CN218772121U

CN218772121U - 一种多功能加密边缘网关设备

Info

Publication number: CN218772121U
Application number: CN202222113738.1U
Authority: CN
Inventors: 周贤林; 金有刚
Original assignee: Workway Shenzhen Information Technology Co ltd
Current assignee: Workway Shenzhen Information Technology Co ltd
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2032-08-11

Abstract

本实用新型提供了一种多功能加密边缘网关设备，包括：壳体，壳体上设置有LoRa、WIFI、蓝牙、4G、GPS、北斗、ZIGBEE、韦根、RS485、TTL串口、RS232、数据输入输出DI/DO、干接点物联网无线通信和有线通信接口。本实用新型能够满足不同协议终端设备和传感器的同时接入。

Description

一种多功能加密边缘网关设备

技术领域

本实用新型涉及一种网关设备，特别是涉及一种多功能加密边缘网关设备。

背景技术

物联网进入以基础性行业和规模消费为代表的第三次发展浪潮，5G、低功耗广域网等基础设施加速构建，数以万亿计的新设备将接入网络并产生海量数据，人工智能、边缘计算、区块链等新技术加速与物联网结合，传感器和终端联网将面临网络带宽限制，同时数据需要在网络边缘进行运算、分析、处理和储存。

边缘计算网关逐渐受到重视的原因包括：首先，物联网时代传感器数量激增，随之产生了多种维度多种格式的数据，网络带宽与计算吞吐量成为了云端计算的性能瓶颈；其次，传感器无处不在，实时或不定时的采集用户的生理体征数据、应用数据等各类隐私数据，对信息安全提出了更高的要求；再次，在特定应用场景的物联网络中设备产生的数据，有在本地实时处理的需求，并不需要传到云端。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型实施例提供一种多功能加密边缘网关设备，包括：壳体，所述壳体包括相对设置的第一面板和第二面板，所述壳体的内部设置有主控电路板和扩展电路板；所述第一面板上设置有LAN网路接口、USB接口、VGA接口和HDMI接口，所述LAN网路接口、USB接口、VGA接口和HDMI接口均与主控电路板连接；所述第一面板上还设置有DI/DO接口、TTL串口、RS485接口、韦根接口和状态灯组，所述状态灯组包括韦根状态灯、4G韦根状态灯、北斗韦根状态灯、蓝牙韦根状态灯、WIFI韦根状态灯、LORA韦根状态灯、ZIGBEE通信状态灯，所述DI/DO接口、TTL串口、RS485接口、韦根接口和通信状态灯均与扩展电路板连接；所述第二面板上设置有天线接口组和通讯接口组，所述天线接口组包括4G通信收发天线接口、北斗通信收发天线接口、蓝牙/WIFI通信收发天线接口、LORA通信收发天线接口、ZIGBEE通信收发天线接口，所述通讯接口组包括SIM卡座口和RS232串口，所述天线接口组和所述通讯接口组均与扩展电路板连接；所述扩展电路板上设置有通信模块组、单片机和加密芯片，所述通信模块组包括LoRa模块、WIFI/蓝牙模块、4G/GPS/北斗模块、ZIGBEE模块、韦根模块，所述通信模块组和所述加密芯片均与所述单片机连接；所述单片机与所述主控电路板连接。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的多功能加密边缘网关设备，能够解决银行业物联网应用中，多种终端、传感器产品在多通信协议下物联问题。通信过程中保证数据安全和并能实时监测数据状态，对物联网终端产生的大量数据进行分析处理，解决了数据传入银行系统时占用带宽和数据堵塞等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1和2为本实用新型实施例提供的多功能加密边缘网关设备的结构示意图。

图3为第一面板的结构示意图。

图4为第二面板的结构示意图。

具体实施方式

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，都属于本实用新型保护的范围。

图1和图2为本实用新型实施例提供的多功能加密边缘网关设备的结构示意图。图3为第一面板的结构示意图。图4为第二面板的结构示意图。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供一种多功能加密边缘网关设备，包括：方形的金属壳体1，所述壳体1包括相对设置的第一面板2和第二面板3，所述壳体的内部设置有主控电路板(未图示)和扩展电路板(未图示)。壳体1的顶侧和侧部均设置有散热孔。

如图3所示，所述第一面板2上设置有LAN网路接口、USB接口、VGA接口和HDMI接口，所述LAN网路接口、USB接口、VGA接口和HDMI接口均与主控电路板上的对应接口通过线路连接。在一个示意性实施例中，所述第一面板上设置有2路LAN网路接口、4路USB接口、1路VGA接口和1路HDMI接口。

进一步地，如图3所示，所述第一面板2上还设置有DI/DO接口、TTL串口、RS485接口、韦根接口和状态灯组，所述状态灯组包括韦根状态灯、4G韦根状态灯、北斗韦根状态灯、蓝牙韦根状态灯、WIFI韦根状态灯、LORA韦根状态灯、ZIGBEE通信状态灯，所述DI/DO接口、TTL串口、RS485接口、韦根接口和通信状态灯均与扩展电路板连接。在一个示意性实施例中，所述第一面板2上设置有8路DI/DO接口、1路TTL串口、1路RS485和1路韦根接口。

进一步地，如图4所示，所述第二面板3上设置有天线接口组和通讯接口组，所述天线接口组包括4G通信收发天线接口、北斗通信收发天线接口、蓝牙/WIFI通信收发天线接口、LORA通信收发天线接口、ZIGBEE通信收发天线接口，所述通讯接口组包括SIM卡座口和RS232串口，所述天线接口组和所述通讯接口组均与扩展电路板连接。

