[发明专利]基于确定性资源调度的无线远程数据实时传输方法

说明书

本发明公布了一种基于确定性资源调度的无线远程数据实时传输方法。其特征是：步骤一，为采样的工艺过程数据打时戳后进行无线发送；步骤二，通过云服务器获取工艺过程数据及工艺过程数据的延时值，并估计网络通信质量；步骤三，自适应调整云服务器获取的工艺过程数据的延时值，确保云服务器控制与决策程序可同时调用同批采样数据。本发明满足了云服务器上控制和决策程序对工业无线过程数据的确定性时间处理要求，实现了工业物联网的实时性要求；而且完成了同批所有数据的确定性获取，实现了工业物联网的可靠性要求，为基于工业物联网实现工业生产过程的远程云端控制与决策部署提供了技术基础。

技术领域

本发明以工业物联网为研究背景，具体地说是一种基于确定性资源调度的无线远程数据实时传输方法。

背景技术

无线通信因其无线特征带来的移动和部署优势，使得实际生产过程不受操作空间、操作环境等限制成为可能，从而成为工业物联网的重要组成部分。随着工厂智能化程度的逐步提升，现代工业利用已有的高性能的计算技术、虚拟仿真应用技术等已经逐渐向云应用的信息化产业方向发展，对于生产过程的信息化管理，使得基于大量生产数据分析的企业生产模式逐渐为更多企业接受和使用。但在使用数据的同时带来了对于数据实时性更苛刻的要求，因此，急需一种满足工业确定性实时需求的无线远程数据传输方法。

工业生产过程中，基于周期性的工业控制要求，无线网络传输的实时性一般指通过网络传送的数据必须在预先确定的时间内从源端传送到目的端，即要求在确定时刻能获得所需的数据。目前的云端控制与决策程序要求等间隔的实时数据获取，方便数据的同批次集中处理。同批采样数据如若到达云端的时间间隔差距较大，且无法实现精准同步，则云端控制与决策程序访问的数据将不在同一个时间维度上，带来控制指令和决策偏差甚至错误等问题。然而，由于无线传输的信道衰减和网络不稳定性等特性，导致传输时延波动较大，因此，对于需要大量实时工业过程数据的工业物联网而言，获得确定时延的、等间隔的实时数据较为困难，不稳定的信道和网络状态为要去等间隔实时数据的云端决策程序提出更大的挑战，无法有效支撑数据的远程处理。

然而，目前针对无线环境下的工业实时性解决方案尚不完善，结合云计算和大数据环境下的无线远程数据传输方法成为新的研究热点，尤其对于需要大量计算资源、无法本地完成、依赖大量数据的现代工业，由于计算资源空间位置的限制使得无线远程传输方式的必要性显著提高，但是无线网络波动大、不稳定的特点始终存在，对于控制、决策环节位于远程云服务器的生产过程，无线传输的方式必将对数据传输的工业实时性提出较高的要求，数据的准时到达、等间隔获取显得尤为重要。

发明内容

针对工业物联网中同批采样数据如若到达云端的时间间隔差距较大，且无法实现精准同步，则云端控制与决策程序访问的数据将不在同一个时间维度上，带来控制指令和决策偏差甚至错误等问题，本发明提出了一种基于确定性资源调度的无线远程数据实时传输方法，其技术方案为：

一种基于确定性资源调度的无线远程数据实时传输方法，包括以下步骤：

步骤一：为采样的工艺过程数据打时戳后进行无线发送，具体步骤如下：

1)工业现场周期性实时采集工艺过程数据，并将所述的工艺过程数据与当前采样时间发送给无线远程传输终端；

2)无线远程传输装置持续监控指定的过程数据端口，实时接收工业现场发送的工艺过程数据与当前采样时间，通过将所述工艺过程数据与当前采样时间打包后增加处理时戳，并建立数据包时戳，然后将数据包时戳无线发送给云服务器；

步骤二：通过云服务器获取工艺过程数据及工艺过程数据的延时值，并估计网络通信质量，具体步骤如下：

1)无线远程传输终端与云服务器建立虚拟专用网络通道进行数据交换，并将工艺过程数据、当前采集时间以及通过无线远程传输装置获得的数据包时戳上传至云服务器；