【摘要】：遠(yuǎn)洋漁船上不斷增加的船載智能設(shè)備和傳感器增大了對網(wǎng)絡(luò)通訊帶寬和流量的要求,目前船岸間通訊的高昂費用和帶寬限制成為整個系統(tǒng)的瓶頸。該文在遠(yuǎn)洋漁船作業(yè)系統(tǒng)中引入云霧混合計算架構(gòu)。研究以云計算為基本架構(gòu),采用面向服務(wù)的構(gòu)架,提供可靠和安全的數(shù)據(jù)存儲中心,降低了對用戶端的設(shè)備要求,利于不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享;同時,利用船載設(shè)備的計算和存儲能力,采用霧計算架構(gòu)的設(shè)備固件更新分發(fā)機(jī)制獲取最少必要固件資源后在船載網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行推送和更新,并利用船載傳感網(wǎng)絡(luò)霧計算模型在船載網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部存儲和壓縮傳感器環(huán)境數(shù)據(jù),以降低船岸之間的數(shù)據(jù)通訊量。研究證明,云霧混合計算架構(gòu)在保證船岸數(shù)據(jù)信息交互一體化的同時明顯降低了對數(shù)據(jù)通訊帶寬的要求,減少了網(wǎng)絡(luò)流量。在測試期內(nèi),開富號各計算節(jié)點及傳感設(shè)備固件更新文件數(shù)據(jù)量降低為傳統(tǒng)架構(gòu)的15.13%,傳感器發(fā)往云端的報文數(shù)據(jù)量降低為傳統(tǒng)架構(gòu)的4.75%。參考衛(wèi)星寬帶流量套餐費用計算(1 MB費用約為10美元,2014年標(biāo)準(zhǔn)),在該時間段內(nèi),僅"開富號"一條船舶約節(jié)約7 500美元,每年能節(jié)約通訊費36 000美元,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。研究實踐證明云霧混合計算有利于改善遠(yuǎn)洋漁船物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通訊質(zhì)量。
[Abstract]:The increasing intelligent equipments and sensors on board ocean-going vessels increase the requirement of network communication bandwidth and flow. At present, the high cost and bandwidth limitation of inter-ship communication become the bottleneck of the whole system. In this paper, a hybrid computing framework of cloud and fog is introduced into the ocean fishing vessel operating system. The research takes cloud computing as the basic structure, adopts the service-oriented framework, provides the reliable and secure data storage center, reduces the device requirement to the user, facilitates the data and the application sharing among different devices, at the same time, Using the computing and storage capacity of shipborne equipment, the device firmware update and distribution mechanism based on fog computing architecture is used to obtain the minimum necessary firmware resources and then push and update within the shipborne network. Using the fog calculation model of shipborne sensor network, the sensor environment data is stored and compressed in the shipborne network, so as to reduce the data communication between the ship and shore. It is proved that the cloud and fog hybrid computing architecture can not only guarantee the integration of ship-shore data and information, but also reduce the requirement of data communication bandwidth and reduce the network flow. During the test period, the data volume of firmware update file of each computing node and sensor device of Kaifu number is reduced to 15.13 of traditional architecture, and the amount of message sent from sensor to cloud is reduced to 4.75 of traditional architecture. With reference to the cost of satellite broadband flow package (1 MB cost is about $10, 2014 standard), only one ship called "Kaifu" can save about $7,500 in this time period, and $36,000 per year in communication, which has certain economic benefits. The research results show that the cloud and fog hybrid calculation is beneficial to improve the communication quality of the ocean fishing vessel's Internet of things system.
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;上海海洋大學(xué)工程學(xué)院;
【基金】：上海市科委創(chuàng)新行動計劃項目(12231203902)
【分類號】：TP391.44;TN929.5

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本文編號：2141775