一种边缘设备业务处理系统和方法与流程

1.本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种边缘设备业务处理系统和方法。


背景技术：

2.与具备大容量装置、长期规划和连续运行特性的传统调度业务不同，小水电集群等边缘设备的调度主要通过配网末端接入电网，其业务形式更侧重于短期调整和实时管理。
3.然而，现有配网系统采用单体应用程序架构，使得所有硬件设备和软件功能都紧密耦合在一个单元中，无法满足海量设备进行业务处理需求，同时，采用基于单体应用程序架构的配网系统业务，则需要针对多个业务应用和多个末端小水电集群测控装置配置对应数量的配网系统，这将大大增加开发难度和运维成本。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种边缘设备业务处理系统和方法，模拟不同边缘设备集群的业务场景，使业务应用管理通过软件实现，摆脱硬件设备限制，满足海量设备业务处理需求，从而降低开发难度和运维成本。
5.根据本发明的一方面，提供了一种边缘设备业务处理系统。所述系统包括：网关、容器注册表、容器编排服务器和工作节点；其中，
6.所述网关，用于接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列；
7.所述容器注册表，用于储存业务处理容器对应的微服务代码；
8.所述容器编排服务器，用于从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；
9.所述工作节点，用于从所述消息队列中获取所述业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。
10.根据本发明的另一方面，提供了一种边缘设备业务处理方法。该方法包括：
11.通过网关接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列；
12.通过容器注册表储存业务处理容器对应的微服务代码；
13.通过容器编排服务器从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；
14.通过工作节点从所述消息队列中获取所述业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。
15.本发明实施例的技术方案，通过网关接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列；通过容器注册表储存业务处理容器对应的微服务代码；通过容器编排服务器从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；通过工作节点从所述消息队列中获取所述业务请
求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理，实现通过模拟不同边缘设备集群的业务场景，使业务应用管理通过软件实现，摆脱硬件设备限制，满足海量设备业务处理需求，从而降低开发难度和运维成本。
16.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是根据本发明实施例一提供的边缘设备业务处理系统的综合图；
19.图2是根据本发明实施例一提供的边缘设备业务处理系统的结构图；
20.图3是根据本发明实施例一提供的容器编排服务器的结构图；
21.图4是根据本发明实施例一提供的工作节点的结构图；
22.图5是根据本发明实施例二的边缘设备业务处理方法的示意图
23.图6是实现本发明实施例三的电子设备示意图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
25.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.实施例一
27.图1提供了边缘设备业务处理系统的综合图，图2提供了边缘设备业务处理系统的结构图。本实施例可适用于对边缘设备的业务场景进行模拟仿真的情况。如图1和2所示，该系统可以包括：网关101、容器注册表102、容器编排服务器103和工作节点104。其中，
28.所述网关101，用于接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列；所述容器注册表102，用于储存业务处理容器对应的微服务代码；所述容器编排服务器103，用于从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；所述工作节点104，用于从所述消息队列中获取所述
业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。
29.其中，集群设备可以是指小水电集群等边缘集群设备。微服务代码可以是指针对业务容器部署的业务代码。
30.具体地，所述网关101通过对外接口与外部集群设备进行连接，可以接收集群设备发送的业务请求，并把这些业务请求暂存在网关101的消息队列中。
