[发明专利]数据处理系统及方法

说明书

本发明属于边缘计算的技术领域，尤其是涉及一种数据处理系统及方法，环形边缘计算数据获取系统其特征在于包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括一个环行通讯网络，连接所有的边缘节点设备，每个边缘节点设备分别与云端服务器相连接，每个边缘节点设备分别与其终端设备相连接，云端服务器处于环形网络中心，软件部分包括环形通信调度管理、通信和执行单元接口管理。本发明通过与其他边缘节点资源共享，提高了边缘节点的运算速度；通过云端服务器对各边缘节点对云端服务器数据传输历史数据的评估，获得各边缘节点到云端服务器的最快路由，提高了边缘节点到云端服务器的数据传输速率，减轻了大量数据传输给云端造成的压力。

技术领域

本发明属于边缘计算的技术领域，尤其是涉及一种数据处理系统及方法。

背景技术

随着矿山数字化建设的发展，智能化终端设备在矿山企业得到广泛的应用，大量多样化异构数据成几何级数的递增。加之采集的数据需要通过防火墙才能存入到数据存储及管理网服务器中，这都给现有的云、边、端星型网络通信带来很大的压力。由于星型网络结构没有使众多边的资源得到充分利用，出现各自为战，“忙闲不一”的情况，忙的节点资源紧张，闲的节点，资源浪费，未能实现资源共享。因此为了满足矿山企业在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的需求，降低无效数据上云带来的通信开销和处理时延。采用环形网络设计的方法，建立网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台。先用边缘计算在靠近物或数据源头的一侧，就近提供最近端服务，产生更快的网络服务响应；再通过建立的环形网络，与其他边缘节点资源共享，加快边缘节点的运算速度，提高边缘节点到云端服务器的数据传输速率，从而大大减轻现场数据传输给云端造成的压力。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有网络数据传输延迟过大的缺陷，提供一种数据处理技术及方法，使得底层数据在通过边缘计算后，能够准确及时的传送至云服务器中，同时也为了让云服务器中的命令及时传递到边缘设备中，通过这种将环形网络结构设计与边缘计算融合在一个传输平台上的方法，提高了边缘节点到云端服务器的数据传输速率。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的数据处理系统，其特征在于，包含硬件和软件两部分，硬件部分包括一个环行通讯网络，连接所有的边缘节点设备，每个边缘节点设备又分别与云端服务器相连接，所有的边缘节点设备分别与其终端设备相连接；云服务处于环形网络中心。

所述的每个边缘节点设备构成独立的边缘计算子系统，包括：网络接口机、应用服务器和应用服务系统。

所述的所有的边缘节点设备的边缘计算网关通过相互协作构成一个可配置系统，边缘计算网关之间通过令牌交换的方式进行交互，整个过程在统一交互命令执行中进行。

所述的终端设备包括PLC控制系统、变频驱动设备、温度传感器、压力传感器和液位传感器。

所述的软件部分包含环形通信调度管理、通信和执行单元接口管理。

一种数据处理系统的处理方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）边缘计算节点接收处理任务，若所述的处理任务为其他边缘计算节点发送的，该边缘计算节点直接处理该任务；若所述的处理任务为与其相连接的终端设备发出的，边缘计算节点评估任务的计算量及该节点的资源利用情况，若该任务的计算量较小且该节点的资源利用率较低，该边缘计算节点直接处理该任务；若该任务的计算量较大且该节点的资源利用率较高，则该边缘计算节点向云端服务器发出协助请求；

（2）中心云端服务器对各边缘计算节点资源利用情况进行评估，选择计算量较小的边缘节点进行协助，以实现并行处理各边缘节点的计算任务；

（3）中心云端服务器根据历史数据，计算所有边缘计算节点到其他边缘计算节点以及到云端服务器的所有路由的传输特征，并按传输速率生成传输特征表，并定期更新；

（4）中心云端服务器指令该边缘计算节点对需要协助的任务打包为多个独立的任务分块，并根据传输特征表中确定时间最短路由，传输到协助计算的边缘计算节点；