[发明专利]一种基于增强孪生的物联网轻量型设备智能化方法

说明书

本发明公开了一种基于增强孪生的物联网轻量型设备智能化方法，通过各轻量型设备采集原始数据，并上传到Sink节点，得到初始化的增强孪生匹配状态并进行基于Sink节点的增强孪生匹配，得到基于Sink节点的增强孪生匹配节点并计算其总时延；利用基于遗传算法的匹配求解算法对基于Sink节点匹配后剩余增强孪生匹配状态进行基于资源富余型设备节点的增强孪生匹配，得到资源富余型设备节点匹配最优解；并结合基于Sink节点的增强孪生匹配节点的总时延得到全局最优解；本发明提供了一种面向物联网轻量型设备的低成本智能化增强方法，在物联网内部资源富余的节点上，为轻量型设备构建增强孪生体，提升轻量型设备的智能性、协同能力和应用适配能力。

技术领域

本发明涉及物联网领域，具体涉及一种基于增强孪生的物联网轻量型设备智能化方法。

背景技术

近年来，物联网快速兴起并得到了广泛应用，其中，物联网的智能化演进是当前物联网发展的重点方向之一，通过智能化演进，物联网可以根据环境及应用需求提供更精准、更智能、更灵活的服务。

当前，对物联网设备的智能化升级方式主要有两种：

第一种是直接进行硬件升级，将所有的非智能型设备升级为具有较强计算、存储等能力的智能型设备。这种方法成本高、周期长，并且随着软硬件发展的速度加快，还需要经常性地进行整体更换，耗费巨大的改造成本。

第二种是保留当前设备，在现有设备基础上，进行软件智能化的更新。这种方法是在当前设备上增加具有智能分析与处理能力的软件模块(中间件)，通过软件的预设逻辑来智能控制现有设备进行智能化的分析与处理。但是这种方法严重依赖于现有设备的资源丰富程度。对于资源富余的物联网设备来说，完成它们的智能化升级只是时间问题。但物联网的设备组成具有较大的差异性，其中存在大量的轻量型设备，这些设备只能进行基本的感知与数据传送功能，无法支持在自身进行智能性演进的资源开销。

考虑到轻量型设备在物联网中数量非常大，整体占比高，如果能够对这些设备进行智能化演进或者增强，使之能够实现更好地分析、系统与决策能力，则整个物联网的智能性将得到几何式的飞跃，物联网应用的性能与效率也会出现本质性的提升。但是，由前面的分析可知，物联网中的轻量型设备，其硬件升级成本高，代价过大；软件升级所需要的资源不足，难以实施。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于增强孪生的物联网轻量型设备智能化方法，通过物联网内部资源富余的节点上，为轻量型设备构建具备智能化分析与处理能力的增强孪生体，提升轻量型设备的智能性、协同能力和应用适配能力，增强轻量型设备的智能化、拓展物联网的智能化演进及应用类型的多样化。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种基于增强孪生的物联网轻量型设备智能化方法，包括以下步骤：

S1、通过各轻量型设备采集原始数据，并将原始数据上传到Sink节点，得到初始化的增强孪生匹配状态；

S2、基于Sink节点的资源限制对初始化的增强孪生匹配状态进行轻量型设备的增强孪生匹配，得到基于Sink节点的增强孪生匹配节点；

S3、计算基于Sink节点的增强孪生匹配节点的总时延；

S4、利用基于遗传算法的匹配求解算法，根据步骤S2中增强孪生匹配后剩余的初始化的增强孪生匹配状态进行基于资源富余型设备节点的增强孪生匹配，得到资源富余型设备节点匹配最优解；

S5、根据资源富余型设备节点匹配最优解与基于Sink节点的增强孪生匹配节点的总时延计算基于增强孪生的全局最优解。

优选地，步骤S2具体为：