(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210654463.4 (22)申请日 2022.06.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114816584 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 袁景凌　向尧　毛慧华　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 刘琳 (51)Int.Cl. G06F 9/445(2018.01) G06F 9/50(2006.01) G06Q 40/04(2012.01)(56)对比文件 CN 113159539 A,2021.07.23 CN 113156854 A,2021.07.23 CN 112363829 A,2021.02.12 CN 110740459 A,2020.01.31 CN 109814951 A,2019.0 5.28 US 202104216 0 A1,2021.02.1 1 李昊.基于“端-边-云 ”架构的园区综合能源 系统协调优化调度. 《储能科 学与技术》 .2022,第 623-634页. P. K. Bishoyi.Enabl ing Green Mobile- Edge Computi ng for 5G-Based Health care Applications. 《IEEE Transacti ons on Green Communications and Netw orking》 .2021,第1- 26页. 审查员 伍小晴 (54)发明名称 一种多能源供给边缘系统的最优碳排计算 卸载方法及系统 (57)摘要 本发明提出了提供一种多能源供给边缘系 统的最优碳排计算卸载方法及系统， 所述方法包 括步骤： S1在每个预设的时间片开始时， 收集并 更新所有计算节点的状态参数； S2轮询物联网终 端设备是否有卸载需求； S3根据任务数据筛选出 候选卸载计算节点集合M； S4遍历候选卸载计算 节点集合M， 计算出每个候选节点 x完成计算任务 时， 候选节点 x与本地计算节点 j能获得的总收益 G； S5从候选集合M中选出使得总收益最大的计算 节点作为卸载节点； S6将卸载任务发送至相应的 卸载节点。 本发 明通过考虑了不同能量供给对于 边缘计算系统的碳排放影 响， 协同利用地理位置 分散的边缘计算节点的碳排放率的差异性， 设计 简单有效的计算卸载方法， 使得任务得到合理的 卸载。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 114816584 B 2022.09.27 CN 114816584 B 1.一种多能源供给边缘系统的最优碳排计算卸载方法， 其特征在于： 所述方法包括如 下步骤： S1在每个预设的时间片开始时， 收集并更新所有计算节点的状态参数， 包括： 各类计算 资源剩余量 Sx、 CPU最大运行频率 fx,max、 多种能源供给类型 k以及每种 类型能源供给所占比 例ek与能源价格 pk、 碳交易价格Pxcarbon， 以及碳排放配额用量 E； S2轮询物联网终端设备是否有卸载需求： 当连接到本地计算节点 j的任意终端 i有卸载 任务的需求时， 采集卸载任务 数据， 计算任务数据包的大小 bi、 最大容忍时延 ti、 所需计算资 源类型ri以及资源大小 si； S3根据任务数据筛 选出候选卸载计算节点 集合M； S4遍历候选卸载计算节点集合M， 计算出每个候选节点 x完成计算任务时， 候选节点 x与 本地计算节点 j能获得的总收益 G； 总收益G的计算方法由以下公式计算获得： G=αGx+βGj 其中，Gx表示候选节点 x获取的收益，Gj表示本地计算节点 j的收益， α、 β 为控制系 数， 用 于调节各个收益所占的权 重； 本地计算节点 j的收益Gj的计算方式由以下公式获得： Gj=ui‑γTx‑Cxtotal 其中，ui为完成终端 设备i的任务的固定收益， γ为权重参数， Tx表示任务卸载至计算节 点x到完成任务计算回传结果所需要的全部时间， Cxtotal表示为本地计算节 点需要支 付给每 个候选节点 x完成计算任务的货币成本； 本地计算节点需要支付给每个候选节点 x完成计算任务的货币成本 