31.需要说明的是，消息队列中的业务请求由网关101端口数和总仿真时间决定。通过建立配网业务时间模型实现，所述配网业务时间模型包括消息队列向量和仿真时间，其上的参数可定义，是资源管理的组成部分之一。具体建模如下所示：
[0032][0033][0034][0035][0036]
式中：为业务请求矩阵，代表t个时钟周期数量下接收到的n个业务请求，t＝te/to，n为网关101端口数。to为时钟周期，te为总仿真时间，单位为秒(s)。为第x个时钟周期下接收到的n个业务请求，x＝t/t
°
。为消息队列向量，m＝n
×
t为总仿真时间下读取的业务请求总数，bi为第i个业务请求编号，bi＝(000)b代表没有接收到业务请求，bi＝(001)b代表第1种业务请求，依此类推。a
x
和bi的元素为业务种类。
[0037]
所述容器注册表102可以通过容器映像注册api与开发端相连，负责将业务处理容器对应的封装完毕的微服务代码进行存储，在业务处理时，为所述系统提供所需的业务处理容器镜像；所述容器编排服务器103，用于从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，能够按照配置文件内部的业务时序信息，并根据所述容器镜像在创建的虚拟机中进行部署业务处理容器，并对业务处理容器进行生命周期管理；所述工作节点104，用于从所述消息队列中获取所述业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。
[0038]
针对集群设备发送的业务请求由集群业务模型实现，集群业务模型由云原生技术中的声明式api原理构建而出，由配置文件创建算法、微服务资源需求集合、微服务处理定时集合、配置文件集合和为虚拟机资源配置向量构成，其上的参数可自定义，是资源管理的组成部分之二。
[0039][0040][0041][0042]
式中：公式(5)的为微服务资源需求集合，为第q个业务种类对应的微服务资源配置需求向量，其内元素分别为采集类、分析类和控制类微服务的资源配置需求，单位为mhz。公式(6)的为微服务处理定时集合，为第q个业务种类对应的微服务处理定时向量，其内元素分别为采集类、分析类和控制类微服务的处理时间计时，单位为s。公
式(7)的为配置文件集合，为第q个业务种类对应的配置文件，其内元素分别为采集类、分析类和控制类微服务的业务时序逻辑和业务种类，代表的第一位至第三位，表示微服务所在时序。代表的第四位至第六位，表示微服务对应的业务种类。
[0043]
配置文件创建算法用于模拟开发端与系统的交互过程，具体算法如下：
[0044][0045]
本发明实施例的技术方案，通过网关101接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列；通过容器注册表102储存业务处理容器对应的微服务代码；通过容器编排服务器103从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；通过工作节点104从所述消息队列中获取所述业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理，实现通过模拟不同边缘设备集群的业务场景，使业务应用管理通过软件实现，摆脱硬件设备限制，满足海量设备业务处理需求，从而降低开发难度和运维成本。
[0046]
图3是容器编排服务器的结构图。示例性地，如图3所示，所述容器编排服务器103，还包括：声明式api 201、配置文件库202、api服务器203、控制管理器204和调度器205；其中，
[0047]
所述声明式api 201，用于筛选基于人类语言编辑的容器配置文件；所述配置文件库202，用于将筛选后的所述容器配置文件进行储存；所述api服务器203，用于从所述微服务代码中获取所述容器镜像；所述控制管理器204，用于根据所述容器配置文件，对所述业务处理容器的容器生命周期状态进行管理；所述调度器205，用于基于所述容器生命周期状态，根据所述容器镜像，在所述虚拟机中部署所述业务处理容器。
[0048]
其中，容器配置文件可以是指待部署的业务处理容器对应的部署文件。生命周期状态可以用于设定所述业务处理容器的容器状态，生命周期状态可以包括创建状态、运行
状态和终结状态。
[0049]
具体地，所述声明式api 201与开发端相连，用于筛选并允许以人类语言编辑的容器配置文件通过，并将容器配置文件发送至配置文件库202；所述配置文件库202接收所述声明式api 201发送的容器配置文件，并将筛选后的容器配置文件进行储存；所述api服务器203可以从配置文件库202提取数据并创建容器元数据，并还可以从所述微服务代码中获取所述容器镜像；所述控制管理器204，用于根据所述容器配置文件，对所述业务处理容器的容器生命周期状态进行管理；所述调度器205，用于基于所述容器生命周期状态，根据所述容器镜像，在所述虚拟机中部署所述业务处理容器。在部署完毕后，调度器205还会根据配置文件内部的配置信息将虚拟机上的容器锁定，确保容器之间能够相互隔离。需要说明的是，容器编排服务器103是云原生技术架构中声明式api 201、容器编排和不可变基础设施的技术体现。