进一步地，所述扩展电路板上设置有通信模块组、单片机和加密芯片，所述通信模块组包括LoRa模块、WIFI/蓝牙模块、4G/GPS/北斗模块、ZIGBEE模块、韦根模块，所述通信模块组和所述加密芯片均与所述单片机连接。其中，通信模块组中的各模块通过对应的通信接口与单片机连接，以实现单片机实时监测管控通信数据，通过单片机控制状态灯显示各模块的通信状态。加密芯片通过I2C接口与单片机连接。单片机上的GPIO(General-purposeinput/output，通用型之输入输出)与8路DI/DO接口通过线路连接。

在一个具体应用场景中，本实用新型实施例提供的设备用于实现对物联网终端的数据处理。具体地，所述设备的一端与物联网终端设备和传感器连接，另一端与云端连接，例如，可与银行系统云端连接。即，通过LoRa、WIFI、蓝牙、4G、GPS、北斗、ZIGBEE、韦根、RS485、TTL串口、RS232、数据输入输出DI/DO、干接点物联网无线通信和有线通信接口，将物联网终端设备和各种传感器产品接入网关设备，再通过网关数据加密处理后，网关设备通过VPN网络将处理数据传入银行系统云端，同时云端根据结果反向发送数据到网关设备进行数据解密，网关再控制边缘端产品设备。

在本实用新型实施例中，加密芯片可为英飞凌OPTIGA^TM Trust M硬加密芯片，通过I2C通信与MCU进行通信加密，当收到边缘端数据，MCU将数据给到加密芯片进行加密，MCU收到加密数据再传给主控电路板。

扩展电路板可为具有监控能力的电路板，例如嵌入式MCU电路板，例如型号为EW-FT505_IO01的电路板，使用的单片机的型号为MCU STM32F104。MCU按照各通信握手协议与边缘端设备产品进行数据交互，当通信数据到达时MCU对通信数据进行监测及进行任务排队，保证数据不受干扰和丢失。

进一步地，所述单片机与所述主控电路板连接，具体可通过LAN接口通信连接，将加密数据发送给主控电路板进行数据处理。

在本实用新型实施例中，主控电路板为具有数据处理能力的芯片，包括CPU和GPU，例如，可采用飞腾FT2000 CPU+GPU算力芯片，具体型号可为EW-FT505-CA。在主控电路板上安装基于应用系统平台运行的Docker容器和基于场景应用的算法Docker容器，Docker容器收到数据并对数据进行处理。主控电路板处理完数据将数据通过VPN网络接入银行系统云端，银行系统下发指令通过主机发送给MCU再进行数据解密，解密完成将数据再发给各物联网终端，实现实时对终端控制管理。

综上，本实用新型提供的多功能加密边缘网关设备至少具有以下优点：

(1)结合银行业网关需求特点，提供的网关设备包括多通信模块和通信接口，可满足不同协议终端设备和传感器的同时接入。在银行网点、金库、数据中心等场所连接物联网终端、传感器时，使用一台网关设备即可满足要求，解决了因通信协议和接口不同而配置更多不厂商和不同协议的网关问题，同时减少实施难度和维护成本。

(2)本实用新型提供的网关设备在电路设计引入硬加密技术，确保通信数据安全和高效传输。

(3)本实用新型在通信模块与主控电路板之间加入嵌入式MCU，对各通信通道进行智能化管控和数据监控，实时监测各通信模块和接口运行状态，能够保证网关稳定运行。

(4)网关设备集成具有GPU算力主控，将收集到数据在边缘端进行分析处理，将处理好的数据再传输银行系统，能够减少传输过程中占用网络宽带。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本实用新型的范围和精神。本实用新型公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种多功能加密边缘网关设备，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括相对设置的第一面板和第二面板，所述壳体的内部设置有主控电路板和扩展电路板；所述第一面板上设置有LAN网路接口、USB接口、VGA接口和HDMI接口，所述LAN网路接口、USB接口、VGA接口和HDMI接口均与主控电路板连接；所述第一面板上还设置有DI/DO接口、TTL串口、RS485接口、韦根接口和状态灯组，所述状态灯组包括韦根状态灯、4G韦根状态灯、北斗韦根状态灯、蓝牙韦根状态灯、WIFI韦根状态灯、LORA韦根状态灯、ZIGBEE通信状态灯，所述DI/DO接口、TTL串口、RS485接口、韦根接口和通信状态灯均与扩展电路板连接；所述第二面板上设置有天线接口组和通讯接口组，所述天线接口组包括4G通信收发天线接口、北斗通信收发天线接口、蓝牙/WIFI通信收发天线接口、LORA通信收发天线接口、ZIGBEE通信收发天线接口，所述通讯接口组包括SIM卡座口和RS232串口，所述天线接口组和所述通讯接口组均与扩展电路板连接；

所述扩展电路板上设置有通信模块组、单片机和加密芯片，所述通信模块组包括LoRa模块、WIFI/蓝牙模块、4G/GPS/北斗模块、ZIGBEE模块、韦根模块，所述通信模块组和所述加密芯片均与所述单片机连接；所述单片机与所述主控电路板连接。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一面板上设置有2路LAN网路接口、4路USB接口、1路VGA接口和1路HDMI接口。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一面板上还设置有8路DI/DO、1路TTL串口、1路RS485和1路韦根接口。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述加密芯片通过I2C接口与单片机连接。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述单片机通过LAN接口与所述主控电路板连接。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备用于与物联网终端设备和传感器连接。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还用于与云端连接。