本發明涉及智慧屏技術，尤其涉及基于微服務架構與邊緣計算的智慧空間多屏協同交互方法。

背景技術：

1、隨著物聯網和智能設備的快速發展，智慧空間中的多屏協同交互需求日益增長。在智慧辦公、智慧家居等場景中，用戶往往需要同時操作多個終端設備，實現跨屏內容共享和協同操作。傳統的多屏交互技術主要基于集中式架構，通過中央服務器統一管理和調度各終端設備，實現屏幕內容的同步顯示和交互控制。

2、現有的多屏協同交互技術通常采用投屏或遠程桌面等方式實現，這些技術在實際應用中存在以下問題：

3、首先，傳統的集中式架構難以適應終端設備的動態變化，當終端數量增加或設備性能差異較大時，中央服務器的處理負載會急劇上升，影響系統的實時性和穩定性。系統缺乏對終端設備能力的動態評估和自適應調整機制，無法根據終端的實際狀況優化資源分配。

4、其次，現有技術中的數據傳輸方式普遍采用點對點直連或簡單的廣播模式，缺乏靈活的消息分發機制。這種方式在處理復雜的多終端協同場景時效率低下，且難以實現精確的消息投遞和狀態同步，容易造成系統資源浪費和通信開銷增加。

5、最后，傳統解決方案在終端側采用重量級的應用程序來處理交互任務，這些程序往往需要占用大量系統資源，且部署和更新維護成本較高。同時，缺乏對終端執行狀態的實時監控和反饋機制，難以及時發現和處理執行過程中的異常情況，影響了多屏協同的可靠性和用戶體驗。

技術實現思路

1、本發明實施例提供基于微服務架構與邊緣計算的智慧空間多屏協同交互方法，能夠解決現有技術中的問題。

2、本發明實施例的第一方面，

3、接收多個智慧空間終端發送的屏幕交互請求，所述屏幕交互請求包含終端類型信息以及終端資源狀態信息；根據所述終端類型信息和所述終端資源狀態信息確定終端綜合能力評分，將終端綜合能力評分最高的作為主控終端，其他作為從屬終端，并建立主從終端映射關系表；

4、采用分布式消息隊列技術構建數據分發中心，所述數據分發中心包括多個獨立部署的消息代理節點，每個所述消息代理節點維護一個專屬的消息主題，所述消息主題與所述主從終端映射關系表中的終端進行綁定，實現基于消息主題的定向消息推送；接收所述主控終端發送的交互指令，所述交互指令包括操作類型信息和目標終端信息；根據所述操作類型信息和所述目標終端信息，調用微服務接口生成交互任務，所述交互任務包括指令執行序列和資源調度策略；

5、基于邊緣計算技術在所述從屬終端部署輕量級任務執行容器，所述輕量級任務執行容器包括狀態同步模塊和渲染引擎模塊，所述狀態同步模塊用于實時監控終端執行狀態并反饋至所述數據分發中心，所述渲染引擎模塊用于按照所述指令執行序列完成屏幕內容的動態渲染；通過所述數據分發中心向目標從屬終端推送所述交互任務，并接收所述輕量級任務執行容器返回的執行狀態信息；根據所述執行狀態信息更新所述主從終端映射關系表，并將更新后的終端狀態信息推送至所述主控終端。

6、根據所述終端類型信息和所述終端資源狀態信息確定終端綜合能力評分，將終端綜合能力評分最高的作為主控終端，其他作為從屬終端，并建立主從終端映射關系表包括：

7、基于靜態權重結合所述終端類型信息中的硬件配置參數以及基于動態權重結合所述終端資源狀態信息中的資源利用率進行加權計算，得到終端綜合能力評分，其中所述靜態權重用于平衡硬件配置參數的影響程度，所述動態權重用于調節資源利用率的貢獻值；

