CN211236791U - 一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，包括：处理模块、连接模块及用于安装处理模块的高速信号专用插槽；高速信号专用插槽连接接口模块，接口模块包括有板载的显示单元、存储单元、音频单元、网络通信单元及输入输出单元；其中处理模块与接口模块采用可拆分结构。本申请具备传统物联网网关要求的广泛接入能力与多种网络通信能力，同时具备强大的运算处理能力与存储扩展能力；还可支持边缘计算与数据存储，而且具有小尺寸的优势，便于安装布置。处理模块与接口模块分离的拆分结构还支持更换不同性能与功耗的处理模块，兼容低功耗应用与高性能应用。

Description

一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体而言，涉及一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板。

背景技术

随着物联网行业的发展，由各种传感器和节点设备组成的感知网络愈发庞大与复杂，数据量激增，部分应用场景对数据处理的实时性要求高，对通信网络与平台服务器端的速度与稳定性产生巨大挑战。通过赋予节点边缘计算能力可快速对部分数据进行处理与存储，有效分担通信网络与服务器的压力，是物联网发展的趋势。传统的物联网网关只提供对感知网络节点设备的广泛接入能力与稳定高效的网络通信能力，本身不具备对数据的处理与存储能力，难以解决物联网发展痛点。市面上现有的边缘计算网关由于功能的增加以及使用了较高性能的处理器，引入的复杂外围电路导致了设备面积较大，降低了安装与部署的便利性。而且接口与处理器针对特定应用进行了高度定制，接口的种类、数量与处理器的性能、功耗不能完全满足物联网行业的多样化应用需求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供的一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，包括：处理模块、连接模块及用于安装处理模块的高速信号专用插槽；高速信号专用插槽连接接口模块，接口模块包括有板载的显示单元、存储单元、音频单元、网络通信单元及输入输出单元；其中处理模块与接口模块采用可拆分结构。

进一步地，显示单元包括HDMI接口和EDP/LVDS插针，显示单元可支持单显示、克隆显示及双屏扩展显示，并最高可支持4K超高清显示。

进一步地，HDMI接口为外置显示接口，EDP/LVDS插针为内置液晶屏接口。

进一步地，音频单元包括Line-out接口和MIC插针。

进一步地，存储单元包括SATA接口和M.2Key-M接口，M.2接口支持 Type2242的SATA信号SSD。

进一步地，SATA接口可使用3.5寸或2.5寸硬盘进行存储，M.2Key-M 接口可使用M.2 2242硬盘。

进一步地，网络通信单元包括有线网络接口和无线网络接口。

进一步地，有线网络接口包括RJ45接口，无线网络接口包括3G/4G 接口、蓝牙接口、WIFI接口；其中，无线网络接口形式均为Mini PCI-E 插槽。

进一步地，输入输出单元包括USB接口、GPIO接口、RS232/RS485 接口。

进一步地，USB接口包括USB3.0接口和USB2.0接口。

本实用新型的有益效果是：具备丰富的输入输出接口、网络通信接口与存储接口，可提供广泛的物联网节点设备接入能力、多样化的网络通信能力与灵活的存储扩展能力；另外，通过搭配高性能的处理模块使用还可以提供强大的边缘计算能力，实现重要数据的实时处理与本地存储，有效分担通信网络与平台服务器的运行压力；此外，结构上将处理模块与接口模块拆分为两部分，并在垂直方向通过高速信号专用插槽连接，实现高度集成；得益于采用拆分结构，实现了在极大提升物联网网关的功能与运算处理能力的同时，整板面积仅为10.2cm*9.2cm，提高了安装与布置网关的便利性，拆分结构还使得主板支持自由搭配不同的处理模块以适应高端与低端的应用场合，具有很高的应用灵活性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板的示意图；

图2是本实用新型一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板的一种应用拓扑结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，包括：处理模块、连接模块及用于安装处理模块的高速信号专用插槽；高速信号专用插槽连接接口模块，接口模块包括有板载的显示单元、存储单元、音频单元、网络通信单元及输入输出单元；其中处理模块与接口模块采用可拆分结构。

实施例中，主板采用了拆分结构，将处理模块与接口模块布置于两块电路板，两部分别使用高速信号专用插槽在垂直方向可靠连接，高度集成，使主板最终尺寸仅10.2cm*9.2cm；

拆分结构使主板支持自由搭配不同性能与功耗的处理模块，可兼容高性能与低功耗的应用场景，应用上具有很强的灵活性；

处理模块最高可为8核心25W，单核最高频率可达4.8GHz，其具备强大的边缘计算能力；也可以为4核心10W的低功耗处理模块，以适应对计算能力要求不高或有低功耗要求的应用场合，降低系统成本。

实施例中，显示单元包括HDMI接口和EDP/LVDS插针，显示单元可支持单显示、克隆显示及双屏扩展显示，并最高可支持4K超高清显示；HDMI 接口为外置显示接口，EDP/LVDS插针为内置液晶屏接口；音频单元包括 Line-out接口和MIC插针。

实施例中，EDP/LVDS插针通过跳线更改处理模块信号源的方式实现不同显示信号的选择；本实施例中，HDMI接口数量为1个，支持单显、克隆显示和双屏扩展显示，通过更换处理模块最高可支持4K超高清显示； Line-out接口与MIC插针数量为1组，支持双声道输出；在另一实施例中， HDMI接口的数量可根据需求进行设置。

实施例中，显示单元与音频单元提高了人机交流的便利性，可以方便地对物联网节点设备进行直观的状态监控与管理，内置液晶屏接口与HDMI 外置显示器接口的双显示设计，可将物联网网关设计为带管理功能的一体机样式，也可设计为远程监管的分体机样式。

