CN217693365U - 一种多融合架构边缘计算平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多融合架构边缘计算平台，包括无源通信背板、内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块，内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块与无源通信背板连接，边界安全卡实现网络安全过滤和防止网络攻击等防护，视频处理卡完成视频信号的采集和发送，内网主板卡和外网主板卡实现数据采集、处理、入数据库、断电续传、在线监视和数据转发，隔离卡通过摆渡的形式完成内网主板卡、外网主板卡数据信息的传递，冗余电源模块提供电源供给。本实用新型实现可扩展的模块化功能卡架构设计，以及核心板卡的状态监测，实现了不同产业领域的应用和客户多样化的需求。

Description

一种多融合架构边缘计算平台

技术领域

本实用新型涉及网络安全的技术领域，尤其是涉及一种多融合架构边缘计算平台。

背景技术

在传统工业自动化和能源应用领域各个分布式控制系统都是分散独立运行，没有实现从控制领域到企业应用信息化系统信息的打通，在当前工业互联网业务需求下需要从控制系统到物联网的边缘计算平台，满足控制系统的网络安全和多种系统的信息耦合。

目前市场上面向物联网端的单主机(包括多处理器)的产品，多是利用现有工业控制计算机通过堆砌在一个庞大机箱(多是6U高度以上)中，每个工业控制计算机实现不同的功能，内部多是软线工艺实现接口连接，结构复杂，成本高，发生故障的几率也高。

有的产品通过光纤或者网络电口线缆单通连接方式，或者防火墙隔离方式实现网络安全隔离，并不是真正实现信息交互的物理隔离产品，不适合工业自动化领域。

有的产品方案通过多台工业计算机、网闸产品、数据和视频采集模块来满足现场需求，不但需要整合各个接口之间信息交互，还增加了设备的日常维护成本。

另外，目前市场中的产品硬件多是采用X86架构平台和windows的OS系统，也是造成产品成偏高的一个因素。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型旨在提供一种多融合架构边缘计算平台。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现：

一种多融合架构边缘计算平台，包括无源通信背板、内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块，所述内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块与无源通信背板连接，所述边界安全卡实现网络安全过滤和防止网络攻击等防护，所述视频处理卡完成视频信号的采集和发送，所述内网主板卡和外网主板卡实现数据采集、处理、入数据库、断电续传、在线监视和数据转发，所述隔离卡通过摆渡的形式完成内网主板卡、外网主板卡数据信息的传递，所述冗余电源模块提供所需的电源供给。

本实用新型进一步技术方案设置为，所述内网主板卡和外网主板卡与隔离卡通过PCIE接口，完成内网和外网之间的数据摆渡。

本实用新型进一步技术方案设置为，所述内网主板卡、物理隔离卡、外网主板卡、视频处理卡和边界安全卡通过高速连接器和无源通信背板硬连接。

本实用新型进一步技术方案设置为，所述内网主板卡、外网主板卡、边界安全卡为腾锐D2000/4核-V2处理器，主频2.6GHz，内存可扩展到32G DDR4 3600MHz。

本实用新型进一步技术方案设置为，所述内网主板卡、外网主板卡连接有4路千兆RJ45电口，支持eMMC、mSATA和SATA多种存储方式。

本实用新型进一步技术方案设置为，所述内网主板卡通过网口/串口实现现场内部局域网的各种数据信息的采集，支持标准Modbus RTU/TCP协议、OPC协议、DL/T 645协议、CJ/T 188协议、SQL语句等方式进行协议解析与规约转换，基于HTTP协议以XML报文格式或Modbus TCP协议进行数据转发上传。

本实用新型进一步技术方案设置为，所述隔离卡为基于FPGA的物理隔离卡，分时互斥可控、非TCP/IP协议加密格式通过摆渡的形式完成内网主板卡和外网主板卡数据信息的传递。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1、本实用新型实现可扩展的模块化功能卡架构设计，以及核心板卡的状态监测，不仅实现不同产业领域的应用和客户多样化的需求，也通过丰富的接口、国产化平台、集成度高、高可靠性的物理隔离和上位机的远程监测等功能实现了一种多融合架构的边缘计算平台设计；

2、本实用新型所有板卡通过高速连接器和无源背板实现硬连接；内外网主板卡和隔离卡通过PCIE接口，完成内网和外网之间的数据摆渡，实现了远程管理功能和物理隔离安全的平台；

3、本实用新型本内外网主机板通过高速连接器提供工业总线接口，能够通过标准通信协议实现各种功能板卡的模块化方式扩展，例如多路数字量输入输出板卡、多路模拟量输入板卡、视频采集卡等功能卡实现数字、模拟、视频信号的采集。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实用新型公开了一种多融合架构边缘计算平台。

如图1和图2所示，多融合架构边缘计算平台，包括无源通信背板、内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块。

具体的，内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块通过高速连接器与无源通信背板连接，内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块支持热插拔功能。

