CN110891330A - 基于边缘计算的LoRa网关设备 - Google Patents
基于边缘计算的LoRa网关设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110891330A CN110891330A CN201911241138.XA CN201911241138A CN110891330A CN 110891330 A CN110891330 A CN 110891330A CN 201911241138 A CN201911241138 A CN 201911241138A CN 110891330 A CN110891330 A CN 110891330A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lora
- gateway device
- lora gateway
- module
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N chloralodol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OC(O)C(Cl)(Cl)Cl QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 98
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 5
- 235000011034 Rubus glaucus Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000009122 Rubus idaeus Nutrition 0.000 claims description 4
- 240000007651 Rubus glaucus Species 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 244000235659 Rubus idaeus Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
- H04W88/16—Gateway arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本申请涉及一种基于边缘计算的LoRa网关设备，所述LoRa网关设备包括：LoRa模块，所述LoRa模块用于与LoRa节点进行长距离数据通信，获取所述LoRa节点通过传感器采集的数据；MCU模块，所述MCU模块用于通过边缘计算对从LoRa节点获取的数据进行数据分析处理；网口模块，所述网口模块用于与服务器进行无线通信；电源模块，所述电源模块用于为上述各个模块进行供电。本发明实现了长距离的数据通信，降低了物联网搭建成本。此外，由于LoRa网关设备应用了边缘计算技术，因此可以将部分的数据处理工作通过LoRa网关设备进行处理，以减轻服务器的负担，优化物联网系统的整体性能。
Description
技术领域
本发明涉及物联网通信技术领域，特别是涉及一种基于边缘计算的LoRa网关设备。
背景技术
随着万物物联时代的到来，网络边缘设备产生的数据量加速增加，带来了更高的数据传输带宽需求，同时，新型应用也对数据处理的实时性提出了更高的要求，传统云计算模型已经无法有效应对，因此，边缘计算应运而生。边缘计算的基本概念是将计算任务在接近数据源的计算资源上运行，可以有效减小计算系统的延时，减小数据传输带宽，缓解云计算中心压力，提高可用性，并能够保护数据安全和隐私。
此外，在进行物联网通信时，能够低功耗，长距离进行通信是十分重要和必要的，传统的物联网通信的数据传输方式包括有线传输方式、近距离无线传输方式、传统互联网方式以及移动空中网方式，然而，上述传输方式均不能很好的满足低功耗长距离通信的需求。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于边缘计算的LoRa网关设备。
一种基于边缘计算的LoRa网关设备，所述LoRa网关设备包括：
LoRa模块，所述LoRa模块用于与LoRa节点进行长距离数据通信，获取所述LoRa节点通过传感器采集的数据；
MCU模块，所述MCU模块用于通过边缘计算对从LoRa节点获取的数据进行数据分析处理；
网口模块，所述网口模块用于与服务器进行无线通信；
电源模块，所述电源模块用于为上述各个模块进行供电。
在其中一个实施例中，所述LoRa网关设备通过边缘计算，并融合机器学习算法对从LoRa节点获取的数据进行环境数据预测。
在其中一个实施例中，所述LoRa网关设备通过网口模块获取服务器搭建好的算法模型，并根据获取到的算法模块进行环境数据预测。
在其中一个实施例中，所述LoRa网关设备还用于对从LoRa节点获取的数据进行数据清洗。
在其中一个实施例中，当所述LoRa网关设备与服务器无法通信时，所述LoRa网关设备会暂时保存数据防止丢失，待所述LoRa网关设备与服务器正常时，将所述LoRa网关设备存储的数据重新上传至对应的服务器。
在其中一个实施例中，所述MCU模块为树莓派。
在其中一个实施例中，所述网口模块为W5500模块。
上述基于边缘计算的LoRa网关设备通过LoRa模块与LoRa节点进行通信，通过网口模块与服务器通信，并且集成了边缘计算技术。本发明实现了长距离的数据通信，节点设备将采集的传感器数据可以长距离的传输给LoRa网关。由于LoRa技术的通信距离相当广泛，所以在一定区域内可以使用较少的设备就能实现数据的传输，降低了物联网搭建成本。此外，由于LoRa网关设备应用了边缘计算技术，因此可以将部分的数据处理工作通过LoRa网关设备进行处理，以减轻服务器的负担，优化物联网系统的整体性能。
附图说明
图1为一个实施例中基于边缘计算的LoRa网关设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，一种基于边缘计算的LoRa网关设备100，该LoRa网关设备包括：
LoRa模块110，用于与LoRa节点进行长距离数据通信，获取LoRa节点通过传感器采集的数据；
MCU模块120，用于通过边缘计算对从LoRa节点获取的数据进行数据分析处理；
网口模块130，用于与服务器进行无线通信；
电源模块140，用于为上述各个模块进行供电。
具体地，基于边缘计算的LoRa网关设备通过LoRa模块110与LoRa节点进行长距离数据通信，获取LoRa节点通过传感器采集的数据实现长距离的数据通信。LoRa网关设备中的MCU模块120通过边缘计算对从LoRa节点获取的数据进行数据分析处理，具体地，通过应用了边缘计算技术，并且融合了机器学习算法，可以实现例如环境数据预测等数据处理功能。LoRa网关设备中的网口模块130与服务器进行无线通信，可以获取服务器搭建好的算法模块，也可以定时将LoRa网关设备中存储的数据上传至服务器中。LoRa网关设备中的电源模块140用于为上述各个模块进行供电。
在本实施例中，实现了长距离的数据通信，节点设备将采集的传感器数据可以长距离的传输给LoRa网关。由于LoRa技术的通信距离相当广泛，所以在一定区域内可以使用较少的设备就能实现数据的传输，降低了物联网搭建成本。此外，由于LoRa网关设备应用了边缘计算技术，因此可以将部分的数据处理工作通过LoRa网关设备进行处理，以减轻服务器的负担，优化物联网系统的整体性能。
在一个实施例中，MCU模块120为树莓派。
在一个实施例中，网口模块130为W5500模块。
在一个具体的实施例中，MCU模块120是树莓派，树莓派是一款基于ARM的微型电脑主板。网口模块130是W5500模块，W5500芯片是一款集成全硬件TCP/IP协议栈的嵌入式以太网控制器，同时也是一颗工业级以太网控制芯片。