[0050]
图4是工作节点的结构图。可选地，如图4所示，所述工作节点104，还包括：工作节点组件301、虚拟资源池302组件和管理程序303组件；其中，所述工作节点组件301，用于从所述消息队列中获取所述业务请求，并将所述业务请求发送至所述虚拟资源池302组件；所述管理程序303组件，用于根据节点资源，创建所述虚拟机；所述虚拟资源池302组件，用于对所述工作节点104的节点资源进行管理和调度，并根据所述虚拟机中部署的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。
[0051]
具体地，工作节点104至少由管理程序303组件、虚拟资源池302组件和工作节点组件301构成。其中，虚拟资源池302组件由管理程序303通过资源虚拟化创建。工作节点组件301为来自工作节点104之外的业务请求提供挂载的接口，并构建工作节点104内部微服务对微服务的业务时序逻辑，并将所述业务请求发送至所述虚拟资源池302组件。所述虚拟资源池302组件，用于对所述工作节点104的节点资源进行管理和调度，并根据所述虚拟机中部署的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。
[0052]
需要说明的是，虚拟资源池302是工作节点104的一部分，其上的参数可定义，是资源管理的组成部分之三，考虑的建模元素为包括工作节点104可调用资源gq、工作节点104总资源go、工作节点104资源配置向量、容器资源配置向量和软硬件分离算法。api服务器203、控制管理器204和调度器205的建模内容为容器元数据。
[0053][0054][0055][0056]
式中：为工作节点104资源配置向量，β代表终端内部的cpu内核数量，其内元素为mhz。为采集类微服务、分析类微服务和控制类微服务的容器元数据向量，其内元素为1+m位二进制序列。表示容器状态，也是不可变基础设施的体现。表示容器闲置，表示容器忙碌。表示业务编号。为容器资源配置向量，其内元素为mhz。软硬件分离算法用于计算工作节点104可调用资源gq、工作节点104总资源以及构建容器元数据，模拟硬件资源虚拟化过程，具体算法如下：
[0057][0058][0059]
工作节点组件301用于存储微服务元数据以及容器挂载计时向量：
[0060][0061][0062]
式中：为微服务元数据，一共能够存储m个业务请求的微服务元数据。di每一个元素也是二进制序列。υ
1,6
(di)的二进制序列的含义和一致。υ7(di)为挂载位，初始化时υ7(di)＝0，微服务挂载到容器后υ7(di)＝1。υ8(di)为微服务终结位，初始化时υ8(di)＝0，微服务处理结束后υ8(di)＝1。为容器挂载计时向量。在算法运行前，需要将元数据全部元素初始化为八位二进制序列，且八位全零。
[0063]
微服务元数据和容器元数据的每一次变化，都需要设置对应的性能指标用于观察，因此本发明还设置了微服务排队起始矩阵微服务处理起始计时矩阵微服务处理结束计时矩阵容器资源配置向量前三者具体内容在容器编排算法展开，而容器资源配置向量已在算法2初始化(步骤6)完成。
[0064]
可选地，所述工作节点组件301还包括：服务发现机制和服务网格机制；其中，所述服务发现机制，用于根据所述业务请求，创建微服务元数据；所述服务网格机制，用于将所述微服务元数据发送至所述虚拟机中的所述业务处理容器中。
[0065]
具体地，工作节点组件301内部配置有服务网格机制与服务发现机制，服务发现机制为来自工作节点104之外的业务请求提供挂载的接口，并根据所述业务请求，创建微服务元数据。服务发现机制用于构建工作节点104内部微服务对微服务的业务时序逻辑，并将所述微服务元数据发送至所述虚拟机中的所述业务处理容器中。
[0066]
需要说明的是，在业务处理时，系统内部各要素通过云原生既定的组织关系有序协作，实现多时序的配网业务处理。为了以微服务和容器作为颗粒度研究系统内部的业务处理过程和资源配置过程，本发明采用微服务元数据和容器元数据作为研究媒介，分别设置在服务发现组件和api服务器203。每一次元数据变化均会产生一个业务处理或资源配置的性能参数。
[0067]
可选地，所述微服务元数据包括采集类微服务元数据、分析类微服务元数据和控制类微服务元数据。
[0068]
需要说明的是，在业务处理之前，系统需要从开发端接收容器映像和配置文件并分别存储在容器注册表102和配置文件库202内。对于配置文件，考虑到小水电集群业务时序逻辑，微服务需要根据业务功能拆分为采集类微服务、分析类微服务和控制类微服务，并为每个微服务配套独立的配置文件。采集类微服务负责从边缘测控装置获取报文信息并进行数据预处理，位于业务时序逻辑的首。分析类微服务内部集成了具体的调度算法，位于配网业务时序逻辑的中间位置。控制类微服务负责将数据分析的结果转化为遥控和遥调信号，位于业务时序逻辑的尾。这些业务时序逻辑信息将以配置文件的格式上传到边缘设备终端，由边缘设备终端的声明式api 201接收并存储在配置文件库202。
