用于分布式计算网络的计算节点制造技术

本发明专利技术公开了一种用于分布式计算网络的计算节点(CPN)，CPN为具有信息接收、处理、发送功能的计算机，CPN具有中央处理器、存储器、通信接口；若干个CPN构成分布式计算网络；每个CPN均与其拓扑上相邻的CPN进行数据交互；CPN具有空间属性，空间属性体现为CPN所在的绝对空间位置和/或CPN在所处的拓扑网络中的相对空间位置；计算节点内置操作系统，操作系统提供API接口，将各种管理/控制的需求和/或策略转化为标准计算序列，并转化为操作系统可识别的指令序列；分布式计算网络中CPN分布式地、自组织地共同完成计算序列。该CPN能够应用于建筑自控系统，提供一个开放的、扁平的、易编程的控制平台。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算网络
，具体涉及一种用于分布式计算网络的计算节点。
技术介绍
20世纪80年代以来，人们开始利用信息技术实现建筑的智能化自动控制，例如面向特定服务功能的广播音响系统、IC卡管理系统、酒店客房管理系统、能源监测管理系统，以及面向特定机电设备的空调控制系统、安防系统、消防系统、冷站控制系统、用电安全系统等，然而问题是现有技术中的管理控制系统往往都不那么“智能”，超过半数的建筑自控系统只能实现在中央控制室远程监测建筑环境和系统设备的运行参数，以及通过中控人机界面手动地启停或调节机电设备运行状态。这样的系统实质上仍严重依赖于运行人员的手动操作，没有实现自动化和智能化。只有极少数的建筑，能够实现楼宇层面的自动化控制和管理，包括各个子系统内部的优化控制，和子系统之间的集成控制。造成这种局面的根本原因在于自控系统的集中式的架构，如图1所示，现有技术中的自控系统采用集中式的组织架构，所有终端测控点(传感器、执行器、现场控制器)都通过总线通信网络连通，各个子系统(照明系统、空调系统、消防系统、安防系统)的末端的信息测控点虽然很大程度上分布在同一个建筑子空间内，但却是按照不同的子系统进行纵向垂直集成，这一集中式的自控系统具有如下主要缺点：1、终端的测控点需要进行全局通信命名、定义物理属性并定义相互之间的关联关系，当测控点数较多时，这一现场配置和组态的工作变得工作量极大，难度很高；这一工作需要在建筑建造完成及机电设备就位后才能开展，可以利用的施工周期很短，因而时间仓促；在后期建筑布局或功能划分发生变化时，自控系统难以随之灵活改变；2、各子系统之间难以实现信息的真正共享，要想实现跨系统信息共享，就要在现有若干系统的上层建立一个新系统，这就需要对全局重新进行组态和定义，难度和成本极高，不适应建筑控制智能化、信息化、前端化的需求；3、自控平台封闭、通用性差，控制软件往往是针对个别建筑单独设计的，因而在对系统进行改造和扩展的过程中，新的控制策略难以在现有的自控平台上灵活简单地实现。4、跨系统集成困难，现有的自控系统及平台通用性差、软硬件环境不友好，要求开发者具有较高的IT专业知识，而自控系统中运行的各种控制策略及控制逻辑(如暖通系统的控制策略、消防系统的控制策略、安防系统的控制策略)又往往是由各个领域的工程师(暖通工程师、消防安全工程师等)来制定的，这就导致各领域的工程师很难将其制定好的控制策略和控制逻辑转化为自控系统的控制软件，因而导致各个子系统应该实现的功能很难集成在现有的自控系统和自控平台当中。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种用于分布式计算网络的计算节点(CPN)，该用于分布式计算网络的计算节点(CPN)能够应用于建筑自控系统，提供一个开放的、扁平的、易编程的控制平台。另外需要说明的是虽然本专利技术提供的用于分布式计算网络的计算节点(CPN)产生于并可以应用于楼宇自控领域，但这并不构成对本专利技术的保护范围的限定，由本专利技术的用于分布式计算网络的计算节点(CPN)构成的分布式计算网络作为一个基础性的计算网络还可以应用于其他领域。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种用于分布式计算网络的计算节点(CPN)，所述计算节点(CPN)为具有信息接收、处理、发送功能的计算机，所述计算节点(CPN)具有中央处理器、存储器、通信接口；若干个所述计算节点(CPN)构成分布式计算网络；每个计算节点(CPN)均与其拓扑上相邻的计算节点(CPN)进行数据交互；所述计算节点(CPN)具有空间属性，所述空间属性体现为所述计算节点(CPN)所在的绝对空间位置和/或所述计算节点(CPN)在所处的拓扑网络中的相对空间位置；所述计算节点内置操作系统，所述操作系统提供API接口，用户可通过所述API接口将各种管理/控制的需求和/或策略转化为标准计算序列；所述分布式计算网络中的计算节点(CPN)分布式地、自组织地共同完成所述计算序列。另外，根据本专利技术上述实施例的用于分布式计算网络的计算节点(CPN)还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述操作系统支持多个标准计算序列的并行计算。进一步地，在所述分布式计算网络之上可定义多个功能子网，每个所述计算节点(CPN)可隶属于不同的功能子网，所述功能子网之间互不影响。进一步地，所述计算节点(CPN)与某个基本空间单元相关联或者与某个机电设备相关联，所述基本空间单元或机电设备的相关信息均以标准数据表的形式描述，所述标准数据表形成一套标准信息集。进一步地，所述计算节点(CPN)基于所述标准信息集自动辨识其所关联的具体为某个基本空间单元或某个机电设备，从而实现计算节点(CPN)的即插即用。