一种全局物联网的无人售货系统

技术特征：
1.一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于，包括无人售货机终端(1)、区域服务器(2)及中央服务器(3)，所述无人售货机终端(1)用于售货机中货物的出售；所述区域服务器(2)用于区域内所述无人售货机终端(1)的数据接收，且所述区域服务器(2)包括区域数据储存模块(21)及区域数据分析模块(22)，所述区域数据储存模块(21)用于所述无人售货机终端(1)的地理位置数据、货物数量数据、消费数据、货物出货和补货数据、检修数据的储存；所述区域数据分析模块(22)用于根据所述区域数据储存模块(21)的数据通过大数据分析获得所述无人售货机终端(1)的运行决策；所述中央服务器(3)所述区域服务器(2)数据的接收及储存，且所述中央服务器(3)包括全局数据储存模块(31)、全局数据分析模块(32)及计算卸载模块(33)，所述全局数据储存模块(31)用于各个区域中所述无人售货机终端(1)的货物出售量数据、热门货物数据及货物出售高峰期数据的储存；所述全局数据分析模块(32)用于根据所述全局数据储存模块(31)的数据并通过大数据分析获得各个区域中所述无人售货机终端(1)货物运输及调度策略；所述计算卸载模块(33)用于在所述区域数据分析模块(22)的计算能力不足时，将该所述区域数据分析模块(22)的任务卸载至所述中央服务器(3)进行计算，且在所述中央服务器(3)计算完毕后将所述无人售货机终端(1)的运行决策发送至所述区域服务器(2)。2.根据权利要求1所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：所区域数据储存模块(21)还用于用户数据的存储，所述无人售货机终端(1)设有用于货物选择的触摸屏(11)及人脸识别模块(12)，所述区域数据分析模块(22)用于获取所述人脸识别模块(12)的数据，且所述区域数据分析模块(22)根据所述区域数据储存模块(21)的用户数据通过在线人脸匹配算法进行匹配，以在对应的用户账号中扣除货物费用；所述无人售货机终端(1)推出对应货物并将向所述区域服务器(2)发送出货数据，以判断交易结果。3.根据权利要求2所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：所述人脸识别模块(12)包括图像传感器及景深传感器，所述图像传感器及所述景深传感器将所采集的图像数据进行动态整合，突出最前面一位购物者的头像及虚化背景，并对最前面一位购物者的面部进行特征点检测，以识别出人脸并对该人脸的动态追踪，所述人脸识别模块(12)将获得的人脸数据上传至所述区域服务器(2)。4.根据权利要求1所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：所述区域数据分析模块(22)将所述运行决策通过边缘服务器发送至所述无人售货机终端(1)，且各个区域的所述区域服务器(2)构成用户信息区块链。5.根据权利要求1所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：所述计算卸载模块(33)根据所述区域服务器(2)本地执行的总成本及所述中央服务器(3)执行的总成本获得卸载决策成本，且根据所述卸载决策成本获得最优的计算卸载策略。6.根据权利要求5所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：所述区域服务器(2)本地执行的总成本的计算方式为：其中，为第n个所述区域服务器(2)的第m个计算任务在所述区域服务器本地(2)执行
计算的时延；为第n个所述区域服务器(2)的第m个计算任务在所述区域服务器本地(2)执行计算的能耗；所述中央服务器(3)远程执行的总成本的计算方式为：其中，为第n台所述区域服务器(2)将第m个计算任务卸载到所述中央服务器(3)的网络传输时延；第n台所述区域服务器(2)将第m个计算任务卸载到所述中央服务器(3)的网络执行时延；为所述区域服务器(2)接收执行结果的时延；第n个所述区域服务器(2)向所述中央服务器(3)卸载计算任务m时消耗的能量；为所述中央服务器(3)上执行任务m消耗的能量；为所述中央服务器(3)传回至所述区域服务器(2)n消耗的能量；c为所述中央服务器(3)分配给所述区域服务器(2)的cpu核数；c为所述中央服务器(3)的cpu总核数；μ为每个任务分配到的带宽比例；所述计算卸载模块(33)通过所述区域服务器(2)根据给定的状态空间计算出本地执行的成本及远程执行的成本，并且所述计算卸载模块(33)通过本地执行的成本及远程执行的成本决定执行的位置，以获得出状态空间及动作空间：所述状态空间为：{s＝(m,d,,c,e)∈s|m∈m,d∈d,c∈c}，其中，s为时间间隙t内的状态空间，m为任务数，d为所述区域服务器(2)和所述中央服务器(3)之间的距离，μ为每个任务分配到的带宽比例，c为所述中央服务器(3)分配给所述区域服务器(2)的cpu核数，e为所述区域服务器(2)n的剩余能量；所述动作空间为x＝{x
