CN113660333A - 基于nb-iot的边缘计算网关控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于NB‑IOT的边缘计算网关控制方法，包括：利用通讯模块向边缘网关服务提出接入请求，并进行身份和地址验证；搭建与边缘网关服务的数据传输连接；获取信号采集模块的数据传输请求，并进行通道和地址验证，以接收采集模块的数据传输的数据；对采集模块的数据传输的数据进行滑动窗剪切分片，去除滑动窗的前后片段的数据，以获得滑动窗中部数据；对滑动窗中部数据进行压缩；访问并请求与边缘网关服务进行数据传输。
Description
技术领域
本发明涉及网关技术领域，尤其是基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法。
背景技术
边缘计算是一种使计算机数据存储更接近需要的位置的分布式计算模式。其中，计算主要或完全在分布式设备节点上执行。边缘计算将促进应用程序、数据和计算能力(服务)更靠近用户，而不是更靠近集中点。边缘计算的目标是需要更接近分布式系统技术与物理世界交互的动作源的应用程序或一般功能。尽管它可以与集中式云交互，边缘计算不需要与任何集中式云联系。
另外，网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。
本技术的网关用于能源数据的交互，目前，现有技术中的边缘计算网关的结构较为负责，且功能较为简单。因此，急需要提出一种结构简单、控制简便的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，本发明采用的技术方案如下：
基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，所述边缘计算网关包括型号为AX58200的主控芯片，与主控芯片连接、用于能源数据交互的信号采集模块，与主控芯片连接、用于与控制终端和传输终端连接的通讯模块，均与主控芯片连接的触摸显示模块、SW接口模块和USB接口模块，以及与主控芯片、信号采集模块、通讯模块、触摸显示模块和SW接口模块连接的电源管理模块；所述传输终端为边缘网关服务；
所述边缘计算网关控制方法，包括以下步骤：
利用通讯模块向边缘网关服务提出接入请求，并进行身份和地址验证；搭建与边缘网关服务的数据传输连接；
获取信号采集模块的数据传输请求，并进行通道和地址验证，以接收采集模块的数据传输的数据；
对采集模块的数据传输的数据进行滑动窗剪切分片，去除滑动窗的前后片段的数据，以获得滑动窗中部数据；
对滑动窗中部数据进行压缩；
访问并请求与边缘网关服务进行数据传输。
优选地，所述滑动窗中部数据采用无损向量进行压缩。
进一步地，对所述的数据进行三段式等长的滑动窗剪切，并保留滑动窗中部数据。
进一步地，所述信号采集模块包括RS485接口模块和RS232接口模块。
进一步地，所述通讯模块包括4G通讯模块、NB-IOT模块、WAN接口模块和LAN接口模块；所述NB-IOT模块的型号为NB0501；所述WAN接口模块与边缘网关服务连接；所述4G通讯模块和NB-IOT模块与控制终端连接，并预设与边缘网关服务接入请求的身份和地址。
更进一步地，所述RS485接口模块包括与主控芯片连接、且型号为SP3485EN-L的收发芯片U201，并联后连接在收发芯片U201的A引脚与B引脚之间的电阻R202和瞬态抑制二极管TV202，并联后一端与收发芯片U201的A引脚连接的电阻R203和瞬态抑制二极管TVS203，并联后一端与收发芯片U201的B引脚连接、且另一端接地的电阻R201和瞬态抑制二极管TVS201，一端与与收发芯片U201的A引脚连接的自恢复保险丝F202，以及一端与收发芯片U201的B引脚连接的自恢复保险丝F201。
进一步地，所述4G通讯模块包括与主控芯片连接的MiniPCIe接口，与MiniPCIe接口连接的SIM模块。
进一步地，所述WAN接口模块和LAN接口模块的型号为J0011D21B。
更进一步地，所述触摸显示模块与主控芯片之间设置有RS485收发芯片U701。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明巧妙地采用4G通讯模块和/或NB-IOT模块进行身份和地址预设，以及网关的控制操作；与此同时，利用WAN接口模块和LAN接口进行数据传输，并利用信号采集模块采集获得获得能源交互数据；
(2)本发明通过搭建与边缘网关服务连接，并进行身份和地址验证；进一步地，利用信号采集模块与能源本地装置进行通道和地址验证，并建立数据传输通道；
(3)本发明巧妙的采用滑动窗切分采集的数据，并获取有效数据，减少传输工作量；
综上所述，本发明具有结构简单、传输可靠等优点，在网关技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的架构的原理图。
图2为本发明的RS485接口模块的原理图。
图3为本发明的SW接口模块的原理图。
图4为本发明的网口模块的原理图。
图5为本发明的MiniPCIe接口的原理图。
图6为本发明的SIM模块的原理图。
图7为本发明的触摸显示模块的数据传输原理图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图7所示，本实施例提供了一种基于NB-IOT的边缘计算网关及控制方法，其中，该边缘计算网关包括型号为AX58200的主控芯片，与主控芯片连接、用于能源数据交互的信号采集模块，与主控芯片连接、用于与控制终端和传输终端连接的通讯模块，均与主控芯片连接的触摸显示模块、SW接口模块和USB接口模块，以及与主控芯片、信号采集模块、通讯模块、触摸显示模块和SW接口模块连接的电源管理模块；所述传输终端为边缘网关服务。在触摸显示模块与主控芯片之间设置有RS485收发芯片U701。
