一种基于边缘计算网关的远程站间数据通讯方法与流程

本发明涉及远程通讯技术领域，尤其是涉及一种基于边缘计算网关的远程站间数据通讯方法。

背景技术：

本发明提出一种基于边缘计算网关的远程站间数据通讯方法。在工业物联网领域，如何使不具备固定ip地址的两台或多台边缘计算网关之间实现数据的可靠通信和相互引用，一直是工业领域亟待解决的难题。远程站间数据通讯可采用私有网络架构或公有网络架构；私有网络架构，如无线数传电台，在各站点均部署一台无线数传电台，数传电台调制成统一频率，其中一台电台发出数据信号，其它电台都能够接收到，从而实现站间数据通讯的目的。但是无线数传电台存在诸多缺点，传输距离短，最远也只有十几公里；频段非授权，非授权频段的信号容易受到干扰，无法保证数据的可靠传输；电台的广播机制问题，统一的电台频率，意味着无论是数据的接收还是发送，都是以广播的形式存在，那就需要调度多个电台轮流发送，避免相互干扰。上述原因，无线数传电台不适用大规模的远程站间数据通讯。公有网络架构，又分为公有云模式和私有云模式。其中公有云模式，是由云服务提供商控制，用于云服务用户和资源的云部署模式。私有云模式，是由云服务客户控制，用于单一云服务用户和资源专用的云部署模式。私有云通常旨在设置一个狭窄的边界，将用户限制在一个单一的企业范围内。公有云模式由于企业的自主权受限，严重依赖云服务提供商，对于规则需求的改变代价昂贵，因此不适用于大多数持续发展的企业。私有云模式，更适用于远程站间通讯的架构设定，符合大多数企业的发展应用需求。

技术实现要素：

本发明解决了站间通讯传输距离短、信号容易受到干扰和严重依赖云服务提供商的问题，提出了一种基于边缘计算网关的远程站间数据通讯方法，主要应用于工业感知设备的远程站间数据通讯领域，边缘计算网关可自定义对象数据，定时向分布式云服务器提供协议数据，并获取指向远程边缘计算网关的协议数据，在地理长距离分布的测控点之间实现数据共享，协同工作。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种基于边缘计算网关的远程站间数据通讯方法，包括以下步骤：

s1：工业感知设备获取感知对象数据信息，并上传至边缘计算网关；

s2：边缘计算网关将接收的数据信息转化为序列检索码，并将序列检索码通过网络上传至分布式云服务器；

s3：分布式云服务器创建数据库数据；

s4：边缘计算网关从分布式云服务器获取另一边缘计算网关的数据。

通过对工业感知设备对象的抽象数据定义，严格提取语义特征，满足数据在生成、传输、存储、引用和应用的功能需求，充分利用分布式云服务器在智能调度、均衡计算及分布存储的优势，保证所定义的对象数据具备分布式特征，对象数据能够被多个边缘计算网关所识别和引用，最终实现了一种可在私有云部署的远程站间数据通讯方法。利用网络传输，传输距离长，甚至可跨国传输，同时网络传输信号干扰小，传输速度快；通过私有云部署，能够避免依赖云服务提供商，从而减少了生产成本。

作为优选，所述步骤s1具体包括：

s101：工业感知设备通过信号线、rs485通讯线或以太网通讯线的方式接入边缘计算网关；

s102：边缘计算网关由用户通过web浏览器页面进行访问，根据具体的工业感知设备的对象录入数据，并创建表单和数据点；

作为优选，所述表单包括：站点id、网关id、设备类型、设备id、设备地址、数据地址、数据格式、数据单位、数据读写属性、数据有效性、数据描述。

作为优选，所述步骤s2具体包括：

s201：边缘计算网关对表单的内容进行信息提取，将提取的信息转化为一个唯一的128bit的序列检索码；

s202：边缘计算网关通过有线或无线方式接入互联网；

s203：边缘计算网关通过互联网将序列检索码和表单实时发送至分布式云服务器。

作为优选，所述128bit的序列检索码是无损合成的、无损解析的和完全可逆的。

作为优选，所述步骤s3具体包括：

s301：分布式云服务器根据128bit的序列检索码创建、更新、检索数据库数据；

s302：边缘计算网获取分布式云服务器的数据库数据，建立本地高速缓存数据库。

作为优选，所述本地高速缓存数据库是分布式云服务器中对应数据的镜像，本地协同分布式云服务器定期检查高速缓存中的数据是否已经改变，如有改变则立即更新。

作为优选，所述步骤s4具体包括：

s401：当边缘计算网关请求一另一个远程站点的边缘计算网关数据时，边缘计算网关从分布式云服务器获取另一个远程站点的边缘计算网关上传的128bit的序列检索码；

s402：边缘计算网关解析128bit的序列检索码，从本地高速缓存数据库中查找并获得所需数据。

作为优选，所述分布式云服务器为私有云服务器，根据具体服务器的数量分配调度服务器、存储服务器。分布式云服务器将多个服务器联合起来，提供均衡的计算服务和容灾备份功能，其中任何一台服务器出现故障，不影响整体的服务功能。将服务器端的软件按私有云方式部署，其数据通讯稳定可靠，能快速实现企业级的分布式测控任务，进而推进企业在工业物联网领域的发展进步。

本发明有以下有益效果：利用网络传输，传输距离长，甚至可跨国传输，同时网络传输信号干扰小，传输速度快；通过私有云部署，能够避免依赖云服务提供商，从而减少了生产成本；分布式云服务器将多个服务器联合起来，提供均衡的计算服务和容灾备份功能，其中任何一台服务器出现故障，不影响整体的服务功能，数据通讯稳定可靠，能快速实现企业级的分布式测控任务，进而推进企业在工业物联网领域的发展进步。

