[发明专利]一种用于人工智能物联网的边缘计算节点任务调度的方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于人工智能物联网的三层边缘计算节点任务调度的方法和系统，任务调度控制器通过改进的最短路径算法OSPA，规划物联网中点到点的最优路径，再通过初选规则和模糊逻辑算法实现设备任务调度到最优边缘计算节点。通过三层边缘计算节点任务调度的方法和系统，实现智能物联网，可以在没有人工干预的情况下，建筑、社区、或城市区域自动调节能源、功能，从而使能源效率最大化。

技术领域

本发明涉及智能物联网领域，特别涉及三层边缘计算节点任务调度的系统及方法。

背景技术

随着科技的发展，人工智能化的物联网越来越多地融入我们的日常生活。智慧建筑，智慧社区、智慧城市就是其中的具体应用案例。例如，在一座智能建筑当中，当温湿度传感器检测到系统内的温度湿度时，自动启动建筑物的通风系统，供暖系统、制冷系统等交互设备，调节智慧建筑的温度与湿度；空气质量传感器检测建筑物内灰尘、甲醛、TVOC、PM2.5等成分含量，智能新风系统结合多种空气处理组件，杀菌除尘、去除PM2.5、甲醛、TVOC等有害物质，让室内空气自然清新；能源管理系统会根据传感器检测的当前建筑的能源消耗及内部环境情况，更改能源供应或调节能源消耗，比如，当能源消耗过高或者自然光照较强时，降低内部照明灯具的亮度。但目前智能物联网仍有许多不足：

一是计算资源不足，智慧建筑、智慧社区、智慧城市在运行中会产生极其庞大的数据，需要消耗大量计算资源，而现有方式无法实现可同时计算如此大的数据量。

二是实时性较差，智慧建筑、智慧社区、智慧城市运行中产生的大量数据需要运算，只有一个计算中心，无法满足智慧建筑、智慧社区、智慧城市需要及时的信息传递的要求。

三是网络传输稳定性较差，无线智能物联网由于是无线的，所以网络传输稳定性不如有线稳定，而智慧建筑、智慧社区、智慧城市又对网络传输稳定性有一定的要求。

发明内容

(一)发明目的

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，通过三层边缘计算节点任务调度的系统及方法，实现智能物联网的构建，可以在没有人工干预的情况下，建筑、社区、或城市区域自动调节能源、功能，从而使能源效率最大化，本发明公开了以下技术方案。

(二)技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种用于人工智能物联网的三层边缘计算节点任务调度的方法，包括以下步骤：

任务调度控制器通过改进的最短路径算法OSPA，完成网络中点到点的最优传输路径规划，再通过初选规则和模糊逻辑算法实现设备任务调度到最优边缘计算节点。

在一种可能的实施方式中，所述通过初选规则初筛边缘计算节点，包括：

任务调度控制器定义调度任务到各层边缘计算节点的时延模型，在计算设备任务的总时延小于任务最大容忍延时的边缘计算节点中，通过初选规则选择较优的N个边缘计算节点作为任务调度的候选节点。

在一种可能的实施方式中，所述通过模糊逻辑算法实现设备任务调度到最优边缘计算节点，包括：

将设备任务的长度、优先级和任务调度的传输时延与该任务最大容忍延时之比三个参数作为模糊逻辑算法的输入变量，定义三个参数的隶属函数，选定模糊规则和推理方法，采用模糊逻辑算法选择候选节点中最优节点进行任务调度。

在一种可能的实施方式中，所述通过模糊逻辑算法实现设备任务调度到最优边缘计算节点，包括以下步骤：

将设备任务的长度、优先级和任务调度的传输时延与该任务最大容忍延时之比进行变量模糊化，定义三个变量的隶属函数以及相应的模糊集合；

选定相应的模糊规则，通过隶属函数得到每个输入变量相应的隶属度，同时激活符合条件的模糊规则，模糊规则的条件采用逻辑与运算连接，采用取最小值法确定符合条件的模糊值；