Cxtotal的计算公式 如下： Cxtotal= Cxengergy +Cxcarbon 其中， Cxcarbon表示计算节点 x的碳排放成本；Cxengergy、 Cxcarbon的计算公式如下： Cxengergy=ex*Pxengergy 获取收益 Gx的计算方式由以下公式给 出： Gx= Cxtotal‑  Cxengergy‑  Cxtrade 其中，Cxengergy为执行任务时计算节点 x的能源消耗成本， Cxtrade为计算节点 x的碳交易费 用； Cxcarbon=ex*Kx* Pxcarbon 其中，ex表示候选节点 x处理任务所需的能耗； Pxengergy表示多种能源的综合价格； Kx表示 候选节点 x的碳排放系数；Pxcarbon表示碳交易价格； S5从候选集 合M中选出使得总收益 最大的计算节点作为卸载节点； S6将卸载任务发送至相应的卸载节点， 当时间片结束后， 返回至步骤S1。 2.根据权利要求1所述的一种多能源供给边缘系统的最优碳排计算卸载方法， 其特征 在于： 步骤S3中每 个被选中的候选计算节点 x，x∈M， 满足以下三个约束： (1)候选计算节点 x的计算资源类型满足任务的资源类型需求， 即  ri∈Rx， 其中Rx表示 计算节点 x计算资源类型的集 合； (2)候选计算节点 x的计算资源剩余数量满足任务的资源大小需求， 即 si≤Sx， 其中Sx表权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114816584 B 2示计算节点 x计算资源剩余数量； (3)候选计算节点 x的距离满足任务的最大容忍时延， 即 ti≥Tx， 其中Tx表示任务卸载至 计算节点 x到完成任务计算回传结果所需要的全部时间。 3.根据权利要求2所述的一种多能源供给边缘系统的最优碳排计算卸载方法， 其特征 在于： 任务卸载至计算节点 x到完成任务计算回传结果所需要的全部时间 Tx的方法为： Tx=0.5*δ+0.1*Distanceix 其中，δ表示计算节点的网络带宽特性， Distanceix表示终端 i与候选计算节点 x的距离。 4.根据权利要求3所述的一种多能源供给边缘系统的最优碳排计算卸载方法， 其特征 在于： 终端 i与候选计算节点 x的距离Distanceix的计算方法为： Distanceix=R*cos‑1[sin(Mlati)* sin(Mlatx)* cos(Mloni‑ Mlonx)+ cos (Mlati)* cos (Mlatx)* π÷180 其中，R表示地球平均半径， π表示为圆周率； Mlati、 Mlatx分别表示终端 i、 x的计算纬度 值，Mloni、 Mlonx分别表示终端 i、 x的计算经度值。 5.一种计算机可读存储介质， 存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理 器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法。 6.一种多能源供给边缘系统的最优碳排计算卸载系统， 用于实现权利要求1~4中任一 项所述的一种多能源供给边缘系统的最优碳排放计算卸 载方法， 其特征在于： 包括数据采 集模块 （201） 、 通讯模块 （202） 、 目标调度模块 （20 3） 和卸载调度模块 （204） ； 所述数据采集模块 （201） ， 用于在每个预设的时间片开始时， 收集并更新所有计算节点 的状态参数， 包括： 各类计算资源剩余量、 CPU平均运行频率、 多种能源供给类型以及每种类 型能源供 给所占比例与能源价格、 碳交易 价格， 以及碳 排放配额用量； 所述通讯模块 （202） ， 用于轮询物联网终端设备是否有卸载需求， 当连接到本地计算节 点的任意终端有卸载任务的需求时， 采集卸载任务数据， 计算任务数据包的大小、 最大容忍 时延、 所需计算资源类型以及资源大小， 将其数据发送至目标调度模块； 所述目标调度模块 （20 3） ， 用于筛选出候选卸载计算节点； 所述卸载调度模块 （204） ， 用于计算候选卸载计算节点的与本地计算节点的总收益值， 选出总收益最大的计算节点作为卸载节点， 通知通讯模块 （202） ， 将相应的卸载节 点信息发 送至终端设备。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114816584 B 3