CN220108008U - 一种边缘计算网关设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及视频监控设备技术领域，具体公开了一种边缘计算网关设备，包括机箱，机箱内安装有主控模块、电源模块、通讯模块、内存模块和散热模块、数据处理模块、检测模块和报警模块；通讯模块，用于实现网关设备与数据采集设备之间的连接，以接收各数据采集设备采集到的原始数据，且用于实现网关设备与云端服务器之间的连接，以将网关设备处理之后的数据传输至云端服务器；数据处理模块，用于对原始数据进行处理，数据处理模块为视频编解码加速卡；检测模块，用于检测机箱内的环境参数；报警模块，固定安装在机箱外壁，用于接收主控模块的指令，并根据指令信息进行报警。本专利的目的在于降低交通管理部门监测和管理交通秩序的投入成本。

Description

一种边缘计算网关设备

技术领域

本实用新型涉及网关技术领域，特别涉及一种边缘计算网关设备。

背景技术

边缘计算技术对于改善“云端”模式的计算性能的意义巨大，这是业界的共识，边缘计算技术在当前互联网、物联网行业发挥的作用已经越来越大，并且成为AI技术能够提供更好的实施方案的最好载体。边缘网关是部署在网络边缘侧的网关，通过网络联接、协议转换等功能联接物理和数字世界，提供轻量化的联接管理、实时数据分析及应用管理功能。

目前，边缘计算网关设备在处理数据的过程中通过设置多个AI算力芯片来加快运算速度，例如现有公开专利202222236926.3中公开了一种边缘计算智能视觉网关及管理系统，包括通过接口连接的主板与从设备，主板上设置有主处理器、网络通讯模块与数据接口模块，提供了丰富的网络通讯方式与I/O接口，支持多种主流物联协议，能适配多种外部设备，使边缘计算智能视觉网关的应用场景更广；主板上设置有多个接口，可连接多个从设备，从设备设置有板载处理器、AI算力模块、数据处理模块与存储器，边缘计算智能视觉网关的数据运算主要集中在从设备上进行，通过在从设备上设置多个AI算力芯片提供更高的AI算力，加速运算，且可以根据使用场景为从设备搭载不同的功能硬件，集成性高，通用性强。

上述公开专利文件中，通过在网关设备中安装多个AI算力芯片来加快网关处理数据的运算速度，网关设备的生产厂家在生产时，需要增大网关设备整体的体积在网关设备壳体内留存相应的安装空间，从而增多制作网关设备的材料，以及AI算力芯片的增多，都会导致增加网关设备的生产成本，在高速公路上，以一定的间隔距离安装有用来实时采集路况信息的摄像头，并通过网关设备将视频信息上传至云端服务器中进行分析，路段上安装有若干视频采集摄像头，而网关设备能够接入的摄像头是有限的，因此，需要使用到多个网关设备将摄像头采集到的视频信息上传至云端服务器，由于网关设备的生产成本增加，从而导致交通管理部门在监测和管理交通秩序上的成本增加。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型解决的技术问题是提供一种边缘计算网关设备，目的在于如何提升云端服务器处理数据的速度的同时，降低交通管理部门监测和管理交通秩序的投入成本。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种边缘计算网关设备，包括机箱，机箱内安装有主控模块、与主控模块连接的电源模块、通讯模块、内存模块和散热模块，还包括与主控模块连接的数据处理模块、检测模块和报警模块；

通讯模块，用于实现网关设备与数据采集设备之间的连接，以接收各数据采集设备采集到的原始数据，且用于实现网关设备与云端服务器之间的连接，以将网关设备处理之后的数据传输至云端服务器；

数据处理模块，用于对原始数据进行解码、调整、分析、编码，数据处理模块为视频编解码加速卡，视频编解码加速卡的型号为MLU270-FD4；

检测模块，用于检测机箱内的环境参数，所述环境参数至少包括温度、湿度、烟雾浓度；

报警模块，固定安装在机箱外壁，用于接收主控模块的指令，并根据指令信息进行报警。

本方案产生的技术原理是：由电源模块持续为机箱内的各模块供电，通过通讯模块实时接收数据采集设备采集的原始数据，然后通过主控模块将原始数据传输到视频编解码机读卡中，视频编解码机读卡对原始数据进行视频解码、分辨率调整、智能分析、视频编码之后，形成统一格式的数据发送给主控模块，主控模块将数据传输给通讯模块，通讯模块将数据传输至云端服务器，同时将数据存储在内存模块中，在上述各模块工作的过程中，检测模块实时检测机箱内的环境参数，并实时将检测到的数据传输至主控模块中，管理人员在主控模块中预先设置了各个因素的阈值以及各环境参数数据超过阈值时的报警方式，当主控模块接收到的数据中存在高于阈值的数据时，以相应的报警方式进行报警。

