[发明专利]异源城市物联网的区域定置式边缘计算系统及方法

说明书

本发明涉及异源城市物联网的区域定置式边缘计算系统及方法，属于物联网技术领域。该方法包括：S1：依据城市特定区域、GIS资讯及传感器分布密度和位置，将该区域划分成多个虚拟物联网小网格；S2：每个待边缘计算的小网格中设置至少一个计算点，撷取该小网格内各类传感器数据，将其解码、计算筛选出有效信息，存储、加密上传到计算站；S3：将多个小网格结合成扩大网格，并设置具有多种信息收发及更高运算能力的计算站，撷取所辖计算点上传信息，分类分析计算，将异源信息深层次融合产生非可感知之新信息；S4：将新信息上传至后台服务器并下传到应用端。本发明转换边缘计算为区域中心定置式计算，提高城市物联网边缘计算实用性和效率。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，涉及一种定置式异源城市物联网区域边缘计算系统及方法。

背景技术

城市、园区、景区、建设工地、小区、大楼、交通设施、河流、湖泊、等的智能化管理对各相关基础设施的信息化处理提出很高要求。需要充分利用物联网技术，对各类相关基础设施的传感设备所产生海量数据，进行采集、处理、存储、分析、传输和智能化解决等流程。从而实现“感、传、知、用”一体化智慧城市物联网应用，能够即时获知某设施出现的问题、即时确认问题发生点位以及程度，及早解决。避免过去事事都以人力检测、排查、解决这种冗长而无效率的弊病。物联网技术为实现区域设备设施信息化、集约化管理提供条件，极大提高城市管理效率。

建设智能、集约、低碳、绿色、安全的公家或私有智慧区域及城市，需要实现该区域公共基础设施、专业服务设施的全面接入物联网。智慧区域及城市中的传感设备和接入设备的多样化，是当前及以后发展中物联网相对于互联网的最主要特点。如何高效、便捷地连接物联网中感知层设备，如何把不同种类的传感数据更有效融合，并计算出更准确的价值信息，使得底层采集的数据能够最大限度满足业务应用需求尤为重要。

随着智慧区域及城市的规模化推广建设，城市基础设施的信息化管理中，亟待解决物联网感知层领域遇到的几个难点：

1、区域及城市基础设施传感设备的多量性与多样性问题

区域(如私领域的小区、园区、景区等)及城市基础设施(如路灯、管网、道路等)的智能化，涉及到多种类型的传感器设施、物联网设备及通信、数据融合和应用系统；这些传感器可以分成两大类。

第一类是侦测某类城市设施状态是否正常，例如井盖传感器、智慧垃圾桶传感器、路灯故障传感器、停车位驻车传感器等；这类传感器构造简单，只传感是与否、有与无，并不检测他的时间变量；其数量庞大但与边缘计算关系较小。第二类是侦测广义物理量随时间变化的传感器，例如温度传感器、应力传感器、应变传感器、交通流量传感器、水流量传感器、流速传感器、水位传感器、水体污染传感器、PM2.5传感器、监控摄像器等，其数量虽不如第一类的多，但种类很多。

第二类传感器又可再依其布建位置分为两种：第一种是针对特定的单一设施(例如桥梁或隧道等)所布建的专用传感器(如应变传感器、震动传感器、温度传感器等)，其位置固定，长度或面积也特定化。另一种是分散在城市内各个不特定部位的传感器，例如交通监测传感器、地下水位传感器、沿雨(污)水排水管道设置的传感器、土壤墒情传感器、水体污染传感器等。

第一种传感器因位置固定、功能特定，有专业公司装设、采集数据、分析信息、维护保养，问题不算很大。其较可虑的是所取得数据常需以因特网传送到专业公司的专业平台加以分析，再将分析所得信息传输提供给委托单位(例如政府监管部门)，这仍存在着数据传输塞车、失误、信息被破解等问题。若能依靠边缘计算在数据产生点加以计算处理，直接由政府监管单位掌控，毋宁是未来发展趋势。

第二种传感器根据市政设施的智慧化，逐渐而普遍地装设在城市各个地方。一个小型城市装设上万个、中型城市上千万个、大型城市上亿个传感器不等。其品牌及供应商众多，由于缺乏相关技术标准，不同厂家产品的通信协议、技术指标和功能性存在较大差异。面对不同传感设备和通信设备的异构接入，需要一种面向广泛信息的数据采撷、传输的物联网中间件，以高效而安全的将物联网中感知层设备采集的数据传输给应用层各个用户。