CN114039817A - 一种基于物联网的智能边缘计算4g、5g兼容数据网关 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，涉及网络网关技术领域。包括装置主体，装置主体内集成有防浪涌系统、电源转化系统、交流、直流电源控制系统、数据采集系统、网络路由系统、交换系统和灯控系统；通过装置主体配合智慧终端设备管理平台系统的连接和工作；可以满足智慧终端设备的数据收集和智能控制，同时具备扩展性，方便在现有硬件下实现新设备接入，并支持前端多媒体设备及照明设备的集控和单控管理，可接入照明、安全监控、无线覆盖、广播、信息发布、环境气象监测、应急报警、市政设施监控、充电桩等信息采集传感器及传感设备的电源远程监控及能耗监控；具有速度快、功能强支持边缘计算的优点。

Description

一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关
技术领域
本发明涉及网络网关技术领域，具体而言，涉及一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关。
背景技术
在局域网或者广域网要实现网络互连互通，就会用到网关；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；并且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，网关也是一个翻器，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。
而目前使用的网关可以表现为日常生活中使用的路由器、交换机等等，其主要实现的目的就是将不同的网络相连；而目前使用的网关其功能性单一，在使用时存在多种不变。
针对上述问题，如何设计一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关是我们目前迫切需要解决的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供了一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其包括装置主体，装置主体内集成有防浪涌系统、电源转化系统、交流、直流电源控制系统、数据采集系统、网络路由系统、交换系统和灯控系统。
在本发明的一些实施例中，上述装置主体还设置有散热组件。
在本发明的一些实施例中，上述散热组件包括设置在装置主体一侧的多个转动叶片；
装置主体的端部开设有安装散热组件的安装槽；多个转动叶片均与安装槽的内壁转动连接。
在本发明的一些实施例中，上述装置主体相对的两端均设置有散热组件，且两组散热组件对称设置在装置主体的两侧。
在本发明的一些实施例中，上述两组散热组件相对的两个转动叶片均通过拨片相连，且拨片由具有塑性形变的材质制成，相邻拨片之间并形成对流通道。
在本发明的一些实施例中，上述两组散热组件均通过连接件与安装槽的内壁可拆卸连接。
在本发明的一些实施例中，上述连接件包括依次连接的卡块和弹簧；
连接件位于转动叶片设置的安装腔内，且卡块伸出安装腔，并能够与安装槽内壁设置的卡槽卡接。
在本发明的一些实施例中，上述安装腔的端部向内收缩形成环形限位板，卡块底端的端部向外延伸形成能够限制卡块朝安装腔外部移动的限位凸块。
在本发明的一些实施例中，上述单个转动叶片设置有两组连接件，且两组连接件对称设置在转动叶片的两侧。
在本发明的一些实施例中，上述转动叶片和拨片的外壁还设置有静电吸附层。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：通过上述各系统的配合使用，以及配合智慧终端设备管理平台系统的连接和工作；可以满足智慧终端设备的数据收集和智能控制，同时具备扩展性，方便在现有硬件下实现新设备接入，并支持前端多媒体设备及照明设备的集控和单控管理，可接入照明、安全监控、无线覆盖、广播、信息发布、环境气象监测、应急报警、市政设施监控、充电桩等信息采集传感器及传感设备的电源远程监控及能耗监控；具有速度快、功能强支持边缘计算的优点；
而通过散热组件的使用，使装置主体内部的空气实现对流，便能够更好排放由于内部发热而产生的热空气，从而进一步提高散热的效率；并且通过两组散热组件的位置关系，使得装置主体的两侧实现更好的空气对流并且能够避免灰尘进入装置主体内，同时通过静电吸附层的存在，进一步的增加散热组件对灰尘的吸附效果。
