基于边缘计算网关的物联网设备管理方法及大数据云平台转让专利
申请号 : CN202010779771.0
文献号 : CN111988896B
文献日 : 2021-06-04
发明人 : 薛亮
申请人 : 北京东华博泰科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于边缘计算网关的物联网设备管理方法,其特征在于,应用于与多个边缘计算网关通信的大数据云平台,每个边缘计算网关与至少一个智能路灯通信,所述方法包括:获取每个边缘计算网关在接收到与该边缘计算网关通信的至少一个智能路灯发送的第一能耗数据时所转发的第一运行数据;
基于所述第一运行数据以及预存的与所述第一运行数据对应的第二运行数据确定所述至少一个智能路灯的能耗分析结果;通过所述能耗分析结果生成与所述至少一个智能路灯相匹配的实时控制信号;根据与所述至少一个智能路灯通信的边缘计算网关的网关配置数据对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包;
根据获取的与一级无线网络对应的第一网络状态数据,广播所述目标信号包,以使与所述至少一个智能路灯对应的边缘计算网关截获所述目标信号包,并使与所述至少一个智能路灯对应的边缘计算网关对所述目标信号包进行解析,然后根据获取的与二级无线网络对应的第二网络状态数据将解析得到的实时控制信号下发给所述至少一个智能路灯;
其中,根据获取的与一级无线网络对应的第一网络状态数据,广播所述目标信号包,以使与所述至少一个智能路灯对应的边缘计算网关截获所述目标信号包,包括:确定与所述第一网络状态数据对应的网络延迟数据和网络稳定性数据,基于所述网络延迟数据和所述网络稳定性数据生成用于广播所述目标信号包的多个信号频段的频段干扰系数以及所述信号频段之间的重叠率;通过确定出的多个信号频段的频段干扰系数以及所述信号频段之间的重叠率对所述多个信号频段进行分类得到第一分组和第二分组;其中,位于所述第一分组内的第一信号频段的频段干扰系数大于第一预设阈值且所述第一信号频段之间的重叠率小于第二预设阈值,位于所述第二分组内的第二信号频段的频段干扰系数小于等于所述第一预设阈值且所述第二信号频段之间的重叠率大于等于所述第二预设阈值;计算所述第一分组内的第一信号频段与所述第二分组内的第二信号频段之间的关联权重并根据所述关联权重从所述第一分组内提取至少部分第一信号频段以及从所述第二分组内提取至少部分第二信号频段以作为基准信号频段;根据所述基准信号频段对所述目标信号包进行广播,以使与所述至少一个智能路灯对应的边缘计算网关截获所述目标信号包。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述第一运行数据以及预存的与所述第一运行数据对应的第二运行数据确定所述至少一个智能路灯的能耗分析结果,包括:提取所述第一运行数据中的当前时段能耗数据以及所述第二运行数据中的上一时段能耗数据;
根据所述当前时段能耗数据确定第一运行电流曲线和第二运行电压曲线,并将所述第一运行电流曲线和所述第一运行电压曲线映射到预设坐标平面中并进行融合以获得第一运行功率曲线;根据所述上一时段能耗数据确定第二运行电流曲线和第二运行电压曲线,并将所述第二运行电流曲线和所述第二运行电压曲线映射到所述预设坐标平面中并进行融合以获得第二运行功率曲线;
基于所述第一运行功率曲线和所述第二运行功率曲线之间的比较结果确定所述至少一个智能路灯的能耗分析结果。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根据与所述至少一个智能路灯通信的边缘计算网关的网关配置数据对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包,包括:在所述网关配置数据中提取配置清单,确定所述配置清单的清单数据相对于所述配置清单的第一配置百分比,并根据所述第一配置百分比确定封装参数;
在提取所述配置清单的过程中,记录提取日志,并获取所述配置清单在提取日志中的日志文件的存储路径;
利用所述配置清单在提取日志中的日志文件的存储路径,获取所述配置清单的清单数据与所述配置清单的第二配置百分比,并判断所述第二配置百分比与所述封装参数是否匹配;
若匹配,则根据所述封装参数对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包;若不匹配,则采用预设类别区分权重对所述封装参数进行加权得到目标封装参数并根据所述目标封装参数对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包。