边界安全卡实现网络安全过滤和防止网络攻击等防护功能。

内网主板卡和外网主板卡实现数据采集、处理、入数据库、断电续传、在线监视和数据转发，以及针对不用业务需求实现大数据系统平台功能。

隔离卡通过摆渡的形式完成内网主板卡、外网主板卡数据信息的传递。

冗余电源模块为内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡和边界安全卡提供电源供给。

内网主板卡和外网主板卡与隔离卡通过PCIE接口，完成内网和外网之间的数据摆渡。内网主板卡和外网主板卡提供的工业总线接口通过无源通信背板实现各种功能板卡的模块化方式的扩展。

内网主板卡、物理隔离卡、外网主板卡、视频处理卡和边界安全卡通过高速连接器和无源通信背板硬连接。

内网主板卡、外网主板卡、边界安全卡为腾锐D2000/4核-V2处理器，主频2.6GHz，内存可扩展到32G DDR4 3600MHz。

内网主板卡、外网主板卡连接有4路千兆RJ45电口，支持eMMC、mSATA和SATA多种存储方式。

隔离卡为基于FPGA的物理隔离卡，分时互斥可控、非TCP/IP协议加密格式通过摆渡的形式完成内网主板卡和外网主板卡数据信息的传递。

本实用新型通过使用开源的嵌入式OS系统，参照国家和行业标准要求，内网主板卡通过网口/串口实现现场内部局域网的各种数据信息的采集，支持标准Modbus RTU/TCP协议、OPC协议、DL/T 645协议、CJ/T 188协议、SQL语句等方式进行协议解析与规约转换，基于HTTP协议以XML报文格式或Modbus TCP协议进行数据转发上传。

内网主板卡将采集到的数据进行协议解析、处理、数据入库后，将数据信息摆渡到外网主板卡，外网主板卡实现统一格式后的转发和上传。同时外网主板卡也将获取到的内网主板卡、隔离卡和自身的软硬件的工况信息反馈给前面板的液晶显示，液晶显示可组态方式实现工况信息的展示、实时报警信息提示，同时可通过网络实现信息的上传。

外网主板卡也可通过扩展的功能板卡实现本地数据信息采集，例如视频采集，将视频信号和内网采集到的数据一起打包转发上传。外网主板卡也可增加边界安全卡，在数据转发上传前，实现网络地址/端口的过滤，协议的限制和防止外部网络的攻击。

本实用新型的实施原理为：

本实用新型实现可扩展的模块化功能卡架构设计，以及核心板卡的状态监测，不仅实现不同产业领域的应用和客户多样化的需求，也通过丰富的接口、国产化平台、集成度高、高可靠性的物理隔离和上位机的远程监测等功能实现了一种多融合架构的边缘计算平台设计；

本实用新型所有板卡通过高速连接器和无源背板实现硬连接；内外网主板卡和隔离卡通过PCIE接口，完成内网和外网之间的数据摆渡，实现了远程管理功能和物理隔离安全的平台；

本实用新型本内外网主机板通过高速连接器提供工业总线接口，能够通过标准通信协议实现各种功能板卡的模块化方式扩展，例如多路数字量输入输出板卡、多路模拟量输入板卡、视频采集卡等功能卡实现数字、模拟、视频信号的采集。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多融合架构边缘计算平台，其特征在于，包括无源通信背板、内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块，所述内网主板卡、隔离卡、外网主板卡、视频处理卡、边界安全卡和冗余电源模块与无源通信背板连接，所述边界安全卡实现网络安全过滤和防止网络攻击等防护，所述视频处理卡完成视频信号的采集和发送，所述内网主板卡和外网主板卡实现数据采集、处理、入数据库、断电续传、在线监视和数据转发，所述隔离卡通过摆渡的形式完成内网主板卡、外网主板卡数据信息的传递，所述冗余电源模块提供所需的电源供给。

2.根据权利要求1所述的一种多融合架构边缘计算平台，其特征在于，所述内网主板卡和外网主板卡与隔离卡通过PCIE接口，完成内网和外网之间的数据摆渡。

3.根据权利要求1所述的一种多融合架构边缘计算平台，其特征在于，所述内网主板卡、物理隔离卡、外网主板卡、视频处理卡和边界安全卡通过高速连接器和无源通信背板硬连接。

4.根据权利要求1所述的一种多融合架构边缘计算平台，其特征在于，所述内网主板卡、外网主板卡、边界安全卡为腾锐D2000/4核-V2处理器，主频2.6GHz，内存可扩展到32GDDR4 3600MHz。

5.根据权利要求1所述的一种多融合架构边缘计算平台，其特征在于，所述内网主板卡、外网主板卡连接有4路千兆RJ45电口，支持eMMC、mSATA和SATA多种存储方式。

6.根据权利要求1所述的一种多融合架构边缘计算平台，其特征在于，所述内网主板卡通过网口/串口实现现场内部局域网的各种数据信息的采集，支持标准Modbus RTU/TCP协议、OPC协议、DL/T 645协议、CJ/T 188协议、SQL语句等方式进行协议解析与规约转换，基于HTTP协议以XML报文格式或Modbus TCP协议进行数据转发上传。

7.根据权利要求1所述的一种多融合架构边缘计算平台，其特征在于，所述隔离卡为基于FPGA的物理隔离卡，分时互斥可控、非TCP/IP协议加密格式通过摆渡的形式完成内网主板卡和外网主板卡数据信息的传递。

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