[发明专利]一种基于工业互联网的边缘计算任务卸载优化方法

权利要求书

1.一种基于工业互联网的边缘计算任务卸载优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、建立一个具有三层计算节点的集成架构；

步骤二、构建任务卸载时工业设备能耗模型和云计算成本模型；

步骤三、通过改进的多目标布谷鸟搜索算法对所述的模型进行求解；

步骤四、根据所求得的最优解制定任务卸载策略。

2.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的边缘计算任务卸载优化方法，其特征在于：步骤一中所述集成架构划分为工业设备层、边缘计算层和云计算层；

所述工业设备层包括具体工业设备，负责执行具体生产任务；

所述边缘计算层包括边缘服务器，负责处理部分来自工业设备层卸载的任务；

所述云计算层，负责处理来自边缘计算层卸载的任务；

所述工业设备层只和边缘计算层进行通信，所述边缘计算层分别与工业设备层、云计算层进行数据通信。

3.根据权利要求2所述的一种基于工业互联网的边缘计算任务卸载优化方法，其特征在于：步骤二将工业设备的能耗设定为包括空闲时能耗、运行时能耗和数据传输能耗；

所述空闲时能耗为工业设备上不运行任何任务时的能耗；

所述运行时能耗为工业设备上运行任务时产生的能耗；

所述数据传输能耗包括将任务上传到边缘服务器所产生的能耗，以及工业设备上的任务与边缘服务器上或云服务器上任务进行数据交互时产生的能耗；

云计算成本则由任务自身的负载量、云计算的计算能力以及云计算平台的单价所获得。

4.根据权利要求3所述的一种基于工业互联网的边缘计算任务卸载优化方法，其特征在于：步骤二构建的任务卸载时工业设备能耗模型为：

E_total＝E_idle+E_tran+E_exe

式中，E_idle表示工业设备空闲时的能耗，E_tran表示数据传输能耗，E_exe表示任务运行能耗。

5.根据权利要求4所述的一种基于工业互联网的边缘计算任务卸载优化方法，其特征在于：步骤二构建的云计算成本模型为：

其中，C_total表示在云服务器上计算的总成本，C_cloud表示云服务器的计算能力，N_cloud表示云服务器上运行的任务集合，t_m表示子任务，l_m表示任务t_m的负载，C₀表示云服务器使用时的单价。

6.根据权利要求5所述的一种基于工业互联网的边缘计算任务卸载优化方法，其特征在于：步骤三对模型进行求解，计算最小工业设备能耗和云计算成本，模型为：

F＝Min{E_total，C_total}

约束条件为：T_application≤deadline

其中，T_application表示工业应用实际完成时间，deadline代表工业应用计划完成时间。

7.根据权利要求6所述的一种基于工业互联网的边缘计算任务卸载优化方法，其特征在于：步骤三所述改进的多目标布谷鸟搜索算法，基于3个基本假设：

(1)每只布谷鸟一次可产k个蛋，并随机选择一个寄生巢放置，第k个蛋即是一组解的第k个目标；

(2)在随机选择的一组寄生巢中，最好的巢将会保留到下一代继续繁殖；

(3)每个巢中的宿主鸟丢弃外来蛋的概率为P_a，被发现后布谷鸟选择更换一个具有k个蛋的新巢。