4.一种大数据云平台,其特征在于,包括:处理器,以及
与处理器连接的内存和网络接口;
所述网络接口与大数据云平台中的非易失性存储器连接;
所述处理器在运行时通过所述网络接口从所述非易失性存储器中调取计算机程序,并通过所述内存运行所述计算机程序,以执行上述权利要求1‑3任一项所述的方法。
5.一种应用于计算机的可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质烧录有计算机程序,所述计算机程序在大数据云平台的内存中运行时实现上述权利要求1‑3任一项所述的方法。
说明书 :
基于边缘计算网关的物联网设备管理方法及大数据云平台
技术领域
背景技术
慧城市的节能环保,需要对智慧城市中的物联网设备进行管理尤其是用电行为的管理。以
智能路灯为例,如何实现智慧灯控,从而打造更加节能、便民、可控的灯光管理体系,是实现
城市照明的“管理节能”的关键。然而现有技术在实现对智能路灯的管理时,往往存在布线
过多或控制信号延后的技术问题。
发明内容
能路灯相匹配的实时控制信号;根据与所述至少一个智能路灯通信的边缘计算网关的网关
配置数据对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包;
个智能路灯对应的边缘计算网关对所述目标信号包进行解析,然后根据获取的与二级无线
网络对应的第二网络状态数据将解析得到的实时控制信号下发给所述至少一个智能路灯。
的第二文本数据;
出该第一运行数据的当前缺损系数大于所述缺损评价系数,依据所述第一文本数据和所述
第二文本数据对所述第一运行数据进行补全。
据集的数据活跃度的更新而变化的第二数据集并生成所述第二数据集对应的第一数据缺
损矩阵;对所述第二文本数据进行分词处理得到所述第二文本数据对应的多个数据字符
串,并基于所述多个数据字符串以及每个数据字符串对应的字符串权重生成所述第二文本
数据对应的第二数据缺损矩阵;
所述第一数据缺损矩阵和所述第二数据缺损矩阵具有相同的行数和列数;
码;根据所述目标描述信息的目标编码以及所述缺损描述信息对应的当前编码确定所述第
一数据缺损矩阵和所述第二数据缺损矩阵之间的叠加权重队列;
价系数的多个数值分量以及所述数值分量之间的关联度;基于提取得到的多个数值分量以
及所述数值分量之间的关联度对所述多个数值分量进行筛选以使筛选得到的目标数值分
量位于第一设定数值区间且筛选得到的目标数值分量之间的关联度大于预设阈值;对筛选
得到的多个目标数值分量进行加权求和得到所述缺损评价系数。
第一运行功率曲线;根据所述上一时段能耗数据确定第二运行电流曲线和第二运行电压曲
线,并将所述第二运行电流曲线和所述第二运行电压曲线映射到所述预设坐标平面中并进
行融合以获得第二运行功率曲线;
动率中的其中一个曲线波动率对应的曲线分段标识;基于所述曲线分段标识的标识字段集
与所述曲线分段标识的标识有效性系数提取所述第一运行功率曲线上的功率变化零点;
息对应的动态数据变化列表;当所述信息字段不是所述曲线描述信息中的起始信息字段
时,获取所述多个功率变化零点中变化速率最小的目标零点,将所述目标零点映射到所述
动态数据变化列表中得到映射零点并提取所述映射零点对应的时刻信息和功率信息;
标识确定所述映射零点对应的功率信息是否同时落入所述第一运行功率曲线的第一功率
变化区间以及所述第二运行功率曲线的第二功率变化区间中;在所述功率信息同时落入所
述第一功率变化区间以及所述第二功率变化区间中时,将所述第一运行功率曲线和所述第
二运行功率曲线按照设定数量的维度信息进行比较得到多组曲线比较结果;
描述值;根据所述多个第一结果描述值以及所述多个第二结果描述值对所述多组曲线比较
结果进行重组以得到所述能耗分析结果;其中,所述第一目标区间用于表征运行电流波动
性对应的描述值区间,所述第二目标区间用于表征运行电压波动性对应的描述值区间。
确定所述预设信息集中的分类信息的目标标识字段集并基于所述目标标识字段集与所述
标识字段集之间的匹配率对所述第一运行功率曲线上的功率变化零点进行提取,得到所述
第一运行功率曲线中的多个功率变化零点。
所述当前时段内的更新热度;
否匹配;
目标封装参数对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包。
从所述非易失性存储器中调取计算机程序,并通过所述内存运行所述计算机程序,以执行
上述的方法。
数据确定至少一个智能路灯的能耗分析结果并生成与至少一个智能路灯相匹配的实时控
制信号,然后根据与至少一个智能路灯通信的边缘计算网关的网关配置数据对实时控制信