实施例中，存储单元包括SATA接口和M.2Key-M接口(M.2接口插槽端支持“Key-M”的插槽设计)，M.2Key-M接口支持Type2242的SATA信号SSD；SATA接口可使用3.5寸或2.5寸硬盘进行存储，M.2Key-M接口可使用M.2 2242硬盘。

本实施例中，SATA接口数量为1个，M.2接口数量为1个，仅支持Type 2242Key-M的SATA信号SSD

实施例中，存储单元赋予主板本地存储数据的能力，可实现网络离线或异常断电等情况下的重要数据存储，分布式的数据存储也降低了数据损坏的概率，提高了数据的安全性。支持的接口形式包括SATA接口和M.2 接口，既可以搭配成本较低的3.5寸/2.5寸硬盘进行存储，也可使用M.2 2242硬盘，将硬盘集成在主板上，减小设备的尺寸。

实施例中，网络通信单元包括有线网络接口和无线网络接口；有线网络接口包括RJ45接口，无线网络接口包括3G/4G接口、蓝牙接口、WIFI 接口；其中，无线网络接口形式均为Mini PCI-E插槽；输入输出单元包括USB接口、GPIO接口、RS232/RS485接口；USB接口包括USB3.0接口和USB2.0接口。

本实施例中，RJ45接口数量为2个，均为千兆以太网且可通过软件切换10M/100M/1G连接模式；无线网络接口具体形式均为Mini-PCIE插槽，其中3G/4G接口1组，WIFI与蓝牙接口1组；在其他实施例中RJ45接口、 3G/4G接口、蓝牙接口、WIFI接口的数量可根据需求进行设置。

本实施例中，USB3.0接口数量为2个，USB2.0接口数量为3个，GPIO 接口数量为8个，RS232/RS485接口数量为2个，通过设置跳线帽的方式选择对应的信号；在其他实施例中，USB3.0接口和USB2.0接口的数量可根据需求进行设置。

实施例中，数据除了通过RJ45接口有线以太网传输至服务端外，还支持通过WIFI或3G/4G的无线网络进行传输，在不方便布设有线网络的区域也可布置网关节点，有效覆盖有线网络死角，提高物联网布设的便利性。

实施例中，主板还支持通过串口来搭配其他扩展单元，以进行近场通信子网的扩展，例如物联网行业常用的LP-WAN与Zigbee网络。

实施例中，主板还可通过自定义GPIO实现设备的辅助控制，涵盖物联网主流设备接口样式，提供广泛的感知网络节点设备接入能力，功能贴合物联网行业应用，满足多样化的使用需求。

如图2所示，本实用新型支持边缘计算与存储的小尺寸物联网网关主板的一种应用拓扑结构图。主板通过输入输出单元与网络通信单元连接物联网感知网络，使用高性能处理模块进行边缘计算，除了对感知网络的数据进行协议转换、筛选等初步处理外，还可进行一定的数据分析，以及对重要数据的实时处理应答，有效减少需上传至服务器的数据量以及服务器的运算量，提高通信网络的稳定性以及数据处理的时效性。

本实用新型具备丰富的输入输出接口、网络通信接口与存储接口，可提供广泛的物联网节点设备接入能力、多样化的网络通信能力与灵活的存储扩展能力；另外，通过搭配高性能的处理模块使用还可以提供强大的边缘计算能力，实现重要数据的实时处理与本地存储，有效分担通信网络与平台服务器的运行压力；此外，结构上将处理模块与接口模块拆分为两部分并在垂直方向通过高速信号专用插槽连接，实现高度集成，得益于采用拆分结构，实现了在极大提升物联网网关的功能与运算处理能力的同时，整板面积仅为10.2cm*9.2cm，提高了安装与布置网关的便利性，拆分结构还使得主板支持自由搭配不同的处理模块以适应高端与低端的应用场合，具有很高的应用灵活。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：包括处理模块、连接模块及用于安装所述处理模块的高速信号专用插槽；所述高速信号专用插槽连接接口模块，所述接口模块包括有板载的显示单元、存储单元、音频单元、网络通信单元及输入输出单元；其中处理模块与接口模块采用可拆分结构。

2.根据权利要求1所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述显示单元包括HDMI接口和EDP/LVDS插针，所述显示单元可支持单显示、克隆显示及双屏扩展显示，并最高可支持4K超高清显示。

3.根据权利要求2所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述HDMI接口为外置显示接口，所述EDP/LVDS插针为内置液晶屏接口。

4.根据权利要求1所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述音频单元包括Line-out接口和MIC插针。

5.根据权利要求1所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述存储单元包括SATA接口和M.2Key-M接口，M.2Key-M接口支持Type2242的SATA信号SSD。

6.根据权利要求5所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述SATA接口可使用3.5寸或2.5寸硬盘进行存储，所述M.2Key-M接口可使用M.2 2242硬盘。

7.根据权利要求1所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述网络通信单元包括有线网络接口和无线网络接口。

8.根据权利要求7所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述有线网络接口包括RJ45接口，所述无线网络接口包括3G/4G接口、蓝牙接口、WIFI接口；其中，所述无线网络接口形式均为Mini PCI-E插槽。

9.根据权利要求1所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述输入输出单元包括USB接口、GPIO接口、RS232/RS485接口及GPIO接口。

10.根据权利要求9所述的支持边缘计算及存储的小尺寸物联网网关主板，其特征在于：所述USB接口包括USB3.0接口和USB2.0接口。

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