进一步地，所述操作系统提供从简单数学计算到专业应用算法的各级算法库，具体的可以是算子库和/或基础算法库和/或高级算法库，用户在编写所述标准计算序列时可调用所述算法库中的算法，所述操作系统自动形成底层程序代码，从而实现敏捷化编程。需要说明的是，所述标准计算序列在执行时按照标准化的方式进行，具体来讲就是每种计算的无中心算法，其输入输出接口参数定义是确定的，是系统化的。进一步地，所述算子库包括：加，减，乘，除，加权求和、积，逻辑运算，求最大值、最小值，集合运算，生成树，Jacobi/高斯赛德尔迭代，及其他常见的基本数学运算；所述基础算法库包括：矩阵计算算法，最速下降法，牛顿法，遗传算法，神经元算法，其他常见的基础数学算法；所述高级算法库包括：传感器故障诊断算法，人数分布校核算法，火灾反演算法，基于区域的CFD算法，其他用于各种专业领域的高级算法。进一步地，所述计算节点(CPN)具体是通过某个区域控制系统与某个基本空间单元或者某个机电设备相关联，所述区域控制系统用于收集所述基本空间单元或机电设备的相关信息或用于控制与所述基本空间单元或机电设备相关的执行器。进一步地，所述计算节点(CPN)具有若干个所述通信接口，所述通信接口分为A类和B类；所述计算节点(CPN)通过所述A类通信接口与其拓扑上相邻的计算节点(CPN)进行数据交互；所述计算节点(CPN)通过所述B类通信接口与所述区域控制系统(DCS)进行数据交互。进一步地，所述计算节点(CPN)在接入网络时采用局部命名方式，其名称与其拓扑上相邻的计算节点(CPN)不同，拓扑上不相邻的计算节点(CPN)可以具有相同的名称。进一步地，所述API接口具体为一种基于通信协议的API接口或其他形式的普通接口。进一步地，所述标准计算序列包括若干个计算单元，所述标准计算序列的定义包括如下内容：所述若干个计算单元间的逻辑流程图；每个所述计算单元涉及到的算子和/或算法，输入变量、输出变量，计算流程和/或步骤。本专利技术提供的用于分布式计算网络的计算节点(CPN)具有如下特点：1、面向空间：每个计算节点(CPN)均与一个基本空间单元或者某个机电设备的区域控制系统相互关联，在计算节点(CPN)关联到所述区域控制系统时，基本空间单元或机电设备所具有的位置空间信息、相对位置关系或拓扑关系便自然而然地体现在所述计算节点(CPN)上，因而具有快速部署的优点，能够免去原有控制系统的海量而反复的现场布线、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分布式计算网络的计算节点(CPN)，其特征在于，所述计算节点(CPN)为具有信息接收、处理、发送功能的计算机，所述计算节点(CPN)具有中央处理器、存储器、通信接口；若干个所述计算节点(CPN)构成分布式计算网络；每个计算节点(CPN)均与其拓扑上相邻的计算节点(CPN)进行数据交互；所述计算节点(CPN)具有空间属性，所述空间属性体现为所述计算节点(CPN)所在的绝对空间位置和/或所述计算节点(CPN)在所处的拓扑网络中的相对空间位置；所述计算节点内置操作系统，所述操作系统提供API接口，用户可通过所述API接口将各种管理/控制的需求和/或策略转化为标准计算序列；所述分布式计算网络中的计算节点(CPN)分布式地、自组织地共同完成所述计算序列。

【技术特征摘要】
1.一种用于分布式计算网络的计算节点(CPN)，其特征在于，所述计算节点(CPN)为具有信息接收、处理、发送功能的计算机，所述计算节点(CPN)具有中央处理器、存储器、通信接口；若干个所述计算节点(CPN)构成分布式计算网络；每个计算节点(CPN)均与其拓扑上相邻的计算节点(CPN)进行数据交互；所述计算节点(CPN)具有空间属性，所述空间属性体现为所述计算节点(CPN)所在的绝对空间位置和/或所述计算节点(CPN)在所处的拓扑网络中的相对空间位置；所述计算节点内置操作系统，所述操作系统提供API接口，用户可通过所述API接口将各种管理/控制的需求和/或策略转化为标准计算序列；所述分布式计算网络中的计算节点(CPN)分布式地、自组织地共同完成所述计算序列。2.根据权利要求1所述的计算节点(CPN)，其特征在于，所述操作系统支持多个标准计算序列的并行计算。3.根据权利要求1或2所述的计算节点(CPN)，其特征在于，在所述分布式计算网络之上可定义多个功能子网，每个所述计算节点(CPN)可隶属于不同的功能子网，所述功能子网之间互不影响。4.根据权利要求1至3任一项所述的计算节点(CPN)，其特征在于，所述计算节点(CPN)与某个基本空间单元相关联或者与某个机电设备相关联，所述基本空间单元或机电设备的相关信息均以标准数据表的形式描述，所述标准数据表形成一套标准信息集。5.根据权利要求4所述的计算节点(CPN)，其特征在于，所述计算节点(CPN)基于所述标准信息集自动辨识其所关联的具体为某个基本空间单元或某个机电设备，从而实现计算节点(CPN)的即插即用。6.根据权利要求1至5任一项所述的计算节点(CPN)，其特征在于，所述操作系统提供从简单数学计算到专业应用算法的各级算法库，用户在编写所述标准计算序列时可调用所述算法库中的算法，所述操作系统自动形成底层程序代码，从而实现敏捷化编程。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜子炎，
申请(专利权)人：邻元科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11