[发明专利]端边云的工业微服务系统及方法

说明书

本发明提供了一种端边云的工业微服务系统及方法，包括：模块M1：设备层将通过传感器采集到的数据上传至边缘层；模块M2：边缘层接收到数据后根据业务场景需求决定当前业务在边缘层执行或云层执行；模块M3：当需要在云层执行时，数据通过编码器利用喷泉码进行编码处理，并通过长连接队列进行数据传输；模块M4：云层对收到的数据通过解码器进行解码处理得到源信息，调用相应的微服务模块进行业务处理。

技术领域

本发明涉及电子信息工程技术领域，具体地，涉及端边云的工业微服务系统及方法，更为具体地，涉及端边云协同的工业微服务架构及数据通信方法。

背景技术

工业互联网是工业系统与互联网融合，再结合5G、边缘计算、人工智能、区块链和云计算等新一代信息科学技术，所形成的一种综合应用系统。随着用户数量增加和功能模块的不断完善和多样化，传统的Web服务端架构模式在性能和请求处理效率上很难达到要求。因此，平台服务端结构不断演进，从最初的单体架构、垂直架构演变到后来的SOA架构以及微服务架构。

微服务架构作为一种分布式架构，在很多企业中展现出了极高的商用价值。例如，亚马逊在AWS上基于微服务架构对系统的原有业务功能进行拆分，拆分成单一模块，模块间使用API进行通信，服务通过HTTPS协议连接；因为各微服务模块之间的独立部署升级，缩短了亚马逊产品的开发周期，提高了开发迭代的效率；阿里巴巴基于Dubbo框架对内部业务功能服务进行整合，采用RPC技术使得远程过程调用和本地调用一样便捷。

目前通用的微服务架构主要用于商业互联网系统开发，难以满足端-边-云架构的工业互联网，实际场景中缺乏工业专用的微服务架构系统。在工业应用场景中，经常包含了地端设备数据采集，边缘层针对设备的即时生产资讯进行初步运算，再将运算后的数据传至云端、由云端提供监控与分析等服务，在这样的场景下，系统的实时性、可靠性及安全性都会受到较一般微服务系统更高的考验。

经对现有技术的文献检索发现，Yu Kaneko等人在“Microservice-BasedIndustrial Control System Architecture Using Cloud and MEC”一文中考虑到互联网的网络延迟具有不可预测性，提出了一种基于云和MEC的工业控制系统架构以及最优的微服务布局方法，并通过虚拟电厂进行模拟仿真，将电厂业务以微服务的形式进行布局，在保证实时性的同时使成本降到最低，有效的解决了延迟敏感服务的时延问题。Wang Yimeng等人在“MPCSM:Microservice Placement for Edge-Cloud Collaborative SmartManufacturing”一文中，提出了一种精确的基于数据驱动的时延估计方法，同时提出了一种边云协同智能制造的微服务布局机制，其目的是最小化系统的整体延迟，最后通过实验仿真验证了总体服务延迟要比现有的方法小10倍。

目前的研究都是只考虑了工业场景下的某个性能指标，并没有将工业架构的实时性，可靠性，安全性结合起来考虑，而且并没有考虑到在通信链路不优的情况下会对工业实时性产生怎样的影响，也并没有验证响应时延是否满足制造业务的时延上界需求。当前，工业互联网领域缺乏有效的微服务架构系统。

专利文献CN110572405A(申请号：201910867031.X)公开了一种实时微服务架构，包括前端服务模块、后台服务模块以及部署服务模块，所述前端服务模块用于接收采集卡采集发送的设备端口原始数据，并通过API网关向后台服务模块发送原始数据和与原始数据对应的设备端口的协议解析服务请求，所述后台服务模块根据接收的协议解析服务请求解析API网关转发的原始数据，将其生成转换为软件可识别的数据，并将该数据发送至所述部署服务模块以供部署应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种端边云的工业微服务系统及方法。

根据本发明提供的一种端边云的工业微服务系统，包括：

模块M1：设备层将通过传感器采集到的数据上传至边缘层；