[发明专利]应用于水利施工现场的计算节点的控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及分布式计算技术领域，特别涉及一种应用于水利施工现场的计算节点的控制方法及系统。

背景技术

随着物联网和传感器网络的快速普及，在施工现场中使用传感器网络的情况越来越多。这些传感器网络被广泛应用于采集温度、湿度、压力、人员位置信息等各种和业务相关的方面，并且随着管理向数字化、信息化发展，也为其他业务的引入和发展打下了坚实的基础。但是长期以来，各个网络及其节点各司其职，相互割裂，无法达到普适计算和信息融合的目的，比如有的CPU采用的是32位的现代CPU，但长期以来占用率在1％以下，使计算潜力远远无法发挥，而中心服务器遇到大的计算任务和计算密集型的操作时却超负荷工作，计算周期过长，影响实时效率决策。

但是目前关于上述问题的解决方案极少，有的只是提到了一些浅显的设计，而有的也只是提出了一点想法，并没有真正的可以被用来开发出一个分布计算的完整方案。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种应用于水利施工现场的计算节点的控制方法，该方法充分利用了施工现场各计算节点(如传感器和数据处理单元)的剩余计算能力，可以有效地提升水利施工现场信息化水平。

本发明的另一个目的在于提供一种应用于水利施工现场的计算节点的控制系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种应用于水利施工现场的计算节点的控制方法，包括以下步骤：采用定期轮询以发现可用于计算任务的多个计算节点；分别获取所述多个计算节点当前的计算能力，并将所述计算任务分解，并通过所述多个计算节点协同处理分解后的计算任务；每个计算节点分别将处理结果发送至中心控制节点；所述中心控制节点分析每个计算节点的处理结果以对所述多个计算节点进行控制。

另外，根据本发明上述实施例的应用于水利施工现场的计算节点的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述采用定期轮询以发现可用于计算任务的多个计算节点，具体包括：根据计算节点列表发送轮询请求并启用等待定时器；各计算节点接收所述轮询请求，估算各自当前的计算能力，并发送至中心控制节点，具体包括：

M＝N+P1+P2，

其中，M为计算节点的当前计算能力，N为当前CPU占有率，P1为过去一段时间的CPU占有率，P2为预期将来一段时间的CPU占有率；在所述等待定时器到期前，所述中心控制节点根据各计算节点当前的计算能力，判断多个计算节点是否可完成计算任务；如果可以，则将所述多个节点用于完成所述计算任务，否则继续发送轮询请求；当所述等待定时器到期时，不再等待计算节点的回应，并丢弃超时的回应消息。

在一些示例中，所述分别获取所述多个计算节点当前的计算能力，并将所述计算任务分解，并通过所述多个计算节点协同处理分解后的计算任务，具体包括：设所述多个计算节点为N个，以及将所述计算任务分解为m个子任务，其中N>M；将每个子任务发送给对应的计算节点，并启动超时定时器；定时判断各计算节点是否失效；在所述超时定时器到期前，接收各计算节点的计算结果。

在一些示例中，还包括：采取冗余的策略，同一分解的子任务可以分配到多个计算节点。

在一些示例中，所述各个计算节点之间采用XML格式的通信协议。

根据本发明实施例的应用于水利施工现场的计算节点的控制方法，由中心控制节点发起定期轮询，由潜在参与节点上报各自的剩余计算能力，并根据各节点上报的数据，进行任务分解，指派到指定节点进行计算，并上报计算结果，最后根据各个节点上报的信息汇总成最终结果。因此，该方法充分利用了现场的各计算节点(如传感器和数据处理单元)的剩余计算能力，可以有效地提升水利施工现场信息化水平。

本发明第二方面的实施例提供了一种应用于水利施工现场的计算节点的控制系统，包括：发现模块，所述发现模块用于通过定期轮询以发现可用于计算任务的多个计算节点；分配模块，所述分配模块用于分别获取所述多个计算节点当前的计算能力，并将所述计算任务分解，并通过所述多个计算节点协同处理分解后的计算任务；上报模块，所述上报模块用于传送每个计算节点的处理结果；控制模块，所述控制模块分析每个计算节点的处理结果以对所述多个计算节点进行控制。

另外，根据本发明上述实施例的应用于水利施工现场的计算节点的控制系统还可以具有如下附加的技术特征：