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要使用的附图作简单地介绍，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范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例中装置主体的结构示意图；
图2为本发明实施例中两组散热组件的连接示意图；
图3为图2中A处的放大图；
图4为本发明实施例中其中一种连接件的结构示意图。
图标：1、装置主体；3、安装槽；4、转动叶片；5、拨片；6、对流通道；7、卡块；8、弹簧；9、安装腔；10、环形限位板；11、限位凸块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参照图1-图4，图1所示为本发明实施例中装置主体1的结构示意图；
图2所示为本发明实施例中两组散热组件的连接示意图；
图3所示为图2中A处的放大图；
图4所示为本发明实施例中其中一种连接件的结构示意图。
本申请实施例提供了一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其包括装置主体1，装置主体1内集成有防浪涌系统、电源转化系统、交流、直流电源控制系统、数据采集系统、网络路由系统、交换系统和灯控系统。
而防浪涌系统包括：分组模块和电压供应模块。分组模块，用于根据整个双路计算板上的器件的电流需求等级对器件的需求电压进行分组。电压供应模块，用于根据不同的电压分组由热插拔控制器将连接器出来的电压分别提供给双路计算板上的各个器件。而双路计算板上的各个器件包括：中央处理器CPU0、CPU1、外围组件快速互连交换机PCIESwitch以及记忆立管卡MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_。分组模块根据整个双路计算板上的器件的电流需求等级对器件的需求电压进行分组是指：预先将各个器件的不同的电流需求与预设的电流阈值范围进行比较，并且当电流需求处于预设的第一电流阈值范围时将电流需求划分为第一电流等级；当电流需求处于预设的第二电流阈值范围时将电流需求划分为第二电压组；将电流需求处于第三电流等级的MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_的需求电压划分为第三电压组。将电流需求处于第四电流等级的MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_的需求电压划分为第四电压组。
电压供应模根据不同的电压分组由热插拔控制器将连接器出来的电压分别提供给双路计算板上的各个器件是指：CPU0和CPU1所需的第一电压组的电压分别由热插拔控制器控制的第一N型金属-氧化物-半导体NMOS和第二NMOS将连接器出来的电压进行转化后单独供应给CPU0和CPU1。PCIESwitch所需的第二电压组所包含的电压，以及CPU0和CPU1与MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_共用的第三电压组所包含的电压由热插拔控制器控制的第三NMOS将连接器出来的电压进行转化后共同供应给PCIESwitch、CPU0、CPU1以及MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_。
MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_所需的第三电压组的电压由热插拔控制器控制的第四NMOS将连接器出来的电压进行转化后单独供应给MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_。
MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_所需的第三电压组的电压由热插拔控制器控制的第五NMOS将连接器出来的电压进行转化后单独供应给MemoryRiserCard_至MemoryRiserCard_。
热插拔控制器为MAX5977A。此防浪涌系统包括：根据整个双路计算板上的器件的电流需求等级对器件的需求电压进行分组。根据不同的电压分组由热插拔控制器将连接器出来的电压分别提供给双路计算板上的各个器件。通过此防浪涌系统，能够有效防止浪涌电流，避免浪涌电流对器件的损坏。
而电源转化系统也就是实现供电的转化，使其满足装置主体1内部元件的使用。交流、直流电源控制系统，也就是实现交流、直流的使用以及相互之间的转化。
