【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及數(shù)據(jù)處理，具體為一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)。
技術介紹
1、隨著互聯(lián)網的發(fā)展，我們逐漸進入了萬物互聯(lián)網的時代，智能巡檢系統(tǒng)的應用也變得日益廣泛，雖然智能巡檢能夠很好的滿足工業(yè)巡檢的需求，但由于巡檢系統(tǒng)的具有豐富的傳感器和控制器，在與周圍環(huán)境進行交互會產生大量的數(shù)據(jù)，這就對巡檢數(shù)據(jù)的儲存、計算處理能力、傳輸速度等都有了更高的要求。現(xiàn)有的智能巡檢系統(tǒng)開始采用邊緣計算的方法來緩解中央服務器的計算壓力，分擔中央服務器的責任，并與中央服務器合作有序快速的處理巡檢數(shù)據(jù)。
2、在邊緣計算中,通過將部分待執(zhí)行任務卸載到邊緣服務器執(zhí)行能夠達到降低移動設備的負載、提升移動應用性能和減少設備開銷的目的.但對于時延敏感任務,只有在截止期限內完成才具有實際意義.但是邊緣服務器的資源往往有限,當同時接收來自多個設備的數(shù)據(jù)傳輸及處理任務時,可能造成任務長時間的排隊等待,導致部分任務因超時而執(zhí)行失敗,因此無法兼顧多臺設備的性能。
3、因此，在對巡檢數(shù)據(jù)處理時有必要考慮巡檢任務的優(yōu)先級以及計算能耗，使得巡檢數(shù)據(jù)的處理能夠快速、精準。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，利用螢火蟲群優(yōu)化調度聯(lián)合方法實現(xiàn)巡檢任務的優(yōu)化調度，考慮了巡檢任務的優(yōu)先級以及優(yōu)化調度過程中的時延和能耗問題，使得巡檢數(shù)據(jù)的處理能夠快速、精準。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案，一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其步驟包括
3、巡檢設備獲取巡檢任務，對巡檢任務進行優(yōu)先級劃分，并確定能耗、時延約束條件；
4、基于能耗和時延約束條件構建螢火蟲群優(yōu)化調度聯(lián)合方法；
5、基于巡檢任務的優(yōu)先級，利用螢火蟲群優(yōu)化調度聯(lián)合方法將巡檢數(shù)據(jù)傳輸至邊緣服務器進行處理，對處理的巡檢數(shù)據(jù)進行優(yōu)先級確定并賦予管道標志，得到邊緣數(shù)據(jù)；
6、云計算中心識別到邊緣數(shù)據(jù)的管道標志后將邊緣數(shù)據(jù)輸入到相應的處理管道進行處理，并將管道處理結果進行綜合處理實現(xiàn)巡檢優(yōu)化、預測及展示。
7、根據(jù)上述技術方案，根據(jù)巡檢任務的完成期限，將巡檢任務劃分為一級巡檢任務和二級巡檢任務，一級巡檢任務的優(yōu)先級為1，二級巡檢任務優(yōu)先級為0。
8、其中，將巡檢任務完成期限小于等于最大限制期限ζ的巡檢任務劃分為一級巡檢任務，巡檢任務完成期限大于最大限制期限ζ的巡檢任務劃分為二級巡檢任務。
9、根據(jù)上述技術方案，所述能耗約束條件為：
10、
11、其中，xij表示第i個巡檢任務分配到第j個邊緣服務器，xij∈{0,1}，n表示邊緣服務器的數(shù)量，m表示巡檢任務的數(shù)量，fij表示第i個巡檢任務在第j個邊緣服務器上處理時的能耗，gjmax表示第j個邊緣服務器的最大負載。
12、根據(jù)上述技術方案，所述時延約束條件為：
13、
14、其中，t表示時隙長度，t表示時隙，tqw表示為巡檢任務q的等待時間，tqcom表示巡檢任務q的總時延包括傳輸時延、計算時延和卸載時延，tqfin表示巡檢任務q的完成期限，sqt＝1表示巡檢任務q在時隙t成功分配到邊緣服務器s上，sqt＝0表示巡檢任務q在時隙t分配到邊緣服務器s上失敗，k表示巡檢任務q的分配約束率，q[.]表示在t時間段內巡檢任務q在時隙t分配到邊緣服務器s上成功及失敗的合集。所述計算時延是指在本地計算產生的時延。
15、根據(jù)上述技術方案，所述螢火蟲群優(yōu)化調度聯(lián)合方法步驟包括：
16、每個巡檢任務視為一個螢火蟲，判斷巡檢任務的優(yōu)先級，所有優(yōu)先級為0的巡檢任務構成螢火蟲群a，所有優(yōu)先級為1的巡檢任務構成螢火群b；
17、在螢火蟲群a中每個螢火群都設置同一濃度的熒光素，利用熒光素計算公式對螢火群的熒光色素進行更新并計算螢火蟲向低濃度熒光素移動的概率更新螢火蟲位置，直到滿足迭代次數(shù)和約束條件停止位置更新；
18、所述更新后的螢火蟲位置為
19、
20、其中，l代表螢火蟲每次迭代的步長，代表標準歐氏距離，xo(s)代表低濃度熒光素所在的邊緣服務器s的位置，xq(1+s)表示更新后的螢火蟲位置，xq(s)表示巡檢任務q分配到邊緣服務器s的位置。
21、在螢火蟲群b中計算每個巡檢任務到邊緣服務器到所有邊緣服務器的距離，并將每個巡檢任務分配到距離最近的邊緣服務器中，計算邊緣服務器上分配的所有巡檢任務的容量總和c并與邊緣服務器的剩余容量c進行比較，計算巡檢任務的容量總和c與邊緣服務器的剩余容量c的差值τ和邊緣服務器的剩余容量c與巡檢任務的容量總和c的差值σ；