[0069]
可选地，所述容器生命周期状态包括创建状态、运行状态和终结状态；其中，所述api服务器203，还用于从所述容器配置文件提取容器数据信息，并基于所述容器数据信息创建容器元数据；
[0070]
所述控制管理器204，具体用于：在所述容器元数据创建完成的情况下，将所述业务处理容器的容器生命周期状态确定为创建状态；在所述业务处理容器部署完成的情况下，将所述业务处理容器的容器生命周期状态确定为运行状态；在所述容器生命周期时长高于预设周期时长的情况下，将所述业务处理容器的容器生命周期状态确定为终结状态。
[0071]
具体地，在所述容器元数据创建完成的情况下，控制管理器204从api服务器203中获取容器元数据，并将业务处理容器的容器生命周期状态设置为创建状态。调度器205在获取容器元数据后，根据容器元数据的描述性信息为容器分配至对应的虚拟机，并将虚拟机锁定。虚拟机从容器元数据定位所需的容器镜像，并从容器注册表102中拉取容器镜像，完成容器部署。在所述业务处理容器部署完成的情况下，控制管理器204将业务处理容器的容
器生命周期状态设置为运行状态。此时虚拟机可开放对外的工作节点组件301，任由业务请求通过服务发现和服务网格挂载在虚拟机上运行。在所述容器生命周期时长高于预设周期时长的情况下，控制管理器204将业务处理容器的容器生命周期状态设置为终结状态。
[0072]
可选地，所述api服务器203，还用于：在检测到所述容器生命周期状态为终结状态的情况下，删除已创建的所述容器元数据。所述调度器205，还用于：在检测到所述业务处理容器在所述虚拟机中部署完成的情况下，将所述虚拟机进行锁定，禁止各所述业务处理容器进行数据共享；在检测到所述容器生命周期状态为终结状态的情况下，将所述虚拟机进行解锁，释放所述业务处理容器资源。所述管理程序303组件，还用于：在检测到所述容器生命周期状态为终结状态的情况下，将所述虚拟机进行删除。
[0073]
具体地，api服务器203在检测到业务处理容器终结后，则删除容器元数据。调度器205在虚拟机中部署完成的情况下，将所述虚拟机进行锁定，禁止各所述业务处理容器进行数据共享，以保护业务数据。调度器205在检测到业务处理容器终结后，将虚拟机解锁，并释放容器资源。管理程序303组件在检测到业务处理容器终结后，则将虚拟机删除。
[0074]
需要说明的是，当有业务请求上传至系统，服务发现机制都会针对每个业务请求构建一个微服务元数据，并将容器元数据存入微服务元数据内，以便服务发现机制能够进行定位。每当微服务处理结束，微服务元数据均会将当前时序的容器元数据替换为下一时序的容器元数据，此时，服务发现机制可定位下一个时序的业务处理容器，并由服务网格机制将微服务数据路由至业务处理容器，直至微服务元数据无法读取下一个时序的容器元数据，则代表业务处理结束。
[0075]
值得注意的是，为了模拟离散的数字信息在系统内部架构之间交互过程，本发明利用离散的二进制序列模拟数字信号，并采用基于编-解码方法模拟数字信息的交互过程。以(...)b代表二进制序列，并定义取位函数υ
i,j
(.)，用于取出其中的第i位至第j位，例如，υ
1,3
[(001000)b]＝[(001)b]。系统读取非二进制数后，利用取位函数和直接映射按照既定规则构建二进制序列的过程，即为编码。系统组件读取二进制序列后，利用取位函数和直接映射取出既定意义数据的过程，即为解码。本发明设置的所有既定规则均服务于云原生的技术要求。
[0076]
需要着重强调的是，针对容器编排服务器103依靠容器编排算法运行。容器编排算法是由软硬件分离算法、服务发现算法、微服务处理算法、服务网格算法构成。其内的每一个数学判据均有可能更新微服务元数据或容器元数据，因此需要设置对应的性能指标用于观察。
[0077]
服务发现算法模拟工作节点组件301为业务请求定位目标容器的过程。微服务元数据由服务发现算法创建。然而，每一个容器仅能挂载一个业务请求，因此微服务元数据自创建后即进入等待队列。服务发现算法如下：
[0078]
[0079][0080]
算法3中，步骤1用于遍历业务请求编号，步骤4-5将配置文件录入微服务元数据内，而步骤9将空的业务请求对应的微服务元数据初始化。
[0081]
微服务处理算法由容器挂载算法和微服务终结算法构成，用于模拟容器微服务处理的全过程。期间更新微服务排队起始矩阵微服务处理起始计时矩阵微服务处理结束计时矩阵并作为性能分析指标：
[0082][0083][0084]
算法4为容器挂载算法，具体内容如下：
[0085][0086]
算法4中，步骤1用于遍历业务请求编号。步骤2为容器挂载判据，由3个判据构成，一，微服务元数据挂载位为空，二，微服务元数据为非空业务请求，三，容器元数据挂载位为空。步骤3-5分别用于更新微服务元数据挂载位、记录容器挂载的业务请求编号以及容器元数据挂载位。
[0087]
算法5为微服务终结算法，具体内容如下：
[0088][0089]
算法5的步骤2-3用于遍历容器挂载计时向量，当计时结束，代表微服务处理结束。步骤4-6分别将容器元数据、微服务元数据的挂载位置和容器挂载计时置零。
[0090]