本方案产生的有益效果是：

1、通过在机箱中安装视频编解码加速卡对数据采集设备采集到原始数据进行视频解码、分辨率调整、智能分析、视频编码等处理之后再发送至云端服务器中，减少云端服务器处理数据的工作量，从而加快数据的处理速度，并且只需要在网关设备中安装一个视频编解码加速卡，型号为MLU270-FD4的视频编解码加速卡能够同时处理64路视频数据，相对于现有技术中安装的AI算力芯片来说，AI算力芯片能够同时处理16路视频数据，因此需要处理更多视频数据时，需要安装多个AI算力芯片来实现多路视频的处理来说，降低了网关设备的生产成本，从而降低交通管理部门在监测和管理交通秩序上的成本；

2、通过在机箱内安装检测机箱内环境参数的检测模块，并通过报警模块在检测模块检测到环境因素出现不正常时进行报警，以提示管理人员，确保网管设备能够正常工作。

进一步，检测模块包括温湿度传感器和烟雾传感器，温湿度传感器用于检测机箱内的温湿度，烟雾传感器用于检测机箱内的烟雾浓度。通过温湿度传感器和烟雾传感器对机箱内的环境参数进行实时监测，并将监测到的数据实时传输至主控模块，主控模块根据接收到数据与管理人员预设的数据进行比对，从而确定当前机箱内的环境参否在正常范围内，机箱内的个模块是否能正常工作。

进一步，通讯模块包括无线通讯单元和有线通讯单元，无线通讯单元包括Zig-Bee、无线RF433/315M、LoRa、蓝牙、以太网、WIFI、UWB和NFC中的一个或多个；有线通讯单元包括电线、同轴线、RS232串口、RS485总线、USB中的一个或多个。通过无线通讯单元和有线通讯单元的通讯方式实现数据采集设备与网管设备以及网关设备与云端服务器之间的连接，从而实现数据的传输。

进一步，散热模块包括开设在机箱外壁的散热孔和安装在机箱内的风扇。通过机箱外壁上开设的散热孔和机箱内的风扇的配合，实现机箱内与机箱外的空气的交换，从而实现将机箱内的温度控制在机箱内各模块能够正常工作的范围值内。

进一步，在开设散热孔的机箱内壁上固定安装有防尘网。通过在开设散热孔的机箱内壁上安装防尘网，能够减少空气中的灰尘进入到机箱中，因为如果灰尘进入到机箱中，机箱中各模块被灰尘附着之后会影响各模块的工作速率，因此需要防止空气中的灰尘进入到机箱内影响各模块的工作速率。

附图说明

图1为本实用新型的一种边缘计算网关设备的无盖俯视示意图；

图2为本实用新型的一种边缘计算网关设备的侧视示意图；

图3为本实用新型的一种边缘计算网管设备的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：机箱101、主控模块102、电源模块103、视频编解码加速卡104、报警模块105、风扇106、存储模块107、烟雾传感器108、温湿度传感器109、无线通讯单元201、防尘网202、散热孔203、有线通讯单元204。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1-3所示，一种边缘计算网关设备的具体结构如下：机箱101内安装有主控模块102，主控模块102的输出端与通讯模块的输入端连接，主控模块102的输入端与通讯模块的输出端连接，使得主控模块102通过通讯模块与数据采集设备和云端服务器实现连接；主控模块102的输出端与视频编解码加速卡104的输入端连接，且主控模块102的输入端与视频编解码加速卡104的输出端连接，以实现主控模块102与视频编解码加速卡104之间的数据传输；主控模块102的输入端还与烟雾传感器108和温湿度传感器109的输出端连接，主控模块102的输出端还有报警模块105的输入端连接，以实现烟雾传感器108和温湿度传感器109对机箱101内的环境参数进行实时检测并将检测的结果传输至主控模块102中，主控模块102对数据进行分析之后，控制报警模块105进行报警提示管理人员，网关设备内的环境异常导致设备不能正常工作的情况可以通过无线通讯单元201与管理人员的终端设备连接之后，通过无线通讯单元201将相应的数据和报警信息发送至管理人员的终端设备中以提示管理人员该网关设备可能出现故障；主控模块102的输出端与风扇106的输入端连接，以通过主控模块102控制风扇106工作对机箱101内的空气环境温度进行降温，相应的在机箱101的外壁上开设有散热孔203，并在开设散热孔203的机箱101内壁上固定安装防尘网202，在风扇106转动使空气通过散热孔203进行交换时，防尘网202能够减少空气中的灰尘进入到机箱101内；主控模块102的输出端还与存储模块107的输入端连接，且存储模块107的输出端与主控模块102的输入端连接，以实现将数据存储至存储模块107内，并且在需要获取历史数据时也能从存储模块107中取出历史数据；电源模块103的输出端分别与主控模块102、视频编解码加速卡104、风扇106、存储模块107、无线通讯单元201、有线通讯单元204、报警模块105、烟雾传感器108和温湿度传感器109的输入端连接，通过电源模块103对各模块供电。