将边缘计算网关和分布式云服务功能相结合，将服务器端的软件按私有云方式部署，不依赖云服务提供商，对于规则需求的改变能够迅速响应，应用数据掌握在自己手中，保证数据安全。服务器端主要保证连接可靠和数据存储安全，无大量的数据配置操作，数据维护工作量小。可以通过有线或无线方式接入互联网，几乎无地域限制，甚至可以跨国使用。

具备分布式数据应用的特点，具有良好的适应性和扩展性，部署成本低，易于维护，为远程站间的数据通讯、协同工作提供了很好的解决方案。

附图说明

图1是本实施例的流程图。

具体实施方式

实施例：

本实施例提出一种基于边缘计算网关的远程站间数据通讯方法，参考图1，包括以下步骤：

s1：工业感知设备获取感知对象数据信息，并上传至边缘计算网关，具体包括，

s101：工业感知设备通过信号线、rs485通讯线或以太网通讯线的方式接入边缘计算网关；

s102：边缘计算网关由用户通过web浏览器页面进行访问，根据具体的工业感知设备的对象录入数据，并创建表单和数据点，表单包括：站点id、网关id、设备类型、设备id、设备地址、数据地址、数据格式、数据单位、数据读写属性、数据有效性、数据描述。

s2：边缘计算网关将接收的数据信息转化为序列检索码，并将序列检索码通过网络上传至分布式云服务器，具体包括：

s201：边缘计算网关对表单的内容进行信息提取，将提取的信息转化为一个唯一的128bit的序列检索码，128bit的序列检索码是无损合成的、无损解析的和完全可逆的。

s202：边缘计算网关通过有线或无线方式接入互联网；

s203：边缘计算网关通过互联网将序列检索码和表单实时发送至分布式云服务器。

s3：分布式云服务器创建数据库数据，具体包括：

s301：分布式云服务器根据128bit的序列检索码创建、更新、检索数据库数据；

s302：边缘计算网获取分布式云服务器的数据库数据，建立本地高速缓存数据库，本地高速缓存数据库是分布式云服务器中对应数据的镜像，本地协同分布式云服务器定期检查高速缓存中的数据是否已经改变，如有改变则立即更新。

s4：边缘计算网关从分布式云服务器获取另一边缘计算网关的数据，具体包括：

s401：当边缘计算网关请求一另一个远程站点的边缘计算网关数据时，边缘计算网关从分布式云服务器获取另一个远程站点的边缘计算网关上传的128bit的序列检索码；

s402：边缘计算网关解析128bit的序列检索码，从本地高速缓存数据库中查找并获得所需数据。

分布式云服务器为私有云服务器，根据具体服务器的数量分配调度服务器、存储服务器。分布式云服务器将多个服务器联合起来，提供均衡的计算服务和容灾备份功能，其中任何一台服务器出现故障，不影响整体的服务功能。将服务器端的软件按私有云方式部署，其数据通讯稳定可靠，能快速实现企业级的分布式测控任务，进而推进企业在工业物联网领域的发展进步。

边缘计算网关，是在终端设备附近靠近数据源的具有强大计算能力和联网能力的智能硬件设备，它分担了部署在云端的计算资源，在物联网边缘节点实现数据的敏捷连接、采集、优化、实时响应、模型分析、协同运算等业务，是当今物联网时代重要的组成成员。分布式云服务设计的核心理念是“并行拆分与横向扩展”，即按照一定维度将系统进行拆分，系统各部分松耦合并行运行，并建立起较为完善的横向扩展与容错恢复机制。分布式云服务是一种弹性服务架构，既可随业务的繁忙程度动态增减服务器，也可实现新业务的快速部署上线而不影响原有业务，提高了it应变能力。站间是地理上的概念，指在两个不同测控地点或多个不同测控地点之间。本文中每个测控汇地点均部署边缘计算网关，边缘计算网关通过互联网和分布式云服务完成数据通讯，达到信息互通、数据共享、协同工作的目的。

通过对工业感知设备对象的抽象数据定义，严格提取语义特征，满足数据在生成、传输、存储、引用和应用的功能需求，充分利用分布式云服务器在智能调度、均衡计算及分布存储的优势，保证所定义的对象数据具备分布式特征，对象数据能够被多个边缘计算网关所识别和引用，最终实现了一种可在私有云部署的远程站间数据通讯方法。利用网络传输，传输距离长，甚至可跨国传输，同时网络传输信号干扰小，传输速度快；通过私有云部署，能够避免依赖云服务提供商，从而减少了生产成本。

本发明有以下优点：利用网络传输，传输距离长，甚至可跨国传输，同时网络传输信号干扰小，传输速度快；通过私有云部署，能够避免依赖云服务提供商，从而减少了生产成本；分布式云服务器将多个服务器联合起来，提供均衡的计算服务和容灾备份功能，其中任何一台服务器出现故障，不影响整体的服务功能，数据通讯稳定可靠，能快速实现企业级的分布式测控任务，进而推进企业在工业物联网领域的发展进步。

将边缘计算网关和分布式云服务功能相结合，将服务器端的软件按私有云方式部署，不依赖云服务提供商，对于规则需求的改变能够迅速响应，应用数据掌握在自己手中，保证数据安全。服务器端主要保证连接可靠和数据存储安全，无大量的数据配置操作，数据维护工作量小。可以通过有线或无线方式接入互联网，几乎无地域限制，甚至可以跨国使用。

具备分布式数据应用的特点，具有良好的适应性和扩展性，部署成本低，易于维护，为远程站间的数据通讯、协同工作提供了很好的解决方案。