[发明专利]基于SuperEdge和EdgeXFoundry的云边端设备平台控制架构和方法

说明书

本发明涉及云计算、边缘计算领域，具体涉及一种基于SuperEdge和EdgeXFoundry的云边端设备平台控制架构和方法，将EdgeX Foundry边缘计算框架以微服务形式运行在边缘节点，并管理支持多种协议的物联网设备；所述SuperEdge包含云侧和边缘侧，具备云边协同，边缘自治、分布式健康检查的特性，其以容器化编排方式将EdgeX Foundry平台部署于边缘节点之上，可实现EdgeX Foundry设备管理平台的高可用，同时兼顾云端设备数据的存储/分析，解决工业互联网、智能交通、新零售等场景中物联网设备高效管理，可实现设备管理在云端和边缘端的协同，提高了物联网平台的可扩展性以及提高边缘设备管理效率。

技术领域

本发明涉及云计算、边缘计算领域，具体涉及一种基于SuperEdge和EdgeXFoundry的云边端设备平台控制架构和方法。

背景技术

近年来，随着物联网和5G技术不断地推进和发展，云计算应用的逐渐增加以及智能设备数据的急剧增加，企业对设备的管理不断升级。对设备的接入和数据采集需求必然空前高涨。传统的设备实时监控、数据采集使用技术不能满足低延时和高带宽的要求。另一方面设备终端、底层系统、设备接入协议转换等功能模块都以单体模式开发，实现数据收集、处理、导出、设备控制等功能。这种系统设计和实现方式存在运维困难、功能模块不可重用。

SuperEdge以零侵入性基于Kubernetes实现的边缘应用容器的管理框架，结合近年来火热的边缘计算的特点，将kubernetes强大的容器编排能力下沉到边缘侧，实现了云边协同、边缘自治等特性，很好的打通了云边通信，但是边缘侧应用离不开与终端侧设备的交互，SuperEdge在设计上重点考虑了云边协同能力，对终端侧设备的管理能力存在缺失。

EdgeX Foundry是Linux基金会下的硬件和操作系统无关的开源中立的边缘计算微服务框架，用于统一工业物联网边缘计算解决方案的生态系统。其微服务众多，服务层级分明，传统的EdgeX Foundry通过Docker-Compose的部署方式，可以实现在单一边缘节点部署。但是单一边缘节点存在单点故障的风险，一旦边缘节点宕机，必然导致整个管理平台无法使用。

综上所述，亟需一种解决边缘设备管理平台的自动化部署以及实现云边协同和边边协同问题的方法，实现边缘设备管理平台部署的自动化、智能化，提高平台的扩展性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种基于SuperEdge和EdgeXFoundry的云边端设备平台控制架构和方法，解决边缘设备管理平台自动化部署，实现云端与边缘的协同，提高了物联网平台的可扩展性以及提高边缘设备管理效率，实现云边端一体化，其具体技术方案如下：

基于SuperEdge和EdgeX Foundry的云边端设备平台控制架构，由SuperEdge边缘计算管理框架和EdgeX Foundry边缘计算框架组成，所述SuperEdge边缘计算管理框架包括云侧和边缘侧，所述云侧和边缘侧通过云边隧道进行连接，所述云边隧道由tunnel-cloud和tunnel-edge组成；所述云侧部署有云端节点，边缘侧部署有边缘节点，所述边缘侧执行边缘应用部署和数据同步到云端节点，所述云侧用于管理边缘节点和发布边缘应用，所述EdgeX Foundry边缘计算框架通过容器化编排方式部署于边缘节点上，以微服务形式运行。

进一步的，所述云端节点，包括：Kubernetes原生组件和SuperEdge云端组件，所述Kubernetes原生组件包括：kube-apiserver、kube-scheduler和kube-controller-manager。