[发明专利]用于物联网的基于边缘计算的复杂事件处理系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于物联网的基于边缘计算的复杂事件处理系统及方法，包括原始事件感知模块、原始事件处理模块及复杂事件处理模块；原始事件感知模块从物联网终端感知设备获取原始事件并传递给原始事件处理模块；原始事件处理模块对原始感知事件进行预处理之后按照预定规则将事件放到边缘计算服务器原始事件库或者传给事件解析器；复杂事件处理模块从原始事件处理模块拿到简单事件之后通过事件解析器进一步进行事件模式检测、事件过滤、事件抽象、事件层次结构建模、事件聚合和转换及事件之间的关系检测以推理更复杂更高级的复合事件。本发明可以实时地响应云端服务器需求的变化并实时处理边缘端所匹配的复杂事件允许生产过程中生产计划的变更，使生产效率达到最大化。

技术领域

本发明涉及计算机软件领域，具体是指一种用于物联网基于边缘计算的复杂事件处理系统及方法。

背景技术

通常，物联网终端感知设备网络缺乏足够的硬件资源来分析和可视化物联网终端感知设备采集到的数据。这样的物联网终端感知设备网络通常用于获取数据并将其转发到一个更强大的设备，在那里数据可以被正确处理。这些设备可以用于监视、可视化和执行统计分析的实例服务器。当前使用智能物联网终端感知设备网络的一个挑战是与云服务的通信。由于嵌入式系统在物联网终端感知设备网络中应用较多，通常没有足够的硬件资源来进行数据的监测、分析和可视化。此外，通信具有挑战性，因为网络延迟是一个限制因素，特别是在实时应用领域。为了解决云计算的瓶颈和隐私安全问题，将事件流处理下推到目前能够在网络边缘进行计算和通信的设备上。基于这种现状，提出了一种边缘计算方法作为物联网终端感知设备网络的补充。通过使用边缘节点，一些计算密集型任务可以更靠近物联网终端感知设备网络，从而实现数据预处理。

边缘设备位于接近终端设备的位置，减少了网络延迟并使实时应用程序成为可能。边缘层作为中间层，可以与云服务器进行通信。一种可能的场景是将无线物联网终端感知设备网络产生的数据聚合并存储在一个边缘设备上。边缘设备可以作为下一步的一个步骤，将数据传输到云服务，云服务的资源，如存储、计算能力等，可以用来执行更多的资源密集型任务。潜在的任务可以是例如过滤大数据集或应用机器学习方法。

物联网(IoT)中部署的大量物联网终端感知设备和智能对象为物联网实时监测应用提供了巨大的潜力，可以检测并对现实世界做出反应。物联网数据实时处理能力不足，阻碍了物联网实时监控应用的发展。物联网监测数据量增长迅速，具有明显的大数据特征。物联网监控系统需要在数据流到达时对数据进行持续及时的处理，以支持实时性能，提高洞察能力和决策能力，以支持复杂的业务逻辑。关注物联网数据实时处理的两个问题：1)如何将大量的原始感知数据有效地转化为有意义的复杂事件，2)如何适应监控业务逻辑的复杂性和可变性。提出了一种用于物联网实时处理的通用复杂事件处理(CEP)系统及方法。

复杂事件处理(CEP)是提取信息的主要技术。CEP是一种基于一组预定义规则的数据处理技术，这些规则规定应该如何处理数据流，以及应该生成哪些新的事件流作为输出。事件可以是许多感兴趣的独立事件(例如高于正常温度)或复杂事件(例如持续高温)，它们对应于业务的特定情况或模式。

本发明提出了一种包含原始事件、简单事件和复杂事件的物联网感知事件层次模型，降低了物联网感知事件建模的复杂性。该模型支持复杂的时间和空间语义，通过事件建模语言对物联网事件进行建模分解并定义复杂事件。基于此模型，提出了一种基于边缘计算的通用复杂事件处理系统架构，该架构将系统部署在终端感知设备与云端应用程序之间的物联网原始数据生成位置的网络边缘。将复杂事件定义映射到CEP规则逻辑脚本，及时检测潜在异常事件。所提出的CEP机制是通用的，适用于任何物联网和CEP引擎。

发明内容