本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)，具體是指基于智慧物聯(lián)網(wǎng)的設備智能分配系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展，越來越多的設備被連接到網(wǎng)絡中，形成了龐大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，這些設備涵蓋了從智能家居、工業(yè)自動化到智慧城市等多個領域，提供了豐富的應用場景和服務，然而，隨著設備數(shù)量和復雜性的增加，如何高效地管理和分配這些設備的資源成為一個待解決的問題；

2、但現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)的設備智能分配還存在一定的缺陷，現(xiàn)有的設備物聯(lián)網(wǎng)的設備智能分配系統(tǒng)的分配策略通常僅考慮設備的負載或性能等單一維度，未能綜合考慮設備的性能、負載、健康狀態(tài)以及網(wǎng)絡拓撲結構等多個因素，導致分配策略不夠合理和有效，并且多數(shù)采用靜態(tài)的資源分配策略，無法根據(jù)實時數(shù)據(jù)的變化進行動態(tài)調整，難以適應不斷變化的需求和環(huán)境，現(xiàn)有資源調度機制無法精確評估設備的實際需求，導致資源浪費或設備過載，影響系統(tǒng)性能，缺乏有效的協(xié)調機制，現(xiàn)有容易出現(xiàn)某些設備過載而其他設備閑置的情況，導致瓶頸現(xiàn)象頻發(fā)，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，依賴于初始配置或預設規(guī)則，缺乏自我調整的能力，無法根據(jù)反饋信息和設備實時運行狀態(tài)進行持續(xù)優(yōu)化，為此，提出基于智慧物聯(lián)網(wǎng)的設備智能分配系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于智慧物聯(lián)網(wǎng)的設備智能分配系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：基于智慧物聯(lián)網(wǎng)的設備智能分配系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)設備接入模塊、數(shù)據(jù)采集預處理模塊、動態(tài)拓撲感知模塊、動態(tài)多維決策模塊、動態(tài)設備資源調度模塊、設備協(xié)同分配控制模塊和自適應動態(tài)調整模塊；

3、所述物聯(lián)網(wǎng)設備接入模塊用于建立各物聯(lián)網(wǎng)設備與系統(tǒng)之間的通信連接，并進行設備認證；

4、所述據(jù)采集預處理模塊用于通過已接入的物聯(lián)網(wǎng)設備中收集原始數(shù)據(jù)并進行預處理；

5、所述動態(tài)拓撲感知模塊用于實時監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中設備連接的變化情況，并及時更新網(wǎng)絡拓撲結構；

6、所述動態(tài)多維決策模塊用于根據(jù)預處理后的設備數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡拓撲結構信息進行制定最優(yōu)設備分配策略；

7、所述動態(tài)設備資源調度模塊用于根據(jù)最優(yōu)設備分配策略和網(wǎng)絡拓撲結構狀態(tài)動態(tài)調整設備資源分配；

8、所述設備協(xié)同分配控制模塊用于根據(jù)調整設備資源分配結果執(zhí)行設備資源分配任務，并協(xié)調多設備間任務分配，并實時反饋優(yōu)化調度決策結果；

9、所述自適應動態(tài)調整模塊用于根據(jù)反饋信息和設備實時運行狀態(tài)進行自適應調整分配策略。

10、所述物聯(lián)網(wǎng)設備接入模塊與數(shù)據(jù)采集預處理模塊相無線連接，所述數(shù)據(jù)采集預處理模塊與動態(tài)拓撲感知模塊和動態(tài)多維決策模塊相無線連接，所述動態(tài)拓撲感知模塊與動態(tài)多維決策模塊相無線連接，所述動態(tài)多維決策模塊和動態(tài)拓撲感知模塊與動態(tài)設備資源調度模塊相無線連接，所述動態(tài)設備資源調度模塊與設備協(xié)同分配控制模塊和自適應動態(tài)調整模塊相無線連接，所述設備協(xié)同分配控制模塊與自適應動態(tài)調整模塊和數(shù)據(jù)采集預處理模塊相無線連接，所述自適應動態(tài)調整模塊與數(shù)據(jù)采集預處理模塊相無線連接。

11、其中，所述據(jù)采集預處理模塊，通過已接入的物聯(lián)網(wǎng)設備中收集原始數(shù)據(jù)并進行預處理；根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)設備接入模塊識別并連接到所有已認證的物聯(lián)網(wǎng)設備，從物聯(lián)網(wǎng)設備中獲取原始設備數(shù)據(jù)，對獲取的原始設備數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗及數(shù)據(jù)格式轉換預處理，數(shù)據(jù)清洗包括去噪、填補缺失值及異常檢測修正，數(shù)據(jù)格式轉換包括標準化格式和時間戳同步，將預處理后的設備數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫中。

