一种异构能源边缘离线同步自愈方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及能源物联网与边缘计算，具体为一种异构能源边缘离线同步自愈方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、能源物联网逐渐由集中式监控架构向云边协同架构演进，电力、燃气、供热、储能、充换电、综合能源站等场景中，大量异构能源设备通过传感器、控制终端、边缘网关和工业通信协议接入统一平台，形成覆盖设备感知、状态采集、指令下发、运行监测和业务联动的物联网络，不同能源设备在通信协议、数据格式、采集频率、控制逻辑和安全约束方面存在差异，单纯依赖云端集中处理难以适应现场业务对实时性和连续性的要求。边缘计算因此被引入能源物联网系统，边缘节点承担协议适配、数据预处理、状态缓存、规则执行和现场控制等功能，并与云端平台保持心跳确认、状态同步、应用部署和配置下发关系。现有云边协同平台通常结合节点纳管、应用承载、故障检测、主备切换、数据校验、冗余存储和备份恢复等机制，以维持边缘侧与云端平台之间的协同运行。

2、现有云边协同系统在通信中断场景中，多以告警、重连或简单缓存作为主要处理方式，对云端不可达期间的本地业务连续运行支撑不足。边缘节点在断网瞬间容易缺少明确接管起点，离线期间产生的设备状态、业务执行结果和本地时序也容易分散记录，导致恢复后难以还原状态来源和执行顺序。部分系统虽然具备本地规则执行能力，但边缘侧自治执行范围、设备安全边界和离线业务许可之间缺少稳定关联，离线执行结果与后续状态校准之间容易出现对应关系不清。网络恢复后，历史数据常采用全量补传、时间段回放或简单去重方式处理，在边缘节点数量较多、设备状态变化频繁或离线时间较长时，容易出现补偿数据量大、重复写入、状态版本冲突和业务重复触发等问题。摘要校验虽可用于数据完整性验证，但在云边离线恢复场景中，若摘要标识未与边缘节点、状态版本、本地递增时序和业务执行结果建立稳定对应关系，仍难以支撑海量离线记录的快速比对、补偿定位和一致性恢复。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的能源物联网云边协同方法在云端不可达时存在边缘节点缺少明确接管依据、离线期间业务状态承接连续性低、恢复后历史数据补偿容易重复写入或版本冲突的问题，以及如何在断网期间维持本地业务临时接管并在网络恢复后实现云边状态幂等同步的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种异构能源边缘离线同步自愈方法，包括获取异构能源物联网络中的云边协同状态信息，形成边缘节点的状态同步基准；当所述状态同步基准满足离线接管条件时，生成边缘节点的离线接管状态；所述离线接管状态用于表征边缘节点在云端不可达期间对本地业务的临时接管关系；基于所述离线接管状态，对异构能源设备的状态变化和业务执行结果进行缓存承接，并结合边缘节点的本地自治规则生成离线自治承接记录；当所述状态同步基准表征云边协同恢复时，依据所述离线自治承接记录生成状态摘要补偿关系；基于所述状态摘要补偿关系对云端状态和边缘节点状态执行幂等补偿同步，生成云边离线自愈一致状态。

4、作为本发明所述的异构能源边缘离线同步自愈方法的一种优选方案，其中：所述状态同步基准包括，将纳管后的边缘节点按照所属业务域建立节点归组关系，并将同一边缘节点在所述节点归组关系中的在线确认结果、应用承载结果和最近一次云端状态确认结果绑定为同步锚点，形成可用于判断云边状态是否连续的同步基准记录。

5、作为本发明所述的异构能源边缘离线同步自愈方法的一种优选方案，其中：在判断所述离线接管条件时，以所述同步锚点中的最近一次云端状态确认结果作为接管起点，当边缘节点在预设检测周期内未获得云端状态确认且本地设备采集结果仍保持有效时，将对应边缘节点确定为候选接管节点；对所述候选接管节点承载的业务执行离线许可校验和设备安全边界校验，将同时通过离线许可校验和设备安全边界校验的候选接管节点确定为目标接管节点。

