一种云边端协同的云物联网智能联动方法与流程

本发明涉及物联网，具体为一种云边端协同的云物联网智能联动方法。

背景技术：

1、随着物联网与云边端协同技术的快速发展，智能设备间的联动控制已广泛应用于智能制造、智慧园区、无人仓储等场景；边缘计算与云端调度的结合，使得设备响应能力与全局决策能力得以兼顾，联动系统从单一的本地触发-执行模式，逐步演变为跨设备、跨层级的多级协同架构；然而，在实际部署中，联动逻辑往往预先固化在中心服务器或特定网关设备上，监听与执行功能高度耦合，导致新增联动规则或变更执行设备时需重新配置全局流程；同时，多级动作链依赖固定设备地址和顺序传递，一旦中间节点发生故障或网络瞬断，整个联动过程即告中断，且缺乏动态恢复手段。

2、相关技术中，联动方法通常采用中心化编排或点对点硬编码调度的方式完成任务串联，触发信号的捕获与动作执行由同一设备或固定链路承载，这种方式缺乏对边缘节点资源状态的实时感知能力，无法根据各设备负载和网络质量动态分配任务，造成部分设备过载而另一些闲置；且动作链的传递顺序与目标地址固定写入配置，当任一执行设备离线或网络异常时，无备用路径规划机制，只能等待人工干预或重启流程，致使联动任务失败率升高、响应延迟增大，难以满足动态复杂环境下高可用、高吞吐的自动化协同需求。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种云边端协同的云物联网智能联动方法，包括：

2、获取联动需求描述信息和多个设备的注册信息；

3、对联动需求描述信息进行解析，将事件监听功能与响应执行功能逻辑解耦，生成事件监听子任务和至少一个响应执行子任务；根据各设备负载状态、网络连通性和数据源就近原则，确定事件监听子任务的第一部署设备和各响应执行子任务的第二部署设备；

4、分配唯一联动令牌，联动令牌包括触发源标识、触发源设备地址、联动传递链信息、当前响应执行设备地址、下一响应执行设备地址和联动执行参数；联动传递链信息定义触发发起设备、至少一个响应执行设备及传递顺序；

5、将联动令牌下发至第一部署设备和第二部署设备，部署事件监听组件和响应执行组件，并根据令牌中的地址和传递链信息建立跨设备绑定关系；

6、当事件监听组件检测到满足触发条件的目标事件时，生成触发信号，将触发信号与联动令牌发送至当前响应执行设备地址对应的响应执行组件；

7、响应执行组件根据令牌参数执行响应后，需传递至下一设备时，更新令牌中触发源标识为当前设备标识，当前响应执行设备地址更新为下一设备地址，将更新后的令牌和下一级触发指令发送至下一设备。

8、优选的，获取联动需求描述信息和多个设备的注册信息，包括：

9、从用户配置界面或预设配置文件获取联动需求描述信息，解析联动需求描述信息，得到事件源标识、事件触发条件和响应动作类型；

10、通过设备注册中心查询所有已注册设备的注册信息，注册信息包括设备类型、设备标识和设备接入状态；

11、根据设备接入状态对设备进行可用性筛选，剔除处于离线状态或故障状态的设备，形成可用设备列表；

12、将可用设备列表与事件源标识及响应动作类型进行关联，输出获取结果。

13、优选的，对联动需求描述信息进行解析，将事件监听功能与响应执行功能逻辑解耦，生成事件监听子任务和至少一个响应执行子任务，包括：

14、提取联动需求描述信息中的事件源标识和事件触发条件，将事件源标识与事件触发条件封装为事件监听子任务，事件监听子任务包括监听对象和触发条件表达式；

15、提取联动需求描述信息中的响应动作类型，将响应动作类型拆分为一个或多个独立的响应动作项；

16、为每个响应动作项生成一个响应执行子任务，响应执行子任务包括待执行的响应动作类型和动作参数；

17、在响应执行子任务之间标注顺序约束或并发约束，顺序约束表示响应动作项需按预设次序执行，并发约束表示响应动作项可同时执行。

18、优选的，根据各设备负载状态、网络连通性和数据源就近原则，确定事件监听子任务的第一部署设备和各响应执行子任务的第二部署设备，包括：

19、采集可用设备列表中每个设备的实时负载状态参数和网络连通性指标，负载状态参数包括中央处理器占用率和内存占用率，网络连通性指标包括往返时延和丢包率；

20、从可用设备列表中选取与事件源设备网络距离最近的设备作为候选第一部署设备；

21、在候选第一部署设备中，选取负载状态参数低于预设负载阈值且网络连通性指标满足预设网络质量条件的设备，作为第一部署设备；

22、针对每个响应执行子任务，根据响应动作类型从可用设备列表中筛选出具备对应执行能力的候选设备集合；

23、在候选设备集合中，根据负载状态参数和网络连通性指标，选取最优设备作为对应响应执行子任务的第二部署设备。

24、优选的，分配唯一联动令牌，包括：

25、生成全局唯一的联动令牌标识；

26、根据事件源标识和事件源设备注册信息，确定触发源标识和触发源设备地址；

27、根据响应执行子任务之间的顺序约束或并发约束，确定联动传递链信息，联动传递链信息包括触发发起设备、各响应执行设备及传递顺序；

28、根据联动传递链信息，确定当前响应执行设备地址和下一响应执行设备地址，当前响应执行设备地址为传递顺序中第一个响应执行设备的地址，下一响应执行设备地址为传递顺序中第二个响应执行设备的地址；