8、將終端綜合能力評分最高的作為主控終端，其他作為從屬終端；

9、建立主從終端映射關系表，所述主從終端映射關系表包含主控終端標識、從屬終端標識集合和終端狀態信息。

10、采用分布式消息隊列技術構建數據分發中心，所述數據分發中心包括多個獨立部署的消息代理節點，每個所述消息代理節點維護一個專屬的消息主題，所述消息主題與所述主從終端映射關系表中的終端進行綁定，實現基于消息主題的定向消息推送包括：

11、構建多層分布式消息代理節點，所述多層分布式消息代理節點包括用于消息路由的核心層節點、用于終端連接的接入層節點、用于消息持久化的存儲層節點；獲取所述多層分布式消息代理節點的節點狀態信息，所述節點狀態信息包括處理器占用率、內存占用率、網絡帶寬占用率；

12、基于所述節點狀態信息構建狀態轉換函數，計算下一時刻節點狀態；根據所述狀態轉換函數的計算結果，通過raft一致性協議在所述多層分布式消息代理節點間進行狀態信息同步；

13、基于所述節點狀態信息計算每個消息代理節點的負載值，根據所述負載值對所述多層分布式消息代理節點進行負載能力評估；將終端接入請求分配至負載值最低的接入層節點，獲取終端標識、終端角色信息；

14、采用哈希算法根據所述終端標識、所述終端角色信息生成消息主題標識，基于所述消息主題標識建立終端與消息主題的訂閱關系；

15、構建消息路由表，所述消息路由表包含所述消息主題標識、所述多層分布式消息代理節點的節點標識、基于所述負載值計算的路由權重；基于所述消息路由表通過路由決策函數為每個所述消息主題標識選擇目標節點，實現基于消息主題標識的定向消息推送。

16、基于所述節點狀態信息構建狀態轉換函數，計算下一時刻節點狀態包括：

17、基于所述節點狀態信息構建狀態轉換函數，對歷史狀態序列按照時間窗口進行分段，提取狀態轉換特征，所述狀態轉換特征包括狀態持續時間、轉換觸發條件和轉換代價，基于所述狀態轉換特征訓練得到狀態遷移矩陣，所述狀態遷移矩陣的每個元素表示節點從當前狀態向量轉換至目標狀態向量的概率，并且所述狀態遷移矩陣隨著新狀態序列的產生進行動態更新，確保狀態遷移矩陣的時效性；

18、基于所述狀態遷移矩陣計算所有狀態轉換路徑，為所述狀態轉換路徑分配置信度得分，所述置信度得分與路徑概率和歷史預測準確率相關，選擇置信度得分最高的轉換路徑作為最優預測路徑，結合時間衰減因子對歷史狀態的影響進行動態加權，所述時間衰減因子隨時間間隔的增大呈指數衰減，最終輸出具有時序相關性的下一時刻節點狀態預測結果。

19、基于所述節點狀態信息計算每個消息代理節點的負載值，根據所述負載值對所述多層分布式消息代理節點進行負載能力評估包括：

20、基于所述節點狀態信息計算各消息代理節點的負載值，構建狀態權重模型，根據狀態權重模型確定各狀態指標的權重系數，所述權重系數中處理器利用率為0.3、內存占用率為0.25、消息隊列深度為0.2、網絡吞吐量為0.15、連接數為0.1；將標準化狀態指標與對應權重系數相乘并求和，得到每個節點的初始負載值；

21、對所述多層分布式消息代理節點進行負載能力評估，基于節點間的層級關系和消息轉發路徑，分析計算節點負載傳遞影響系數；將節點初始負載值與節點負載傳遞影響系數相結合，得到反映節點實際處理能力的最終負載評估值。

22、接收所述主控終端發送的交互指令，所述交互指令包括操作類型信息和目標終端信息；根據所述操作類型信息和所述目標終端信息，調用微服務接口生成交互任務包括：

23、接收主控終端發送的交互指令，所述交互指令包括操作類型信息和目標終端信息；對所述交互指令進行結構化解析，驗證所述操作類型信息的語法完整性，檢查所述目標終端信息的操作權限和終端狀態；