视频编解码加速卡104的型号为MLU270-FD4，MLU270-FD4加速卡功耗为150W，提供4倍于上一代加速芯片的计算力，同时自带散热风扇106，极大降低对硬件平台的散热依赖，从而保证设备业务稳定性。可广泛支持视觉、语音、自然语言处理以及传统机器学习等高度多样化的人工智能应用，帮助AI推理平台实现超高能效比横向扩展，单张视频编解码加速卡104可同时处理68路1080p30视频流。

通讯模块包括无线通讯单元201和有线通讯单元204，通过无线通讯模块或者有线通讯模块实现主控模块与数据采集设备和云端服务器之间的连接，从而实现数据的交互。

其中，无线通讯单元201可以是Zig-Bee、无线RF433/315M、LoRa、蓝牙、以太网、WIFI、UWB和NFC中的一个或多个；有线通讯单元204可以是电线、同轴线、RS232串口、RS485总线、USB中的一个或多个；数据采集设备可以是摄像头、探测器等设备。

报警模块105可以是蜂鸣器、警示灯等中的一种或多种。

存储模块107可以包括数据盘和系统盘，数据盘可以选择SATA接口或者M.2接口固态硬盘，系统盘可以选择。

具体实施过程如下：

主控模块102通过通讯模块与摄像头、探测器等数据采集设备和云端服务器实现连接，当主控模块102通过通讯模块接收到数据采集设备发送的原始数据之后，将原始数据传输至视频编解码加速卡104中进行处理，视频编解码加速卡104对原始数据进行视频解码、分辨率调整、智能分析、视频编码之后发送给主控模块102，主控模块102通过通信模块将数据传输至云端服务器中，通过视频编解码加速卡104对原始数据进行处理之后，将视频的分辨率调整统一，并且对视频进行分析之后再发送到云端服务器中，云端服务器再根据管理人员的需求对视频进行分析，然后将分析结果向管理人员进行展示或者发送给管理人员。

在上述对数据传输的过程中，主控模块102持续控制风扇106工作对机箱101内进行降温，风扇106工作的过程中，机箱101内的空气与外界的空气通过散热孔203实现交换，从而实现降温，并且在外界的空气进入到机箱101内时，安装在机箱101内壁的防尘网202阻挡空气中的灰尘等杂质进入机箱101，避免影响设备的工作状态。

在上述数据传输和对机箱101内进行降温的过程中，电源模块103持续对各模块进行供电，确保个模块能够正常工作。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种边缘计算网关设备，包括机箱，机箱内安装有主控模块、与主控模块连接的电源模块、通讯模块、内存模块和散热模块，其特征在于：还包括与主控模块连接的数据处理模块、检测模块和报警模块；

通讯模块，用于实现网关设备与数据采集设备之间的连接，以接收各数据采集设备采集到的原始数据，且用于实现网关设备与云端服务器之间的连接，以将网关设备处理之后的数据传输至云端服务器；

数据处理模块，用于对原始数据进行解码、调整、分析、编码，所述数据处理模块为视频编解码加速卡，视频编解码加速卡的型号为MLU270-FD4；

检测模块，用于检测机箱内的环境参数，所述环境参数至少包括温度、湿度、烟雾浓度；

报警模块，固定安装在机箱外壁，用于接收主控模块的指令，并根据指令信息进行报警。

2.根据权利要求1所述的一种边缘计算网关设备，其特征在于：所述检测模块包括温湿度传感器和烟雾传感器，温湿度传感器用于检测机箱内的温湿度，烟雾传感器用于检测机箱内的烟雾浓度。

3.根据权利要求1所述的一种边缘计算网关设备，其特征在于：所述通讯模块包括无线通讯单元和有线通讯单元，无线通讯单元包括Zig-Bee、无线RF433/315M、LoRa、蓝牙、以太网、WIFI、UWB和NFC中的一个或多个；有线通讯单元包括电线、同轴线、RS232串口、RS485总线、USB中的一个或多个。

4.根据权利要求1所述的一种边缘计算网关设备，其特征在于：所述散热模块包括开设在机箱外壁的散热孔和安装在机箱内的风扇。

5.根据权利要求4所述的一种边缘计算网关设备，其特征在于：在开设所述散热孔的机箱内壁上固定安装有防尘网。