22、當c>c時，篩選出σ大于τ對應的服務器，并將τ對應的邊緣服務器的巡檢任務進行重新分配為兩部分，一部分的巡檢任務的容量總和c小于邊緣服務器的剩余容量c分配給原來對應的邊緣服務器，計算另一部分巡檢任務與τ對應的邊緣服務器的距離，將巡檢任務分配到距離最近的邊緣服務器，并將邊緣服務器上分配的所有巡檢任務的容量總和c與邊緣服務器的剩余容量c進行比較，若還存在c>c，則重復以上步驟進行分配，直至c≤c，分配完成。
23、根據(jù)上述技術方案，所述熒光素計算公式表示為：
24、
25、其中，w表示熒光素濃度，lq(t)表示巡檢任務q分配到邊緣服務器s后的熒光素濃度，β代表衰減系數(shù)，xq代表巡檢任務q分配到邊緣服務器s的位置，g(.)代表巡檢任務q在迭代后的目標函數(shù)，w1表示為計算時延權重因子，w2表示為能耗權重因子，tcom表示計算時延，e表示能耗。
26、根據(jù)上述技術方案，所述巡檢任務的種類和管道標志的種類是一一對應的，一種處理管道對應著一種管道標志。
27、一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括：
28、巡檢設備層，包括巡檢設備及相應的傳感器，用于獲取巡檢任務；
29、邊緣服務層，基于巡檢任務的優(yōu)先級，利用螢火蟲群優(yōu)化調度聯(lián)合方法將巡檢數(shù)據(jù)傳輸至邊緣服務器進行處理，對處理的巡檢數(shù)據(jù)進行優(yōu)先級確定并賦予管道標志，得到邊緣數(shù)據(jù)；
30、云中心處理層，用于識別到邊緣數(shù)據(jù)的管道標志后將邊緣數(shù)據(jù)輸入到相應的處理管道進行處理，并將管道處理結果進行綜合處理實現(xiàn)巡檢優(yōu)化、預測及展示。
31、與現(xiàn)有技術相比，本專利技術所達到的有益效果是：本專利技術利用螢火蟲群優(yōu)化調度聯(lián)合方法實現(xiàn)巡檢任務的優(yōu)化調度，通過考慮優(yōu)先級，能夠優(yōu)先處理任務時限短而急的巡檢任務，避免因任務長時間的排隊等待,導致任務因超時而執(zhí)行失敗，同時考慮了優(yōu)化調度過程中的時延和能耗問題，使得巡檢數(shù)據(jù)的處理能夠更加的準確快算，且減少了能耗，將邊緣服務器上的邊緣數(shù)據(jù)傳輸至云中心處理層通過相應的處理管道進行處理，無需對邊緣數(shù)據(jù)進行再一步分類，減少了數(shù)據(jù)處理的復雜度，提高了數(shù)據(jù)處理的速度。
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1.一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，根據(jù)巡檢任務的完成期限，將巡檢任務劃分為一級巡檢任務和二級巡檢任務，一級巡檢任務的優(yōu)先級為1，二級巡檢任務優(yōu)先級為0。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述能耗約束條件為：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述時延約束條件為：
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述螢火蟲群優(yōu)化調度聯(lián)合方法步驟包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述熒光素計算公式表示為：
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述巡檢任務的種類和管道標志的種類是一一對應的，一種處理管道對應著一種管道標志。
8.一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：
【技術特征摘要】
1.一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，根據(jù)巡檢任務的完成期限，將巡檢任務劃分為一級巡檢任務和二級巡檢任務，一級巡檢任務的優(yōu)先級為1，二級巡檢任務優(yōu)先級為0。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述能耗約束條件為：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網的巡檢數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述時延約束條件為...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：韓立楊，宋遠委，
申請(專利權)人：吾盛上海能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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