12、其中，所述動態(tài)拓撲感知模塊，實時監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中設備連接的變化情況，并及時更新網(wǎng)絡拓撲結構；獲取預處理后的設備數(shù)據(jù)，實時監(jiān)聽網(wǎng)絡中所有活動設備并記錄設備狀態(tài)，設設備為d，網(wǎng)絡拓撲結構為t，根據(jù)多因素計算每個設備的動態(tài)權重，設設備d的重要評分為id，設備d的工作負載為wd，設備d的健康狀態(tài)評分為hd，設備d的連接穩(wěn)定性評分為sd，設備d的動態(tài)權重dwd，設備動態(tài)權重評估實現(xiàn)公式為：

13、

14、在公式中，dwd表示設備d的動態(tài)權重，wmax表示設備最大可能得工作負載，α，β，γ，δ分別為各因素的重要性系數(shù)。

15、其中，所述動態(tài)拓撲感知模塊，根據(jù)得到的設備d的動態(tài)權重，進行更新網(wǎng)絡拓撲結構，實現(xiàn)公式為：

16、mf(t)＝σi,j∈n(dwi+dwj)+cij-λ·σi,j∈ncij,

17、在公式中，mf(t)表示更新后的網(wǎng)絡拓撲結構，cij表示設備i與設備j之間連接質量評分，dwi和dwj表示設備i和設備j的動態(tài)權重，n表示當前網(wǎng)絡中所有設備集合，∈表示當前網(wǎng)絡中的所有連接集合，t表示網(wǎng)絡拓撲結構。

18、動態(tài)拓撲感知模塊實時監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中設備連接的變化情況，并及時更新網(wǎng)絡拓撲結構通過計算每個設備的動態(tài)權重，能夠綜合考慮設備的重要性評分、工作負載、健康狀態(tài)評分和連接穩(wěn)定性評分等因素，精確評估每個設備的狀態(tài)，基于動態(tài)權重，更合理地分配資源，避免過載或資源浪費，此外，還能夠識別網(wǎng)絡中的瓶頸和潛在故障點，提前采取預防措施，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

19、其中，所述動態(tài)多維決策模塊，根據(jù)預處理后的設備數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡拓撲結構信息進行制定最優(yōu)設備分配策略；獲取預處理后的設備數(shù)據(jù)d和動態(tài)拓撲感知模塊最新的網(wǎng)絡拓撲結構t，設設備在時間點t的狀態(tài)數(shù)據(jù)為dt，進行需求預測，實現(xiàn)公式為：

20、

21、在公式中，p(dt+1|dt)表示當前數(shù)據(jù)dt，預測未來時間點t+1的設備數(shù)據(jù)分布，α0表示基礎需求，α1表示設備數(shù)據(jù)對需求的影響，α2表示捕捉非線性變化趨勢；

22、根據(jù)獲取的網(wǎng)絡拓撲結構t分析設備需求的影響因子，實現(xiàn)公式為：

23、i(t)＝σi,j∈nβijcij，

24、在公式中，i(t)表示網(wǎng)絡拓撲結構對設備需求的影響因子，βij表示設備i和設備j之間的連接權重，cij表示設備i和設備j的連接質量評分，n表示所有設備的集合；

25、通過結合需求預測結果和網(wǎng)絡拓撲影響因子進行綜合需求評分，實現(xiàn)公式為：

26、s(dt+1,i(t))＝g(p(dt+1|dt),i(t),γ)，

27、在公式中，s(dt+1,i(t))表示綜合需求評分，g表示綜合評分函數(shù)，γ表示權重向量，調節(jié)設備需求及網(wǎng)絡拓撲結構對為未來評分的影響。

28、其中，所述動態(tài)多維決策模塊，根據(jù)綜合需求評分生成多個候選設備分配策略ai，并對每個策略計算預期效果評分，實現(xiàn)公式為：

29、r(ai)＝h(s(dt+1,i(t)),ai,δ)，

30、在公式中，r(ai)表示策略ai的預期效果評分，ai表示第i個候選設備分配策略，h表示評分函數(shù)，s(dt+1,i(t))表示綜合需求評分，δ表示權重向量，用于調節(jié)評分標準；

31、根據(jù)所有候選策略的預期效果評分，選擇評分最高為最優(yōu)策略a*，實現(xiàn)公式為：

32、

33、動態(tài)多維決策模塊通過預處理后的設備數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡拓撲結構信息，制定最優(yōu)的設備分配策略，通過需求預測模型和網(wǎng)絡拓撲影響因子計算，能夠精準預測未來設備需求，并結合網(wǎng)絡結構特點優(yōu)化資源分，多維度的綜合評估方法不僅考慮了設備自身的狀態(tài)，還充分考慮了網(wǎng)絡拓撲對設備需求的影響，確保了資源分配的全面性和合理性，此外，生成多個候選設備分配策略，并通過預期效果評分選擇最優(yōu)方案，有效提高了決策的科學性和準確性。

