面向穿戴计算机的边缘计算卸载技术的研究
发布时间：2021-07-09 04:14
可穿戴设备是现在比较热门的方向,其种类和功能也日新月异。日常生活中可以使用智能手环、手表进行体征监测,军事上可以使用智能头盔和智能眼镜进行目标检测、虚拟现实等功能,这些功能计算复杂度高,会给穿戴设备的续航能力和用户体验带来挑战。如果能有其它平台协同穿戴设备进行计算,减少穿戴设备的计算量,将改善穿戴设备的性能。云计算平台因为采用集中式的处理模型,服务的设备数量多且与用户距离远,产生的网络延迟将很难满足穿戴设备上应用的时延限制要求。边缘计算技术的兴起,云计算的计算能力可以下放到网络边缘靠近用户的边缘服务器上,边缘服务器可以通过计算卸载技术与穿戴设备进行协同计算,为穿戴设备上计算复杂度高的应用提供服务。本文首先对平台的应用场景、功能需求和卸载需求进行分析,确定了将边缘计算中的计算卸载技术应用于班组协同搜索的穿戴场景。基于对现有计算卸载机制的分析,建立了基于Docker容器的计算卸载机制,并实现了计算卸载机制与边缘计算开源平台的结合。该卸载机制在移动端和边缘端均部署卸载决策模块,移动端卸载决策模块解决的是基于穿戴应用的能耗与时间模型、网络状态、边缘服务器负载信息,判断应用是否可卸载的问题,边缘...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
百度边缘组件Baetyl结构图[18]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文18用可以使用的IO资源比例。Docker是在Linux容器技术基础上实现的开源容器引擎，它简化了容器的使用方法。首先，Docker通过分发、版本、移植等容器工具，使用户不必关心Linux内核机制NameSpace和Controlgroups的操作细节，降低了用户使用容器的难度；然后Docker通过分层文件系统进行镜像构建的方法，进一步改善用户的使用体验。Docker有三个基本概念：镜像、容器和仓库。镜像是通过一系列指令构建的应用运行环境和依赖环境的软件包，是容器运行的模板；容器是依据镜像创建的实例，其内部可以运行一个或者运行一组应用；Docker仓库用于存储镜像，其中DockerHub是Docker公司提供的镜像仓库，用户可以从上面下载公开镜像或者构建编译自己的镜像。Docker的架构图如图2-9所示，其中Dockerdaemon是守护进程，运行在后台，它监听DockerclientAPI对镜像、容器执行操作的请求，如dockerrun通过镜像运行一个容器；Dockerclient是用户操作Docker的主要方式；DockerRegistry是Docker镜像仓库，如上文提到的DockerHub,Images是用户本地的私有仓库。图2-9Docker结构图[39]2.5本章小结本章做了如下工作：介绍了平台的应用场景班组协同搜索的穿戴场景，基于场景的特点，得到了平台的功能需求；确定通过部署边缘服务器，为队员提供应用卸载服务，并分析出穿戴应用的卸载需求；基于对边缘计算卸载技术和开源平台的介绍，确定了计算卸载技术与开源平台的结合实现本文的平台。最后对平台的基础环境Docker容器进行了介绍。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文43块主要是维护百度Baetyl组件镜像及自定义容器应用镜像；卸载决策模块主要测试是否返回卸载决策结果；通信模块主要是测试基于MQTT协议的卸载请求消息和基于HTTP协议的执行数据信息是否正常发送和返回；界面展示模块主要是对百度组件Baetyl提供的物可视功能进行测试，主要测试目标轨迹。（1）镜像管理模块测试1）通过systemctlstatusdocker命令查看docker是否运行；2）通过dockerload-i命令加载自定义容器应用镜像；3）通过./setup.shinstall命令执行Baetyl离线安装包中的setup.sh程序；4）通过dockerimages查看Baetyl及应用镜像是否正常加载，加载结果如下图5-1和5-2所示。图5-1Baetyl组件镜像图5-2自定义容器应用镜像（2）容器管理模块测试1）首先需要通过命令systemctlstatusmongod查看mongod数据库是否正常工作，若数据库异常，则自定义容器应用数据库连接将失败；2）通过systemctlstatusbaetyl查看Baetyl组件的运行状态，效果如下图5-3所示，Baetyl正常运行；图5-3Baetyl运行状态3）通过dockerrun运行自定义容器应用，通过dockerstats查看Baetyl组件和容器应用运行效果如图5-4所示。边缘节点中卸载决策模块以Baetyl函数实例方式运行，其运行容器为function-offload，态势感知应用模块以Baetyl函
【参考文献】：
期刊论文
[1]移动边缘计算卸载技术综述[J]. 谢人超,廉晓飞,贾庆民,黄韬,刘韵洁. 通信学报. 2018(11)
