0引言
随着信息技术的快速发展,嵌入式装备系统性能不断提升与完善,人机协同作业、有人无人协同工作已逐渐普及,并以成为未来作业模式的主要形态[1],业务应用逐步向以数据密集、智能化、协同化为显著特征的智能应用转变,其实时性需求愈发严苛,对大数据访问、共享、利用的需求,趋向于低时延、低CPU负载,例如,智能态势认知应用需要及时获取周遭环境多源、多维度感知数据,运用人工智能技术,准确认识、分析环境态势[2-3];多源数据融合应用需要快速汇聚不同角度、不同维度的感知数据,融合以获取更有价值的信息[4];协同数据处理应用面向海量数据分析处理,多节点协同处理,加速信息转换与生成[5-6]。显然,实现“从数据到决策”的根本是智能数据融合与分析技术,增强指挥控制系统的智能化数据处理能力是完成“从信息到指令”的前提[7]。然而,异构数据之间难以共享,可将底层数据源以数据服务的形式提供给用户[8],例如,基于数据服务构建县级国土资源“一张图”综合管理系统,实现跨平台的数据传输[9];基于B/S架构,设计动态数据服务发布引擎,解决数据模型的异构性问题[10];基于微服务架构,设计数据服务框架,实现灵活的数据共享[11]。
在嵌入式装备系统领域,既有结构化的时序数据、又有非结构化的图像视频数据,整体呈现数据流量大、带宽需求高的特征,分散的数据源和分布式的任务处理节点,构成分布式数据网络,因此有效管理和利用大数据意义重大。在分布式数据网络中[12],数据的“管”与“用”相辅相成,“管”促进数据的“用”,“用”增强数据的“管”。然而,有限存储、计算、通信资源制约大数据的深度使用,具体表现为:(1)多源异构的数据缺乏统一管理,数据标准不规范,数据模型定义不一致,导致数据使用困难;(2)业务应用之间的壁垒,使数据孤岛现象突出,导致数据共享困难;(3)任务系统相互独立,对数据处理时,存在重复处理与开发;(4)数据源分散,计算资源受限,导致数据缺乏深度加工和利用。为此,本文研究基于边缘缓存的数据服务共享技术,探索以数据服务的形式支撑智能应用,以促进数据的流通与共享、数据价值的实现。具体而言,首先基于边缘计算架构,设计数据加工和服务共享架构,支持数据的加工和数据服务的生产;然后基于元数据管理,提出分布式数据服务管理调度方法,支持集中式调度与分布式调度相配合;最后为加速数据服务请求响应速度,提出数据服务共享方法,通过预先缓存数据服务和元数据目录,提高数据服务检索定位效率和数据服务请求响应效率。
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作者信息:
任德旺1,2,周俊鹏1,2,倪鑫1,2,李丽娜1,2,李亚晖1,2,李运喜1,2
(1航空工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710068;2机载弹载计算机航空科技重点实验室,陕西西安710065)