24、構建指令依賴關系圖，所述指令依賴關系圖包括表示原子操作的頂點集和表示操作間依賴關系的邊集，基于所述指令依賴關系圖計算路徑權重，所述路徑權重通過各原子操作的優先級權重與執行時間的加權求和得到；

25、根據所述路徑權重從所有可行執行路徑中選取最優執行序列，所述最優執行序列為所有可行執行路徑中路徑權重最大的執行路徑；

26、計算原子操作的資源需求，所述資源需求包括計算資源需求和網絡資源需求，其中所述計算資源需求基于操作復雜度和數據規模計算得到，所述網絡資源需求基于帶寬需求和時延要求計算得到；

27、基于所述資源需求構建資源調度優化模型，所述資源調度優化模型的優化目標為使各類資源占用率的加權和最小，同時滿足資源容量上限約束和操作時序依賴約束；

28、調用微服務接口，將所述最優執行序列和所述資源調度優化模型的求解結果封裝為交互任務。

29、基于邊緣計算技術在所述從屬終端部署輕量級任務執行容器，所述輕量級任務執行容器包括狀態同步模塊和渲染引擎模塊，所述狀態同步模塊用于實時監控終端執行狀態并反饋至所述數據分發中心，所述渲染引擎模塊用于按照所述指令執行序列完成屏幕內容的動態渲染包括：

30、在從屬終端部署輕量級任務執行容器，所述輕量級任務執行容器包括狀態同步模塊和渲染引擎模塊；

31、所述狀態同步模塊采集終端執行狀態參數，所述終端執行狀態參數包括處理器占用率、內存占用率、任務執行進度、渲染幀率和網絡帶寬利用率；

32、基于所述終端執行狀態參數構建終端狀態向量，所述終端狀態向量中各參數按照資源重要程度設置權重系數，通過加權計算得到終端綜合負載水平；

33、將所述終端狀態向量和所述終端綜合負載水平實時上報至數據分發中心，所述數據分發中心根據所述終端綜合負載水平返回調整后的指令執行序列；

34、對所述調整后的指令執行序列進行優先級劃分，所述優先級劃分包括優先渲染指令和非優先渲染指令，所述優先渲染指令的執行優先級與所述終端綜合負載水平呈反比；

35、所述渲染引擎模塊基于所述終端綜合負載水平設置渲染參數，所述渲染參數包括渲染精度、刷新頻率和緩存大小，所述渲染參數隨所述終端綜合負載水平的升高而降低；

36、所述渲染引擎模塊優先執行所述優先渲染指令，并根據所述渲染參數完成屏幕內容的動態渲染。

37、本發明實施例的第二方面

38、提供一種電子設備，包括：

39、處理器；

40、用于存儲處理器可執行指令的存儲器；

41、其中，所述處理器被配置為調用所述存儲器存儲的指令，以執行前述所述的方法。

42、本發明實施例的第三方面，

43、提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序指令，所述計算機程序指令被處理器執行時實現前述所述的方法。

44、本技術的有益效果如下：

45、本發明采用微服務架構與邊緣計算技術實現智慧空間多屏協同交互，通過建立主從終端映射關系和分布式消息隊列進行數據分發，能夠實現多個終端之間的高效協同和精準控制，提高了系統的整體運行效率和用戶體驗。

46、本發明在從屬終端部署輕量級任務執行容器，包含狀態同步模塊和渲染引擎模塊，可以實時監控終端狀態并進行動態渲染，降低了系統資源消耗，提升了終端響應速度，使多屏協同交互更加流暢穩定。

47、本發明通過數據分發中心實現基于消息主題的定向推送，并根據執行狀態動態更新終端映射關系，具有較強的靈活性和可擴展性，能夠適應不同場景下的多屏交互需求，提高了系統的實用性和可靠性。