[2]军用智能可穿戴设备发展综述[J]. 王海龙. 电子技术. 2018(02)
[3]边缘计算:万物互联时代新型计算模型[J]. 施巍松,孙辉,曹杰,张权,刘伟. 计算机研究与发展. 2017(05)
[4]Mobile Edge Computing Towards 5G: Vision, Recent Progress, and Open Challenges[J]. Yifan Yu. 中国通信. 2016(S2)
本文编号：3273001
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
百度边缘组件Baetyl结构图[18]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文18用可以使用的IO资源比例。Docker是在Linux容器技术基础上实现的开源容器引擎，它简化了容器的使用方法。首先，Docker通过分发、版本、移植等容器工具，使用户不必关心Linux内核机制NameSpace和Controlgroups的操作细节，降低了用户使用容器的难度；然后Docker通过分层文件系统进行镜像构建的方法，进一步改善用户的使用体验。Docker有三个基本概念：镜像、容器和仓库。镜像是通过一系列指令构建的应用运行环境和依赖环境的软件包，是容器运行的模板；容器是依据镜像创建的实例，其内部可以运行一个或者运行一组应用；Docker仓库用于存储镜像，其中DockerHub是Docker公司提供的镜像仓库，用户可以从上面下载公开镜像或者构建编译自己的镜像。Docker的架构图如图2-9所示，其中Dockerdaemon是守护进程，运行在后台，它监听DockerclientAPI对镜像、容器执行操作的请求，如dockerrun通过镜像运行一个容器；Dockerclient是用户操作Docker的主要方式；DockerRegistry是Docker镜像仓库，如上文提到的DockerHub,Images是用户本地的私有仓库。图2-9Docker结构图[39]2.5本章小结本章做了如下工作：介绍了平台的应用场景班组协同搜索的穿戴场景，基于场景的特点，得到了平台的功能需求；确定通过部署边缘服务器，为队员提供应用卸载服务，并分析出穿戴应用的卸载需求；基于对边缘计算卸载技术和开源平台的介绍，确定了计算卸载技术与开源平台的结合实现本文的平台。最后对平台的基础环境Docker容器进行了介绍。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文43块主要是维护百度Baetyl组件镜像及自定义容器应用镜像；卸载决策模块主要测试是否返回卸载决策结果；通信模块主要是测试基于MQTT协议的卸载请求消息和基于HTTP协议的执行数据信息是否正常发送和返回；界面展示模块主要是对百度组件Baetyl提供的物可视功能进行测试，主要测试目标轨迹。（1）镜像管理模块测试1）通过systemctlstatusdocker命令查看docker是否运行；2）通过dockerload-i命令加载自定义容器应用镜像；3）通过./setup.shinstall命令执行Baetyl离线安装包中的setup.sh程序；4）通过dockerimages查看Baetyl及应用镜像是否正常加载，加载结果如下图5-1和5-2所示。图5-1Baetyl组件镜像图5-2自定义容器应用镜像（2）容器管理模块测试1）首先需要通过命令systemctlstatusmongod查看mongod数据库是否正常工作，若数据库异常，则自定义容器应用数据库连接将失败；2）通过systemctlstatusbaetyl查看Baetyl组件的运行状态，效果如下图5-3所示，Baetyl正常运行；图5-3Baetyl运行状态3）通过dockerrun运行自定义容器应用，通过dockerstats查看Baetyl组件和容器应用运行效果如图5-4所示。边缘节点中卸载决策模块以Baetyl函数实例方式运行，其运行容器为function-offload，态势感知应用模块以Baetyl函
【参考文献】：
期刊论文
[1]移动边缘计算卸载技术综述[J]. 谢人超,廉晓飞,贾庆民,黄韬,刘韵洁. 通信学报. 2018(11)
[2]军用智能可穿戴设备发展综述[J]. 王海龙. 电子技术. 2018(02)
[3]边缘计算:万物互联时代新型计算模型[J]. 施巍松,孙辉,曹杰,张权,刘伟. 计算机研究与发展. 2017(05)
[4]Mobile Edge Computing Towards 5G: Vision, Recent Progress, and Open Challenges[J]. Yifan Yu. 中国通信. 2016(S2)
本文编号：3273001
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3273001.html