而数据采集系统包括处理器；及存储器，适于存储多条指令，指令适于由处理器执行：建立一资源库，资源库包括设备类型资源池、驱动服务资源池及数据类型资源池，其中设备类型资源池、驱动服务资源池及数据类型资源池均包括多种资源，设备类型资源池、驱动服务资源池及数据类型资源池之间相互解耦；从资源库中选择与数据采集驱动、需要采集的数据设备及数据类型相匹配的资源来构建一边缘采集网关；将边缘采集网关的主进程配置为一容器引擎，且容器引擎中的数据服务互不关联，不同的数据服务对应不同的数据采集请求，边缘采集网关的系统服务与数据服务相互解耦；将边缘采集网关与至少一个数据采集节点建立通信连接，以接收数据采集节点对数据设备采集的数据；及获取边缘采集网关传输的数据流并对数据流进行数据清洗，以进行可视化显示。
设备类型资源池的资源包括多种数据设备的参数信息，驱动服务资源池的资源包括多种用于驱动数据采集节点的驱动信息，数据类型资源池的资源包括多种数据格式信息。
指令适于由处理器执行获取边缘采集网关传输的数据流并对数据流进行数据清洗，以进行可视化展示包括：获取边缘采集网关传输的数据流并对数据流进行抽取、清洗及转换操作；及将转换后的数据流加载至中控平台进行可视化显示。
而网络路由系统、交换系统其包括多核芯片；存储器；控制平面操作系统；配置管理模块；统计数据订阅模块，该模块被配置为订阅所收集到的有关交换系统发送或接收的数据包的统计数据；和与控制平面操作系统通信的网络服务器；其中，多核芯片中的一个或多个处理器运行数据包处理引擎，多核芯片中其他的处理器运行控制平面操作系统，控制平面操作系统包括硬件接入层，该硬件接入层允许控制平面操作系统使用多核芯片中的硬件组件以加快的速度来处理数据包；其中，网络服务器包括通信模块，该通信模块包括WebSocket模块和应用程序接口模块，WebSocket模块允许网络服务器在没有收到用户浏览器请求的情况下把由统计数据订阅模块所获取的统计数据推送到用户浏览器，应用程序接口模块向用户浏览器提供以网页作为形式的基于万维网的配置接口，接口允许用户通过浏览器中的命令行界面经由配置管理模块配置该交换系统。
其中通信模块实施协议，该协议便于在单个TCP连接之上实现全双工通信信道。
其中通信模块实施WebSocket协议。而其中命令行界面被配置为允许用户在交换系统上安装用户提供的软件。且其中该统计数据订阅模块被配置为向网络服务器提供所收集到的统计数据；并且其中该网络服务器被配置为向该浏览器流传输该统计数据。
同时，当向该浏览器流传输该统计数据时，该网络服务器被配置为以规则的时间间隔或在响应在交换系统中观察到的事件时将更新发送到该浏览器。
还包括一个或更多个功能模块，以便于实现一个或更多个以下功能：IPv4路由；IPv6路由；有状态的防火墙；互联网协议安全；和虚拟专用网络。
而灯控系统其包括灯具，以及与灯具无线连接的智能装置；智能装置包括主控开关板和灯控板，每个灯具连接一个灯控板；主控开关板连接灯控板，灯控板用于指令接收、指令应答以及灯具控制；主控开关板用于语音信号或动作信号的采集，主控开关板用于将语音信号或动作信号传输至灯控板；主控开关板内设置有时间控制模块、语音采集模块、语音、语义识别模块和触发模块；时间控制模块控制两个不同时段的信号传输；灯控板内设置有主控制模块，用于向灯具发出控制灯具开关的信号；灯具内设置有信号接收模块；白天时，触发模块用于感应是否存在动作开灯信号，如果感应到动作开灯信号，主控开关板向灯控板发出开灯信号，灯控板接收开灯信号，控制灯具执行开灯的动作；傍晚时，触发模块与语音、语义识别模块共同作用，才能进行开灯信号的传输；触发模块感应到动作开灯信号，同时，语音采集模块将采集的语音信号与预设语音信号进行比对，比对结果相同时，主控开关板向灯控板发出开灯信号，灯控板接收开灯信号，控制灯具执行开灯的动作。
还包括延时电路，延时电路用于控制开灯信号执行的持续时间为2min～3min。
上述的时间控制模块分别连接语音采集模块和触发模块；语音采集模块连接语音、语义识别模块，语音、语义识别模块连接主控制模块；主控制模块连接灯具内的延时电路，延时电路用于控制灯具内灯泡亮灯的时长；触发模块连接灯控板内的主控制模块，主控制模块连接灯具内的延时电路，延时电路用于控制灯具内灯泡亮灯的时长。
灯具与灯控板之间还可以采用红外信号传输连接，灯具内设置有红外信号接收端，灯控板内设置有红外信号发射端。
语音、语义识别模块为海豚D100芯片，海豚D100芯片内设置有预设语音、语义信号。
语音采集模块为麦克。灯控板内还设置有ZIGBEE模块、继电器和光敏传感器，光敏传感器用于感应外部环境的光亮度，光敏传感器连接主控制模块。
还包括有具备安装于具有无线通讯功能的电子设备上的APP控制部分，的APP控制部分与主控制模块匹配通讯连接。
灯具包括灯泡和灯座，灯座上设置有两个按键，两个按键分别连接时间控制模块；灯座上还设置有三个指示灯，分别显示灯具正常工作、异常工作和复位的状态。灯泡上设置有感光单元，感光单元直接连接灯具。