34、其中，所述動態(tài)設備資源調度模塊，根據(jù)最優(yōu)設備分配策略和網(wǎng)絡拓撲結構狀態(tài)動態(tài)調整設備資源分配；設最優(yōu)設備分配策略a*中設備d目標資源量為設設備d在網(wǎng)絡拓撲結構t中的瓶頸影響因子為bd(t)，設設備d當前實際資源供給量為sd，設備資源調度實現(xiàn)公式為：

35、

36、在公式中，qd表示設備d需要調整的資源量，α1，α2表示權重參數(shù)，調節(jié)目標資源量和瓶頸影響因子的重要性。

37、動態(tài)設備資源調度模塊根據(jù)最優(yōu)設備分配策略和網(wǎng)絡拓撲結構狀態(tài)，動態(tài)調整設備資源分配，通過計算每個設備的目標資源量和瓶頸影響因子，能夠精確評估設備的實際需求，并據(jù)此進行資源調度，不僅避免了資源浪費和過載問題，還提高了資源利用率，此外，還能夠根據(jù)實時反饋信息進行動態(tài)調整，同時，通過協(xié)調多設備間的資源分配，有效平衡了工作負載，減少了瓶頸現(xiàn)象，進一步提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性

38、其中，所述設備協(xié)同分配控制模塊，根據(jù)調整設備資源分配結果執(zhí)行設備資源分配任務，并協(xié)調多設備間任務分配，并實時反饋優(yōu)化調度決策結果；接收最新的設備資源分配計劃，向設備發(fā)送任務分配指令，啟動資源調整和任務重新分配過程，協(xié)調多個設備之間分配工作任務，實時收集各設備在執(zhí)行新任務期間的各項指標，將監(jiān)控數(shù)據(jù)與預期目標進行對比，評估資源調度的效果，將監(jiān)控數(shù)據(jù)和分析結果反饋至數(shù)據(jù)采集預處理模塊和自適應動態(tài)調整模塊。

39、其中，所述自適應動態(tài)調整模塊，根據(jù)反饋信息和設備實時運行狀態(tài)進行自適應調整分配策略；獲取實時設備數(shù)據(jù)運行狀態(tài)信息和反饋信息進行整合，根據(jù)整合后的數(shù)據(jù)，評估設備分配運行狀態(tài)和性能表現(xiàn)，根據(jù)實時狀態(tài)評估結果，生成新的資源分配策略，反饋至動態(tài)設備資源調度模塊進行設備資源調度。

40、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

41、1、本發(fā)明通過動態(tài)拓撲感知模塊能夠實時監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中設備連接的變化情況，并及時更新網(wǎng)絡拓撲結構，能夠實時反映設備的連接狀態(tài)和網(wǎng)絡結構的變化，提供準確、及時的信息，通過實時監(jiān)測設備連接的變化情況，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理網(wǎng)絡中的異常情況，同時，及時更新網(wǎng)絡拓撲結構也有助于快速適應網(wǎng)絡變化，提高設備分配的靈活性和響應速度；

42、2、本發(fā)明通過動態(tài)多維決策模塊根據(jù)預處理后的設備數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡拓撲結構信息制定最優(yōu)設備分配策略，能夠綜合考慮設備的性能、負載、健康狀態(tài)以及網(wǎng)絡拓撲結構等多個因素，制定出更加合理、有效的設備分配策略，通過優(yōu)化設備分配，能夠確保設備資源的最大化利用，提高整體性能和效率，同時，還能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)的變化進行動態(tài)調整，使能夠適應不斷變化的需求和環(huán)境；

43、3、本發(fā)明通過動態(tài)設備資源調度模塊根據(jù)實時數(shù)據(jù)的變化進行動態(tài)調整，通過計算每個設備的目標資源量和瓶頸影響因子，能夠精確評估設備的實際需求，并據(jù)此進行資源調度，不僅避免了資源浪費和過載問題，還提高了資源利用率，同時，通過協(xié)調多設備間的資源分配，有效平衡了工作負載，減少了瓶頸現(xiàn)象，進一步提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；

44、4、本發(fā)明通過自適應動態(tài)調整模塊根據(jù)反饋信息和設備實時運行狀態(tài)進行自我調整，確保系統(tǒng)能夠持續(xù)優(yōu)化資源配置策略，評估系統(tǒng)的整體健康狀況和性能表現(xiàn)，識別出需要改進的地方，生成新的資源分配策略或調整現(xiàn)有策略，提高了系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。