[发明专利]面向电力系统中边缘节点的轻量级数据管理系统及方法

权利要求书

1.面向电力系统中边缘节点的轻量级数据管理系统，包括访问控制子系统、存储子系统、备份恢复子系统、搜索加密子系统、隐私保护子系统、lock子系统、pool子系统、log子系统、去重子系统、加密子系统；其特征在于，当电表数据在进入边缘节点后，访问存储子系统，存储子系统根据电表数据类型创建新的对象或将数据添加到已创建的对象之中；存储子系统调用lock子系统、pool子系统、log子系统、去重子系统来完成数据的存储，lock子系统为存储提供锁机制，为系统提供多用户读写同一对象的共享机制，存储子系统利用lock子系统获得对记录的读写权限；pool子系统根据存储子系统的内存分配指令分配内存空间，并将所分配的内存空间的地址传送回存储子系统；log子系统记录数据的读写备份操作；去重子系统用于将重复数据删除；加密子系统用于对敏感用户的数据进行加密，搜索加密子系统为用户提供对服务器的加密数据进行操作的权限；在存储子系统中，电表数据的类型包括重要数据和不重要数据，系统释放内存的过程时，对于重要数据，边缘节点在将其备份后，将其保存在边缘节点一段时间，然后再释放内存；对于不重要数据，协同附近的边缘设备，用数学建模的方法，简化数据的存储大小，将其模型代码转换为Json字符串，存储在各个边缘节点中，备份后立即将其删除。

2.根据权利要求1所述的面向电力系统中边缘节点的轻量级数据管理系统，其特征在于，当需要存储数据时，创建一个空的zipmap；当需要向zipmap结构中加入新的键值对时，调用相关函数确定key的键值对是否在zipmap中，若不在，重新分配空间以确保有足够的空间来容纳新的键值对，直接写入键值对的信息；当需要查询数据时，通过从前往后遍历对比key的值来查找目标键值对。

3.根据权利要求2所述的面向电力系统中边缘节点的轻量级数据管理系统，其特征在于，当需要存储的数据值所保存的键值对个数小于设定值阈值时，采用zipmap编码方式的哈希对象存储；当需要存储的数据值所保存的键值对个数大于等于设定的值时，采用hashtable编码的哈希对象来存储。

4.根据权利要求3所述的面向电力系统中边缘节点的轻量级数据管理系统，其特征在于，zipmap编码方式的存储结构包括用于保存键值对数量的zmlen；用于储存用户ID号的key，用于存储的ID所对应的数值的value；用于记录key的长度信息的key length；用于记录value的长度信息的value length，用 于表示value修改后多出的空闲字节数的free。

5.根据权利要求1所述的面向电力系统中边缘节点的轻量级数据管理系统，其特征在于，用户需要频繁查询的数据为重要数据，用户不能操作的数据为不重要数据。

6.根据权利要求5所述的面向电力系统中边缘节点的轻量级数据管理系统，其特征在于，在创建一个新对象时，引用计数refcount的值被初始化为1，在对象被一个新程序使用时，它的引用计数值会被增加1，在对象不再被一个程序使用时，它的引用计数值会被减少1；在对象的引用计数值变为0时，释放内存。

7.面向电力系统中边缘节点的轻量级数据管理方法，其特征在于，具体包括：

S1、电表数据在进入边缘节点后，先访问控制子系统，在进入存储子系统后，选择创建对象或将数据添加到已创建的对象之中，并存储到由pool子系统所分配的内存空间中；

S2、存储子系统调用lock子系统为存储提供锁机制，为系统提供多用户读写同一对象的共享机制，存储子系统利用lock子系统获得对记录的读写权限；

S3、pool子系统根据存储子系统的内存分配指令分配内存空间，并将所分配的内存空间的地址传送回存储子系统，对于敏感数据利用加密子系统进行加密之后再进行存储，在后续操作中，用户调用搜索加密子系统对服务器中加密后的数据进行操作；

S4、控制子系统判断电表数据是否是重要数据，若是则log子系统记录数据的读写备份操作后，将该数据保存在边缘节点一段时间之后删除；否则简化数据的存储大小，将其模型代码转换为Json字符串，存储在各个边缘节点中，备份后将其删除。