号进行封装得到目标信号包,最后通过一级无线网络广播目标信号包并通过二级无线网络
使边缘计算网关将解析得到的实时控制信号下发给至少一个智能路灯。如此,能够基于一
级无线网络实现目标信号包的可靠广播,还能够基于二级无线网络实现实时控制信号的准
确、快速下发,无需布设大量的控制线路,从而实现智慧灯控以及城市照明的“管理节能”,
进而实现智慧城市的节能环保。
附图说明
具体实施方式
中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附
权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
护的难度。如果采用无线连接实现控制信号的传输,则会导致在下发控制信号时由于远距
离的无线信号的传输出现控制信号延后。
据云平台与边缘计算网关之间的一级无线网络,以及边缘计算网关与智能路灯之间的二级
无线网络实现控制信号的准确、快速下发,无需布设大量的控制线路,从而实现智慧灯控以
及城市照明的“管理节能”,进而实现智慧城市的节能环保。
缘计算网关120以及多个智能路灯130。其中,大数据云平台110与每个边缘计算网关120通
信,每个边缘计算网关与至少一个智能路灯130通信。进一步地,请结合参阅图2,提供了基
于边缘计算网关的物联网设备管理方法的流程示意图,所述方法可以应用于图1中的大数
据云平台110,具体可以包括以下步骤S21‑步骤S23所描述的内容。
少一个智能路灯相匹配的实时控制信号;根据与所述至少一个智能路灯通信的边缘计算网
关的网关配置数据对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包。
的数量确定。目标信号包中包含与边缘计算网关120相对应的响应报文字段。
述至少一个智能路灯对应的边缘计算网关对所述目标信号包进行解析,然后根据获取的与
二级无线网络对应的第二网络状态数据将解析得到的实时控制信号下发给所述至少一个
智能路灯。
生成与至少一个智能路灯相匹配的实时控制信号,然后根据与至少一个智能路灯通信的边
缘计算网关的网关配置数据对实时控制信号进行封装得到目标信号包,最后通过一级无线
网络广播目标信号包并通过二级无线网络使边缘计算网关将解析得到的实时控制信号下
发给至少一个智能路灯。如此,能够基于一级无线网络实现目标信号包的可靠广播,还能够
基于二级无线网络实现实时控制信号的准确、快速下发,无需布设大量的控制线路,从而实
现智慧灯控以及城市照明的“管理节能”,进而实现智慧城市的节能环保。
网关的数据传输格式和数据传输频率考虑在内。为改善上述问题,步骤S21所描述的获取每
个边缘计算网关在接收到与该边缘计算网关通信的至少一个智能路灯发送的第一能耗数
据时所转发的第一运行数据,具体可以包括以下步骤S211和步骤S212所描述的内容。
据传输频率的第二文本数据。
后若判定出该第一运行数据的当前缺损系数大于所述缺损评价系数,依据所述第一文本数
据和所述第二文本数据对所述第一运行数据进行补全。
的完整性。
缺损评价系数,具体可以包括以下步骤S2121‑步骤S2124所描述的内容。
所述第一数据集的数据活跃度的更新而变化的第二数据集并生成所述第二数据集对应的
第一数据缺损矩阵;对所述第二文本数据进行分词处理得到所述第二文本数据对应的多个
数据字符串,并基于所述多个数据字符串以及每个数据字符串对应的字符串权重生成所述
第二文本数据对应的第二数据缺损矩阵。
元素;其中,所述第一数据缺损矩阵和所述第二数据缺损矩阵具有相同的行数和列数。
的目标编码;根据所述目标描述信息的目标编码以及所述缺损描述信息对应的当前编码确
定所述第一数据缺损矩阵和所述第二数据缺损矩阵之间的叠加权重队列。
计算缺损评价系数的多个数值分量以及所述数值分量之间的关联度;基于提取得到的多个
数值分量以及所述数值分量之间的关联度对所述多个数值分量进行筛选以使筛选得到的
目标数值分量位于第一设定数值区间且筛选得到的目标数值分量之间的关联度大于预设
阈值;对筛选得到的多个目标数值分量进行加权求和得到所述缺损评价系数。
述的基于所述第一运行数据以及预存的与所述第一运行数据对应的第二运行数据确定所
述至少一个智能路灯的能耗分析结果,具体可以包括以下步骤S2211‑步骤S2213所描述的
内容。
融合以获得第一运行功率曲线;根据所述上一时段能耗数据确定第二运行电流曲线和第二
运行电压曲线,并将所述第二运行电流曲线和所述第二运行电压曲线映射到所述预设坐标
平面中并进行融合以获得第二运行功率曲线。
的基于所述第一运行功率曲线和所述第二运行功率曲线之间的比较结果确定所述至少一
个智能路灯的能耗分析结果,具体可以包括以下步骤a‑步骤d所描述的内容。