29、将各响应执行子任务对应的动作参数封装为联动执行参数；

30、将上述信息按预设数据格式组装，并进行数字签名，生成唯一联动令牌。

31、优选的，将联动令牌下发至第一部署设备和第二部署设备，部署事件监听组件和响应执行组件，并根据令牌中的地址和传递链信息建立跨设备绑定关系，包括：

32、通过安全通信通道将唯一联动令牌分别发送至第一部署设备和各第二部署设备；

33、在第一部署设备上安装并启动事件监听组件，事件监听组件加载令牌中的事件源标识和事件触发条件；

34、在各第二部署设备上安装并启动响应执行组件，响应执行组件加载令牌中的联动执行参数；

35、各设备根据令牌中的触发源设备地址、当前响应执行设备地址、下一响应执行设备地址和联动传递链信息，在本地建立指向相邻设备的通信连接和地址映射；

36、各设备完成通信连接和地址映射后，向管理节点发送绑定完成确认，管理节点汇总确认信息，建立完整的跨设备绑定关系。

37、优选的，当事件监听组件检测到满足触发条件的目标事件时，生成触发信号，将触发信号与联动令牌发送至当前响应执行设备地址对应的响应执行组件，包括：

38、事件监听组件实时采集事件源设备的输出数据流，根据事件触发条件进行匹配判断；

39、当匹配到满足事件触发条件的目标事件时，提取目标事件数据；

40、基于目标事件数据生成触发信号，触发信号包括事件类型和事件数据；

41、获取唯一联动令牌，将触发信号与唯一联动令牌封装为联动触发消息；

42、通过预先建立的通信连接，将联动触发消息发送至令牌中当前响应执行设备地址对应的响应执行组件。

43、优选的，响应执行组件根据令牌参数执行响应后，需传递至下一设备时，更新令牌中触发源标识为当前设备标识，当前响应执行设备地址更新为下一设备地址，将更新后的令牌和下一级触发指令发送至下一设备，包括：

44、响应执行组件接收联动触发消息，解析出唯一联动令牌和触发信号；

45、根据唯一联动令牌中的联动执行参数，执行对应的响应动作；

46、响应动作执行完成后，检查唯一联动令牌中的下一响应执行设备地址是否为空；

47、当下一响应执行设备地址不为空时，将唯一联动令牌中的触发源标识更新为当前设备标识，将当前响应执行设备地址更新为下一响应执行设备地址；

48、基于触发信号和已执行的响应动作，生成下一级触发指令；

49、将更新后的唯一联动令牌和下一级触发指令封装为下一级联动触发消息，发送至更新后的当前响应执行设备地址对应的响应执行组件。

50、优选的，所述方法还包括：

51、若检测到任一响应执行设备故障或网络中断，由当前持有令牌的设备向云端上报异常，云端根据设备可用状态重新确定后续响应执行设备，更新令牌中传递链信息和地址，下发至当前持有设备，使联动信号沿更新后的传递链继续执行。

52、优选的，由当前持有令牌的设备向云端上报异常，云端根据设备可用状态重新确定后续响应执行设备，更新令牌中传递链信息和地址，下发至当前持有设备，使联动信号沿更新后的传递链继续执行，包括：

53、当前持有令牌的设备在向下一响应执行设备地址发送联动触发消息后，若在预设响应超时时间内未收到确认应答，则判定下一响应执行设备故障或网络中断；

54、当前持有令牌的设备重试发送联动触发消息，若重试次数达到预设最大重试次数仍未收到确认应答，则确认下一响应执行设备不可达；

55、当前持有令牌的设备生成异常上报消息，异常上报消息包括当前设备标识、不可达设备地址和当前持有的唯一联动令牌；

56、当前持有令牌的设备将异常上报消息发送至云端；

57、云端接收异常上报消息后，从设备注册中心获取当前全部设备的可用状态信息，剔除故障设备和网络中断设备；

58、云端从剔除后的可用设备中，根据与原有传递链中后续响应执行子任务的执行能力匹配度，重新确定后续响应执行设备；

59、云端根据重新确定的后续响应执行设备，更新唯一联动令牌中的联动传递链信息、当前响应执行设备地址和下一响应执行设备地址，生成更新后的唯一联动令牌；

60、云端将更新后的唯一联动令牌下发至当前持有令牌的设备；

61、当前持有令牌的设备接收更新后的唯一联动令牌，根据更新后的当前响应执行设备地址向对应的响应执行组件发送下一级联动触发消息，使联动信号沿更新后的传递链继续执行。

62、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

63、 1、本发明通过将联动需求拆分为独立的事件监听子任务和多个响应执行子任务，并分别依据负载状态、网络连通性及数据源就近原则动态部署至不同边缘节点，使得监听任务可稳定驻守于触发源附近以保证事件捕获的实时性，而执行任务则可灵活分散至多个具备相应能力的空闲设备上并行或顺序执行；当联动规则增多或执行设备变更时，仅需调整执行子任务的部署策略，无需改动监听侧逻辑，从而有效避免单体设备过载，提高了系统吞吐量和资源利用率；

64、2、本发明通过联动令牌随任务沿传递链流转，携带完整的执行上下文和明确的下一跳地址，使每个响应执行组件仅需关注本节点动作与转发逻辑，无需维护全局状态；同时，当检测到下游设备故障或网络中断时，持有令牌的设备主动上报云端，云端依据全局设备可用状态重新规划剩余传递链并更新令牌下发，使联动流程能够绕过失效节点继续执行；该机制有效避免了单点故障导致的整体联动中断，确保了跨设备长链路动作的有序完成和状态可追溯。