在一个实施例中，LoRa网关设备通过边缘计算，并融合机器学习算法对从LoRa节点获取的数据进行环境数据预测。
在一个实施例中，所述LoRa网关设备通过网口模块获取服务器搭建好的算法模型，并根据获取到的算法模块进行环境数据预测。
在一个实施例中，LoRa网关设备还用于对从LoRa节点获取的数据进行数据清洗。
在本实施例中，LoRa网关设备能够数据清洗，以及运行机器学习算法。LoRa网关设备可以分析处理节点上报的数据，由于服务器机器学习需要清洗“脏”数据，这部分工作可以在LoRa网关进行处理，以减轻服务器的负担。
此外，当服务器将算法模型搭建出来后，服务器将模型下发至LoRa网关，LoRa网关可以根据数据预测后一段时间的环境状态，这样就不需要占用服务器的资源，当一段时间后服务器会对算法模型进行更新。
在一个实施例中，当LoRa网关设备与服务器无法通信时，LoRa网关设备会暂时保存数据防止丢失，待LoRa网关设备与服务器正常时，将LoRa网关设备存储的数据重新上传至对应的服务器。
在本实施例中，当LoRa网关与服务器断线时，LoRa网关会暂时保存数据防止丢失，待LoRa网关与服务器通信正常是将会将LoRa网关存储的数据重新上传至服务器。另外，LoRa网关设备可以将一些数据作为本地存储，当服务器需要时可以获取LoRa网关储存的数据，当存在众多网关设备时，这以处理将大大减小服务器的负担，优化系统的整体性能。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种基于边缘计算的LoRa网关设备，其特征在于，所述LoRa网关设备包括：
LoRa模块，所述LoRa模块用于与LoRa节点进行长距离数据通信，获取所述LoRa节点通过传感器采集的数据；
MCU模块，所述MCU模块用于通过边缘计算对从LoRa节点获取的数据进行数据分析处理；
网口模块，所述网口模块用于与服务器进行无线通信；
电源模块，所述电源模块用于为上述各个模块进行供电。
2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的LoRa网关设备，其特征在于，所述LoRa网关设备通过边缘计算，并融合机器学习算法对从LoRa节点获取的数据进行环境数据预测。
3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的LoRa网关设备，其特征在于，所述LoRa网关设备通过网口模块获取服务器搭建好的算法模型，并根据获取到的算法模块进行环境数据预测。
4.根据权利要求1所述的基于边缘计算的LoRa网关设备，其特征在于，所述LoRa网关设备还用于对从LoRa节点获取的数据进行数据清洗。
5.根据权利要求1所述的基于边缘计算的LoRa网关设备，其特征在于，当所述LoRa网关设备与服务器无法通信时，所述LoRa网关设备会暂时保存数据防止丢失，待所述LoRa网关设备与服务器正常时，将所述LoRa网关设备存储的数据重新上传至对应的服务器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于边缘计算的LoRa网关设备，其特征在于，所述MCU模块为树莓派。
7.根据权利要求6所述的基于边缘计算的LoRa网关设备，其特征在于，所述网口模块为W5500模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911241138.XA CN110891330A (zh) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 基于边缘计算的LoRa网关设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911241138.XA CN110891330A (zh) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 基于边缘计算的LoRa网关设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110891330A true CN110891330A (zh) | 2020-03-17 |
Family
ID=69750803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911241138.XA Pending CN110891330A (zh) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 基于边缘计算的LoRa网关设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110891330A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113453224A (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-28 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 网关、数据传输方法以及数据处理方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160217388A1 (en) * | 2015-01-22 | 2016-07-28 | Preferred Networks, Inc. | Machine learning heterogeneous edge device, method, and system |
| CN108667924A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-10-16 | 大连理工大学 | 一种提供边缘计算服务的网关设备建立方法 |
| CN109194761A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-11 | 北京工业大学 | 一种基于边缘计算与区块链的lora物联网环境数据采集与上链实现方法 |
| CN109451040A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-08 | 王顺志 | 基于边缘计算的物联网组网系统及组网方法 |
| US20190209022A1 (en) * | 2018-01-05 | 2019-07-11 | CareBand Inc. | Wearable electronic device and system for tracking location and identifying changes in salient indicators of patient health |
| CN110221558A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-09-10 | 镇江四联机电科技有限公司 | 一种基于边缘计算技术的电液伺服阀在线故障诊断网关 |
| CN209692795U (zh) * | 2019-06-10 | 2019-11-26 | 浙江大云物联科技有限公司 | 一种支持边缘计算的LoRa物联网网关 |
-
2019
- 2019-12-06 CN CN201911241138.XA patent/CN110891330A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160217388A1 (en) * | 2015-01-22 | 2016-07-28 | Preferred Networks, Inc. | Machine learning heterogeneous edge device, method, and system |