曲线波动率中的其中一个曲线波动率对应的曲线分段标识;基于所述曲线分段标识的标识
字段集与所述曲线分段标识的标识有效性系数提取所述第一运行功率曲线上的功率变化
零点;其中,基于所述曲线分段标识的标识字段集与所述曲线分段标识的标识有效性系数
提取所述第一运行功率曲线上的功率变化零点包括:根据所述曲线分段标识的标识字段集
判断所述曲线分段标识对应的标识分类信息是否为预设信息集中的分类信息,若是,则根
据所述曲线分段标识的标识有效性系数来确定所述预设信息集中的分类信息的目标标识
字段集并基于所述目标标识字段集与所述标识字段集之间的匹配率对所述第一运行功率
曲线上的功率变化零点进行提取,得到所述第一运行功率曲线中的多个功率变化零点。
描述信息对应的动态数据变化列表;当所述信息字段不是所述曲线描述信息中的起始信息
字段时,获取所述多个功率变化零点中变化速率最小的目标零点,将所述目标零点映射到
所述动态数据变化列表中得到映射零点并提取所述映射零点对应的时刻信息和功率信息。
率匹配标识确定所述映射零点对应的功率信息是否同时落入所述第一运行功率曲线的第
一功率变化区间以及所述第二运行功率曲线的第二功率变化区间中;在所述功率信息同时
落入所述第一功率变化区间以及所述第二功率变化区间中时,将所述第一运行功率曲线和
所述第二运行功率曲线按照设定数量的维度信息进行比较得到多组曲线比较结果。
二结果描述值;根据所述多个第一结果描述值以及所述多个第二结果描述值对所述多组曲
线比较结果进行重组以得到所述能耗分析结果;其中,所述第一目标区间用于表征运行电
流波动性对应的描述值区间,所述第二目标区间用于表征运行电压波动性对应的描述值区
间。
以下步骤S2221‑步骤S2223所描述的内容。
状态数据在所述当前时段内的更新热度。
算网关的网关配置数据对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包,具体可以包括以下
步骤S2231‑步骤S2234所描述的内容。
封装参数是否匹配。
并根据所述目标封装参数对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包。
线网络对应的第一网络状态数据,广播所述目标信号包,以使与所述至少一个智能路灯对
应的边缘计算网关截获所述目标信号包,具体可以包括以下步骤S2311‑步骤S2313所描述
的内容。
号频段的频段干扰系数以及所述信号频段之间的重叠率。
组内的第一信号频段的频段干扰系数大于第一预设阈值且所述第一信号频段之间的重叠
率小于第二预设阈值,位于所述第二分组内的的第二信号频段的频段干扰系数小于等于所
述第一预设阈值且所述第二信号频段之间的重叠率大于等于所述第二预设阈值。
以及从所述第二分组内提取至少部分第二信号频段以作为基准信号频段;根据所述基准信
号频段对所述目标信号包进行广播,以使与所述至少一个智能路灯对应的边缘计算网关截
获所述目标信号包。
包。
括以下步骤S2321和步骤S2322所描述的内容。
生成与所述至少一个智能路灯相匹配的实时控制信号;根据与所述至少一个智能路灯通信
的边缘计算网关的网关配置数据对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包;
包,并使与所述至少一个智能路灯对应的边缘计算网关对所述目标信号包进行解析,然后
根据获取的与二级无线网络对应的第二网络状态数据将解析得到的实时控制信号下发给
所述至少一个智能路灯。
每个边缘计算网关通信,且每个边缘计算网关与至少一个智能路灯通信;
能路灯相匹配的实时控制信号;根据与所述至少一个智能路灯通信的边缘计算网关的网关
配置数据对所述实时控制信号进行封装得到目标信号包;
灯。
非易失性存储器114连接。所述处理器111在运行时通过所述网络接口113从所述非易失性
存储器114中调取计算机程序,并通过所述内存112运行所述计算机程序,以执行上述的方
法。
说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以
不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的
需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付
出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未申请的本技术领域中的公知常识
或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。