在本实施例中，上述装置主体1还设置有散热组件。
在本实施例中，上述散热组件包括设置在装置主体1一侧的多个转动叶片4；
装置主体1的端部开设有安装散热组件的安装槽3；多个转动叶片4均与安装槽3的内壁转动连接。
在本实施例中，上述装置主体1相对的两端均设置有散热组件，且两组散热组件对称设置在装置主体1的两侧。
在本实施例中，上述两组散热组件相对的两个转动叶片4均通过拨片5相连，且拨片5由具有塑性形变的材质制成，相邻拨片5之间并形成对流通道6。
在本实施例中，上述两组散热组件均通过连接件与安装槽3的内壁可拆卸连接。
在本实施例中，上述连接件包括依次连接的卡块7和弹簧8；
连接件位于转动叶片4设置的安装腔9内，且卡块7伸出安装腔9，并能够与安装槽3内壁设置的卡槽卡接。
在本实施例中，上述安装腔9的端部向内收缩形成环形限位板10，卡块7底端的端部向外延伸形成能够限制卡块7朝安装腔9外部移动的限位凸块11。
通过上述的设置，也就是说，两组散热组件之间通过拨片5连接，并且是与装置主体1可拆卸连接的，也就是在需要清理时，能够将其卸下，从而能够更好的进行清理。
在本实施例中，上述单个转动叶片4设置有两组连接件，且两组连接件对称设置在转动叶片4的两侧。
在本实施例中，上述转动叶片4和拨片5的外壁还设置有静电吸附层。
综上所述，通过上述各系统的配合使用，以及配合智慧终端设备管理平台系统的连接和工作；可以满足智慧终端设备的数据收集和智能控制，同时具备扩展性，方便在现有硬件下实现新设备接入，并支持前端多媒体设备及照明设备的集控和单控管理，可接入照明、安全监控、无线覆盖、广播、信息发布、环境气象监测、应急报警、市政设施监控、充电桩等信息采集传感器及传感设备的电源远程监控及能耗监控；具有速度快、功能强支持边缘计算的优点。
而通过散热组件的使用，使装置主体1内部的空气实现对流，便能够更好排放由于内部发热而产生的热空气，从而进一步提高散热的效率；如图1-图4所示，并且通过两组散热组件的位置关系，使得装置主体1的两侧实现更好的空气对流并且能够避免灰尘进入装置主体1内，同时通过静电吸附层的存在，进一步的增加散热组件对灰尘的吸附效果。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，包括装置主体，其特征在于，所述装置主体内集成有防浪涌系统、电源转化系统、交流、直流电源控制系统、数据采集系统、网络路由系统、交换系统和灯控系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，所述装置主体还设置有散热组件。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，所述散热组件包括设置在所述装置主体一侧的多个转动叶片；
所述装置主体的端部开设有安装散热组件的安装槽；多个所述转动叶片均与安装槽的内壁转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，所述装置主体相对的两端均设置有散热组件，且两组所述散热组件对称设置在所述装置主体的两侧。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，两组所述散热组件相对的两个转动叶片均通过拨片相连，且所述拨片由具有塑性形变的材质制成，相邻所述拨片之间并形成对流通道。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，两组所述散热组件均通过连接件与所述安装槽的内壁可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，所述连接件包括依次连接的卡块和弹簧；
所述连接件位于所述转动叶片设置的安装腔内，且所述卡块伸出所述安装腔，并能够与所述安装槽内壁设置的卡槽卡接。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，所述安装腔的端部向内收缩形成环形限位板，所述卡块底端的端部向外延伸形成能够限制卡块朝安装腔外部移动的限位凸块。
9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，单个所述转动叶片设置有两组连接件，且两组所述连接件对称设置在所述转动叶片的两侧。
10.根据权利要求9所述的一种基于物联网的智能边缘计算4G、5G兼容数据网关，其特征在于，所述转动叶片和所述拨片的外壁还设置有静电吸附层。
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