6、作为本发明所述的异构能源边缘离线同步自愈方法的一种优选方案，其中：在所述目标接管节点进入离线接管状态时，以所述接管起点为首个状态节点建立本地缓存段，并将断连期间产生的设备状态数据、业务执行结果和本地递增时序写入所述本地缓存段；所述本地缓存段在写入过程中保持与所述同步锚点的版本关联，使断网瞬间至云边恢复前形成的本地业务状态能够按照状态来源和执行时序被连续追溯。

7、作为本发明所述的异构能源边缘离线同步自愈方法的一种优选方案，其中：在生成所述离线自治承接记录时，目标接管节点将本地缓存段中的当前设备状态与预置自治边界进行匹配，并根据匹配结果确定本地业务的自治执行策略；当当前设备状态满足预置自治边界时，将自治执行策略对应的执行结果与本地缓存段中的对应状态节点绑定，形成同时记录缓存状态和自治执行结果的离线自治承接记录。

8、作为本发明所述的异构能源边缘离线同步自愈方法的一种优选方案，其中：在生成所述状态摘要补偿关系时，将所述离线自治承接记录按照同步锚点和本地递增时序划分为补偿片段，并为每一补偿片段生成摘要标识；所述摘要标识至少基于补偿片段中的边缘节点标识、状态版本、本地递增时序和业务执行结果生成，且所述摘要标识用于与云端已确认摘要结果进行命中比对，以确定需要补偿的离线自治承接记录。

9、作为本发明所述的异构能源边缘离线同步自愈方法的一种优选方案，其中：在执行所述幂等补偿同步时，对摘要标识未命中云端已确认摘要结果的补偿片段执行补偿写入，对摘要标识已命中云端已确认摘要结果的补偿片段抑制重复写入；当补偿写入后的云端状态版本与目标接管节点的本地状态版本基于同一同步锚点形成连续关系时，将云端状态与目标接管节点状态确定为云边离线自愈一致状态。

10、本发明的另外一个目的是提供一种异构能源边缘离线同步自愈系统，其能通过同步接管模块、自治承接模块和摘要自愈模块之间的协同运行，形成边缘节点离线接管、离线自治承接和恢复后幂等补偿同步的一体化处理方案，解决了目前能源物联网云边协同系统在云端不可达时存在本地业务接管依据不清、离线状态承接连续性低以及恢复后历史数据容易重复写入或版本冲突的问题。

11、作为本发明所述的异构能源边缘离线同步自愈系统的一种优选方案，其中：包括同步接管模块、自治承接模块、摘要自愈模块；所述同步接管模块用于基于云边协同状态信息形成边缘节点的状态同步基准，并在所述状态同步基准满足离线接管条件时生成边缘节点的离线接管状态；所述自治承接模块用于基于所述离线接管状态建立本地缓存段，将异构能源设备的状态变化和业务执行结果进行缓存承接，并结合本地自治规则生成离线自治承接记录；所述摘要自愈模块用于基于所述离线自治承接记录生成状态摘要补偿关系，并依据所述状态摘要补偿关系执行幂等补偿同步，生成云边离线自愈一致状态。

12、本发明的再一个目的是提供了一种异构能源边缘离线同步自愈设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序是实现异构能源边缘离线同步自愈方法的步骤。

13、本发明的还一个目的是提供了一种异构能源边缘离线同步自愈存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现异构能源边缘离线同步自愈方法的步骤。

14、本发明的有益效果：本发明提供的异构能源边缘离线同步自愈方法通过状态同步基准和离线接管状态的生成，使边缘节点在云端不可达时具有明确的接管起点和接管依据，降低断网瞬间业务状态失控和接管边界不清的风险；通过本地缓存段和离线自治承接记录的形成，使断连期间产生的设备状态、业务执行结果和自治执行结果保持连续关联，提高离线期间本地业务承接的完整性和可追溯性；通过状态摘要补偿关系和幂等补偿同步，使网络恢复后的离线记录能够按照摘要命中结果进行补偿定位和重复写入抑制，减少全量回放带来的数据冗余、状态冲突和重复触发问题。因此，本发明在云边断连接管准确性、边缘离线业务连续性以及网络恢复后状态一致性方面均取得更加良好的效果。