当采集类微服务终结后，工作节点组件301通过服务网格算法将数据路由至分析类容器，依次类推。服务网格算法如下：
[0091]
[0092][0093]
算法6的步骤1用于遍历业务请求编号。步骤2-3为微服务终结判据和时序判据，如果微服务终结且所在时序并非最后时序。步骤4-6用于将下一时序的配置文件录入微服务元数据。服务网格根据微服务元数据将业务请求路由至目标容器，直到容器挂载算法启动。
[0094]
综合以上所有建模要素，算法7展示了本发明提出的容器编排算法。
[0095]
[0096][0097]
本发明技术方案中，算法2-7基于云原生构建，不可修改。此外，本发明还允许自定义虚拟资源池302、小水电集群调度业务以及小水电集群业务事件，以模拟不同小水电集群业务场景并确定不同终端的业务处理性能。
[0098]
实施例二
[0099]
图5为本发明实施例二提供的一种边缘设备业务处理方法的流程图。。如图5所示，该方法包括：
[0100]
s401、通过网关接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列。
[0101]
s402、通过容器注册表储存业务处理容器对应的微服务代码。
[0102]
s403、通过容器编排服务器从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器。
[0103]
s404、通过工作节点从所述消息队列中获取所述业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。
[0104]
本发明实施例的技术方案，通过网关接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列；通过容器注册表储存业务处理容器对应的微服务代码；通过容器
编排服务器从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；通过工作节点从所述消息队列中获取所述业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理，实现通过模拟不同边缘设备集群的业务场景，使业务应用管理通过软件实现，摆脱硬件设备限制，满足海量设备业务处理需求，从而降低开发难度和运维成本。
[0105]
实施例三
[0106]
图6示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
[0107]
如图6所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线14彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线14。
[0108]
电子设备10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0109]
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法边缘设备业务处理。
[0110]
在一些实施例中，方法边缘设备业务处理可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的方法边缘设备业务处理的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法边缘设备业务处理。
[0111]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出
装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0112]
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0113]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0114]
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0115]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0116]
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