mn
∈{0，1}}，通过x
mn
的0或1表示第n个所述区域服务器(2)的第m个任务是否进行计算任务的卸载；根据所述状态空间及所述动作空间获得卸载决策的成本函数：。7.根据权利要求6所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：最优的计算卸载策略的获得方法为：s1.定义初始化卸载矩阵为n
×
m的全0矩阵；s2.计算步骤s1中所述成本函数f(s,x)0；s3.将步骤s1中卸载矩阵中的其中一个0元素修改为1；s4.计算步骤s3中所述成本函数f(s,x)1；s5.将步骤s2-s4重复n
×
m次，以获得f(s,x)0,f(s,x)1,
…
,f(s,x)
m
×
n
；s6.根据f(s,x)0,f(s,x)1,
…
,f(s,x)
m
×
n
对应计算获得m
×
n个f
r
(s)的值，选择最小值f
r
(s)
min
，f
r
(s)
min
对应的卸载矩阵为最优卸载策略x。8.根据权利要求6所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：第n个所述区域服务器(2)的第m个计算任务在所述区域服务器本地(2)执行计算的时延：第n个所述区域服务器(2)的第m个计算任务在所述区域服务器本地(2)执行计算的能耗：
其中，d
mn
为所执行计算任务的字节数；t
l
为每数据位的本地处理时间；为每数据位的本地能耗；第n台所述区域服务器(2)将第m个计算任务卸载到所述中央服务器(3)的网络传输时延：第n台所述区域服务器(2)将第m个计算任务卸载到所述中央服务器(3)的网络执行时延：所述区域服务器(2)接收执行结果的时延：第n个所述区域服务器(2)向所述中央服务器(3)卸载计算任务m时消耗的能量：所述中央服务器(3)上执行任务m消耗的能量：所述中央服务器(3)传回至所述区域服务器(2)n消耗的能量：其中，d
mn
为所执行计算任务的字节数；r
m
为第n台所述区域服务器(2)与所述中央服务器(3)之间的传输速率；f
c
为所述中央服务器(3)的处理速度；d
n
为计算任务在所述中央服务器(3)上执行完后的字节数；p
n
为第n台所述区域服务器(2)的发送功率；p为所述中央服务器(3)的发送功率；a为所述中央服务器(3)的权值；d
mn
为所述中央服务器(3)执行任务m的数据量。9.根据权利要求8所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：第n台所述区域服务器(2)与所述中央服务器(3)之间的传输速率计算方法为：其中，b为信道带宽；p
n
为第n台所述区域服务器(2)的发送功率；h2为第n台所述区域服务器(2)与所述中央服务器(3)之间的信道增益；n0为信道内部的高斯噪音功率；μ
n
为带宽的比例，且满足10.根据权利要求1所述的一种全局物联网的无人售货系统，其特征在于：所述区域数据分析模块(22)及所述全局数据分析模块(32)通过在云端建立相应的云应用，以使所述区域数据分析模块(22)及所述全局数据分析模块(32)能够基于大数据分析的决策实施。

技术总结
本发明涉及无人售货技术领域，尤其是一种全局物联网的无人售货系统，包括无人售货机终端，其用于售货机中货物的出售；区域服务器，其用于接收区域内所述无人售货机终端的数据，且所述区域服务器包括区域数据储存模块及区域数据分析模块，所述区域数据储存模块用于所述无人售货机终端的数据储存；所述区域数据分析模块用于根据所述区域数据储存模块的数据通过大数据分析获得所述无人售货机终端的运行决策；中央服务器，其接收及储存所述区域服务器的数据，且所述中央服务器包括全局数据储存模块、全局数据分析模块及计算卸载模块。本发明的一种全局物联网的无人售货系统，能够将全部无人售货机终端的数据汇集与决策控制，提高无人售货机的效益。无人售货机的效益。无人售货机的效益。


技术研发人员：张桂芬 王哲 葛丽娜 王晓玉 王启名 贺彤
受保护的技术使用者：广西民族大学
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/8/29