| US20190209022A1 (en) * | 2018-01-05 | 2019-07-11 | CareBand Inc. | Wearable electronic device and system for tracking location and identifying changes in salient indicators of patient health |
| CN108667924A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-10-16 | 大连理工大学 | 一种提供边缘计算服务的网关设备建立方法 |
| CN109194761A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-11 | 北京工业大学 | 一种基于边缘计算与区块链的lora物联网环境数据采集与上链实现方法 |
| CN109451040A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-08 | 王顺志 | 基于边缘计算的物联网组网系统及组网方法 |
| CN110221558A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-09-10 | 镇江四联机电科技有限公司 | 一种基于边缘计算技术的电液伺服阀在线故障诊断网关 |
| CN209692795U (zh) * | 2019-06-10 | 2019-11-26 | 浙江大云物联科技有限公司 | 一种支持边缘计算的LoRa物联网网关 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 施巍松: ""边缘计算:万物互联时代新型计算模型"", 《计算机研究与发展》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113453224A (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-28 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 网关、数据传输方法以及数据处理方法 |
| CN113453224B (zh) * | 2020-03-24 | 2024-01-02 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 网关、数据传输方法以及数据处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xiao et al. | Distributed optimization for energy-efficient fog computing in the tactile internet | |
| Samie et al. | Computation offloading and resource allocation for low-power IoT edge devices | |
| Zhou et al. | [Retracted] Machine Learning‐Based Offloading Strategy for Lightweight User Mobile Edge Computing Tasks | |
| US11249488B2 (en) | System and method for offloading robotic functions to network edge augmented clouds | |
| Lo'ai et al. | A mobile cloud computing model using the cloudlet scheme for big data applications | |
| TWI591474B (zh) | 伺服器系統、管理伺服器系統之電源供應單元與 切換模組的方法及非暫態電腦可讀式儲存多媒體 | |
| US20160320818A1 (en) | Dynamic management of power supply units | |
| RU2649938C2 (ru) | Управление энергопотреблением посредством динамического разделения функциональности | |
| US20160245873A1 (en) | Intelligent method for calibrating battery capacity | |
| US20160320827A1 (en) | Method and system for boosting power supply | |
| US20190141604A1 (en) | Method and system for achieving auto adaptive clustering in a sensor network | |
| Shahzad et al. | Condition monitoring in industry 4.0-design challenges and possibilities: A case study | |
| US10031685B2 (en) | Power management of storage subsystem | |
| CN110891330A (zh) | 基于边缘计算的LoRa网关设备 | |
| US20160077985A1 (en) | Multi-mode agent | |
| Patel et al. | Smart dashboard: A novel approach for sustainable development of smart cities using fog computing | |
| Kopras et al. | Power consumption and delay in wired parts of fog computing networks | |
| CN104822175A (zh) | 一种适用于蜂窝网络的代码迁移方法及系统 | |
| Benkhelifa et al. | Energy optimisation for mobile device power consumption: A survey and a unified view of modelling for a comprehensive network simulation | |
| Diaz-Cacho et al. | IoT integration on industrial environments | |
| CN107632582A (zh) | 一种家用物联网管理系统 | |
| US20220224762A1 (en) | Queuing control for distributed compute network orchestration | |
| Doriya | Development of a cloud-based RTAB-map service for robots | |
| CN111031504A (zh) | 基于边缘计算的LoRa节点设备 | |
| Shah et al. | Distributed deep neural networks with system cost minimization in fog networks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200317 |