[0117]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0118]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种边缘设备业务处理系统，其特征在于，所述系统包括：网关、容器注册表、容器编排服务器和工作节点；其中，所述网关，用于接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列；所述容器注册表，用于储存业务处理容器对应的微服务代码；所述容器编排服务器，用于从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；所述工作节点，用于从所述消息队列中获取所述业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器编排服务器，还包括：声明式api、配置文件库、api服务器、控制管理器和调度器；其中，所述声明式api，用于筛选基于人类语言编辑的容器配置文件；所述配置文件库，用于将筛选后的所述容器配置文件进行储存；所述api服务器，用于从所述微服务代码中获取所述容器镜像；所述控制管理器，用于根据所述容器配置文件，对所述业务处理容器的容器生命周期状态进行管理；所述调度器，用于基于所述容器生命周期状态，根据所述容器镜像，在所述虚拟机中部署所述业务处理容器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工作节点，还包括：工作节点组件、虚拟资源池组件和管理程序组件；其中，所述工作节点组件，用于从所述消息队列中获取所述业务请求，并将所述业务请求发送至所述虚拟资源池组件；所述管理程序组件，用于根据节点资源，创建所述虚拟机；所述虚拟资源池组件，用于对所述工作节点的节点资源进行管理和调度，并根据所述虚拟机中部署的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述工作节点组件还包括：服务发现机制和服务网格机制；其中，所述服务发现机制，用于根据所述业务请求，创建微服务元数据；所述服务网格机制，用于将所述微服务元数据发送至所述虚拟机中的所述业务处理容器中。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述微服务元数据包括采集类微服务元数据、分析类微服务元数据和控制类微服务元数据。6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述容器生命周期状态包括创建状态、运行状态和终结状态；其中，所述api服务器，还用于从所述容器配置文件提取容器数据信息，并基于所述容器数据信息创建容器元数据；所述控制管理器，具体用于：在所述容器元数据创建完成的情况下，将所述业务处理容器的容器生命周期状态确定为创建状态；在所述业务处理容器部署完成的情况下，将所述业务处理容器的容器生命周期状态确
定为运行状态；在所述容器生命周期时长高于预设周期时长的情况下，将所述业务处理容器的容器生命周期状态确定为终结状态。7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述api服务器，还用于：在检测到所述容器生命周期状态为终结状态的情况下，删除已创建的所述容器元数据。8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述调度器，还用于：在检测到所述业务处理容器在所述虚拟机中部署完成的情况下，将所述虚拟机进行锁定，禁止各所述业务处理容器进行数据共享；在检测到所述容器生命周期状态为终结状态的情况下，将所述虚拟机进行解锁，释放所述业务处理容器资源。9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述管理程序组件，还用于：在检测到所述容器生命周期状态为终结状态的情况下，将所述虚拟机进行删除。10.一种边缘设备业务处理方法，其特征在于，该方法包括：通过网关接收集群设备发送的业务请求，并将所述业务请求暂存至消息队列；通过容器注册表储存业务处理容器对应的微服务代码；通过容器编排服务器从所述微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于所述容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；通过工作节点从所述消息队列中获取所述业务请求，基于部署至所述虚拟机中的所述业务处理容器，对所述业务请求进行业务处理。

技术总结
本发明公开了一种边缘设备业务处理系统和方法。系统包括：网关、容器注册表、容器编排服务器和工作节点；其中，网关，用于接收集群设备发送的业务请求，并将业务请求暂存至消息队列；容器注册表，用于储存业务处理容器对应的微服务代码；容器编排服务器，用于从微服务代码中获取业务处理容器镜像，并基于容器镜像发送至已创建的虚拟机中进行部署业务处理容器；工作节点，用于从消息队列中获取业务请求，基于部署至虚拟机中的业务处理容器，对业务请求进行业务处理。本发明技术方案，通过模拟不同边缘设备集群的业务场景，使业务应用管理通过软件实现，摆脱硬件设备限制，满足海量设备业务处理需求，从而降低开发难度和运维成本。从而降低开发难度和运维成本。从而降低开发难度和运维成本。


技术研发人员：林志超 罗步升 钟日平 杨仕锋 王英民 杨霖 王晓光 寨战争
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司惠州供电局
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/9/9