本实施例中，信号采集模块包括RS485接口模块和RS232接口模块。另外，通讯模块包括4G通讯模块、NB-IOT模块、WAN接口模块和LAN接口模块；所述NB-IOT模块的型号为NB0501；所述WAN接口模块与边缘网关服务连接；所述4G通讯模块和NB-IOT模块与控制终端连接，并预设与边缘网关服务接入请求的身份和地址。
具体来说，本实施例的RS485接口模块包括与主控芯片连接、且型号为SP3485EN-L的收发芯片U201，并联后连接在收发芯片U201的A引脚与B引脚之间的电阻R202和瞬态抑制二极管TV202，并联后一端与收发芯片U201的A引脚连接的电阻R203和瞬态抑制二极管TVS203，并联后一端与收发芯片U201的B引脚连接、且另一端接地的电阻R201和瞬态抑制二极管TVS201，一端与与收发芯片U201的A引脚连接的自恢复保险丝F202，以及一端与收发芯片U201的B引脚连接的自恢复保险丝F201。另外，4G通讯模块包括与主控芯片连接的MiniPCIe接口，与MiniPCIe接口连接的SIM模块。本实施例的WAN接口模块和LAN接口模块的型号为J0011D21B。
在本实施例中，边缘计算网关控制方法如下：
第一步，搭建与边缘网关服务的连接，其利用通讯模块向边缘网关服务提出接入请求，并进行身份和地址验证；搭建与边缘网关服务的数据传输连接。
第二步，与本地能源装置建立数据传输连接，其获取信号采集模块的数据传输请求，并进行通道和地址验证，以接收采集模块的数据传输的数据。
第三步，获对采集模块的数据传输的数据进行滑动窗剪切分片，去除滑动窗的前后片段的数据，以获得滑动窗中部数据；在本实施例中，对所述的数据进行三段式等长的滑动窗剪切，并保留滑动窗中部数据。
第四步，对滑动窗中部数据采用无损向量进行压缩；
第五步，访问并请求与边缘网关服务进行数据传输。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，所述边缘计算网关包括型号为AX58200的主控芯片，与主控芯片连接、用于能源数据交互的信号采集模块，与主控芯片连接、用于与控制终端和传输终端连接的通讯模块，均与主控芯片连接的触摸显示模块、SW接口模块和USB接口模块，以及与主控芯片、信号采集模块、通讯模块、触摸显示模块和SW接口模块连接的电源管理模块；所述传输终端为边缘网关服务；
所述边缘计算网关控制方法，包括以下步骤：
利用通讯模块向边缘网关服务提出接入请求，并进行身份和地址验证；搭建与边缘网关服务的数据传输连接；
获取信号采集模块的数据传输请求，并进行通道和地址验证，以接收采集模块的数据传输的数据；
对采集模块的数据传输的数据进行滑动窗剪切分片，去除滑动窗的前后片段的数据，以获得滑动窗中部数据；
对滑动窗中部数据进行压缩；
访问并请求与边缘网关服务进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，所述滑动窗中部数据采用无损向量进行压缩。
3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，对所述的数据进行三段式等长的滑动窗剪切，并保留滑动窗中部数据。
4.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，所述信号采集模块包括RS485接口模块和RS232接口模块。
5.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，所述通讯模块包括4G通讯模块、NB-IOT模块、WAN接口模块和LAN接口模块；所述NB-IOT模块的型号为NB0501；所述WAN接口模块与边缘网关服务连接；所述4G通讯模块和NB-IOT模块与控制终端连接，并预设与边缘网关服务接入请求的身份和地址。
6.根据权利要求4所述的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，所述RS485接口模块包括与主控芯片连接、且型号为SP 3485EN-L的收发芯片U201，并联后连接在收发芯片U201的A引脚与B引脚之间的电阻R202和瞬态抑制二极管TV202，并联后一端与收发芯片U201的A引脚连接的电阻R203和瞬态抑制二极管TVS203，并联后一端与收发芯片U201的B引脚连接、且另一端接地的电阻R201和瞬态抑制二极管TVS201，一端与与收发芯片U201的A引脚连接的自恢复保险丝F202，以及一端与收发芯片U201的B引脚连接的自恢复保险丝F201。
7.根据权利要求5所述的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，所述4G通讯模块包括与主控芯片连接的MiniPCIe接口，与MiniPCIe接口连接的SIM模块。
8.根据权利要求5所述的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，所述WAN接口模块和LAN接口模块的型号为J0011D21B。
9.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的边缘计算网关控制方法，其特征在于，所述触摸显示模块与主控芯片之间设置有RS485收发芯片U701。
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