[发明专利]电容型压力变送器边缘计算工作系统和工作方法

权利要求书

1.一种电容型压力变送器边缘计算工作系统，其特征在于，包括：

任务启停模块，根据压力变送器的工况，决策当前需启动或者停止的压力变送器工作任务；并向任务量化模块发送压力变送器工作任务启动请求；

任务成功启动后，任务启停模块监听任务心跳，保证任务意外失效后重启启动；当任务正常结束时，任务启停模块向资源管理模块发送任务结束消息；

任务量化模块，根据计算任务的时延要求，建模任务在不同计算设备下所需计算资源量；当接收到任务启动请求时，根据任务时延约束和设备详情，计算任务所需资源，并发送给资源管理模块；

资源管理模块，负责为任务分配计算资源，并对设备的计算资源进行以下之一或者任意组合管理：

当任务请求资源时为其分配计算资源，并获取任务镜像，启动任务；

当任务结束时，回收任务的计算资源；

当本地计算资源无法满足任务需求时，资源管理模块负责向其他边缘设备如边缘服务器发出计算卸载请求。

2.根据权利要求1所述的电容型压力变送器边缘计算工作系统，其特征在于，包括：所述任务启停模块中的任务启动停止功能通过任务启动停止程序实时查询设置任务启停表完成，任务启停方式有时间触发、信号触发、人工触发之一或者任意组合，任务启停表保存所有任务启停的条件，任务启停程序实时查询任务启停条件，满足条件后发出启停请求。

3.根据权利要求1所述的电容型压力变送器边缘计算工作系统，其特征在于，包括：所述任务启停模块判断任务启动成功方式是通过监控任务心跳信号完成，任务成功启动后，定时向任务启停模块发送心跳信号，当一定时间未收到任务心跳信号时，任务监控模块向资源管理模块发送任务重新启动请求；当任务正常结束时，会向任务监控模块发送任务结束信号，任务监控模块收到停止信号后重新设置其任务启停表。

4.根据权利要求3所述的电容型压力变送器边缘计算工作系统，其特征在于，还包括：所述任务量化模块接收到任务请求ID和时延约束后，根据其存储的数学模型返回任务在不同计算设备下的资源需求。

5.根据权利要求1所述的电容型压力变送器边缘计算工作系统，其特征在于，所述任务量化模块中的任务数学模型在每种设备上通过多项式拟合的方式在部署时获得，主要拟合方式为两个二阶一元多项式拟合，任务时延分解为计算时延或/和通信时延，分别通过处理器百分比和带宽速度进行拟合。

6.根据权利要求1所述的电容型压力变送器边缘计算工作系统，其特征在于，还包括：所述资源管理模块的资源分配通过containerd接口完成，资源管理模块获得需要启动的任务ID和计算资源需求时，如果判断当前设备可以满足计算资源需求，则通过任务ID从镜像仓库获取containerd镜像，为其分配计算资源并启动；所述资源管理模块为任务分配的处理器和网络资源由任务量化模块给出，所需外存资源不做限制，所需内存资源由资源管理模块动态提供。

7.根据权利要求1所述的电容型压力变送器边缘计算工作系统，其特征在于，任务通过containerd打包为任务镜像，并存储在containerd仓库中，存储内容包括任务唯一ID，任务镜像本体，任务内存需求，任务外存需求；任务启停模块启动后，向任务量化模块发送任务ID，时延约束，以获取任务所需计算资源；任务量化模块在任务开发时完成任务模型的构建，通过二阶多项式拟合来量化CPU与计算时延和带宽与通信时延的关系，总的任务时延及计算时延与通信时延的和；任务量化模块完成任务量化后，将任务资源需求和约束发送给资源管理模块，资源管理模块通过containerd API为其分配计算资源并启动任务；任务结束后向任务启停模块发送任务结束标识，或者由任务启停模块主动结束任务，资源管理模块接收到任务停止信号后，结束任务，回收任务资源。

8.根据权利要求1所述的电容型压力变送器边缘计算工作系统，其特征在于，还包括：

镜像存储仓库，负责存储所有可以动态执行的任务的容器镜像，包括不同计算架构下的多个版本的镜像，每个镜像具有唯一的任务ID。

9.一种电容型压力变送器边缘计算工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1,任务开发过程中，将任务打包为容器镜像，并根据处理器架构打包多种containerd镜像，并设置任务时延约束，任务触发条件，所需内存、外存资源信息；

S2,任务开发过程中，对任务时延与计算资源关系进行建模；任务时延主要分为计算时延和通信时延，拟合先测得多组任务在不同计算资源和通信资源下的计算时延和通信时延，然后根据两个二阶多项式，建模出计算资源与计算时延、通信资源与通信时延的关系；

S3，任务启停模块实时检查任务启停表，当检测到需要启动任务时，将任务ID及时延约束发送给任务建模模块；

S4，任务建模模块收到任务启动请求后，根据任务时延约束计算资源需求，并发送给资源管理模块；

S5，资源管理模块接收到任务启动请求后，若本地资源可以满足任务需求，则通过containerd接口为其分配计算资源；若本地计算资源无法满足任务需求，则向其他边缘计算节点发出计算卸载请求；

S6，任务成功部署后，实时向任务启停模块发送心跳信号，任务启停模块监控任务心跳，当任务意外结束时，任务启停模块重新启动任务；

S7，任务成功部署后，资源管理模块实时监控任务内存使用量，并动态为其分配内存；

S8，任务执行完毕后，由任务本身或者任务启停模块决定任务的停止，任务停止后资源管理模块回收任务资源。