6所述的设备调度系统，其特征在于，所述第一通信模块还用于：

确定IP报文中的业务标识，其中，所述业务标识用于指示所述IP报文对应的所述业务；

依据所述业务标识，确定所述IP报文对应的所述内部通信网络中的数据传输链路。

8.根据权利要求1所述的设备调度系统，其特征在于，所述设备调度系统还包括第二通信模块，其中，

所述第二通信模块，用于将所述设备接入所述设备调度系统中，以及在不同的所述设备之间进行数据转发。

9.根据权利要求8所述的设备调度系统，其特征在于，所述第二通信模块中包括协议转换模块和边缘网关管理模块，其中，

所述协议转换模块，用于确定待转发数据的第一协议类型，以及所述待转发数据的接收设备支持的第二协议类型；确定所述第一协议类型和所述第二协议类型之间的映射关系，并依据所述映射关系将所述待转发数据转换为所述第二协议类型；

所述边缘网关管理模块，用于检测并控制各个边缘网关的运行状态，以及控制所述各个边缘网关和所述设备的连接关系。

10.根据权利要求1所述的设备调度系统，其特征在于，所述设备调度系统中还包括系统数据模块，其中，

所述系统数据模块，用于获取所述设备调度系统在运行过程中产生的系统运行数据，并依据预设数据处理规则对所述系统运行数据进行处理；

所述系统数据模块，还用于将处理后的所述系统运行数据存储到云端，以及依据预设数据展示规则展示处理后的所述系统运行数据。

11.根据权利要求1所述的设备调度系统，其特征在于，所述规则引擎模块中设置有预设判断规则集合，其中，所述预设判断规则集合中的判断规则包括至少一个判断条件，以及所述判断条件之间的逻辑运算关系，所述逻辑运算关系包括：逻辑与，逻辑或，逻辑非，以及预设组合逻辑运算规则。

12.一种业务调度方法，适用于如权利要求1至11中任意一项所述的设备调度系统，其特征在于，包括：

确定接入到所述设备调度系统的各个设备的设备资源标识信息，以及各个所述设备的网络配置信息，其中，所述设备资源标识信息用于指示各个所述设备的计算资源信息，所述计算资源信息包括：所述设备中包含的硬件资源类型以及所述硬件资源类型所指示的部件的计算能力；

获取各个所述设备的评估结果，其中，各个所述设备的评估结果为所述设备调度系统中的规则引擎模块依据预设规则，各个所述设备的所述设备资源标识信息和所述网络配置信息对各个所述设备进行过滤得到的；

依据各个所述设备的评估结果和业务的业务需求，将业务分配给各个所述设备，其中，所述业务需求包括以下至少之一：所述业务的时延需求，执行所述业务所需的硬件资源类型，执行所述业务所需的各类硬件资源的计算能力阈值，所述业务的丢包需求。