CN223155476U - 多源异构的末端数据处理系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多源异构的末端数据处理系统及电子设备，涉及计算机技术领域，包括：计算核心主板分别与工控网关主板和前面板建立通讯连接，工控网关主板与集成接口板建立通讯连接；前面板和集成接口板中设置有多个用于接入末端数据的数据接口；前面板通过设置的用于接入第一末端数据的第一数据接口，将接入的第一末端数据传入到计算核心主板上进行控制管理；集成接口板通过设置的用于接入第二末端数据的第二数据接口，将接入的第二末端数据经由工控网关主板传入到计算核心主板上进行控制管理，解决了常规的末端数据架构存在操作繁琐和多源异构的末端数据管理效果不佳。

Description

多源异构的末端数据处理系统及电子设备

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种多源异构的末端数据处理系统及电子设备。

背景技术

近年来围绕着末端数据处理的各个层面，大量的软件系统、技术被开发与应用，但同时也存在一些问题和不足之处，主要在于，目前使用的系统普遍存在末端数据架构松散，因为末端数据的来源广泛、种类繁多且接口复杂，在针对一个设备系统对多个不同来源的数据进行接收处理时，需要在设备系统上外接额外的附加设备对不同来源的末端数据进行接收和处理，存在操作繁琐和多源异构的末端数据管理效果不佳的情况。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种多源异构的末端数据处理系统及电子设备，旨在解决常规的末端数据架构存在操作繁琐和多源异构的末端数据管理效果不佳的技术问题。

为实现上述目的，本申请提出一种多源异构的末端数据处理系统，该多源异构的末端数据处理系统包括：计算核心主板、工控网关主板、集成接口板和前面板；

计算核心主板分别与工控网关主板和前面板建立通讯连接，工控网关主板与集成接口板建立通讯连接；

前面板和集成接口板中设置有多个用于接入末端数据的数据接口；

前面板通过设置的用于接入第一末端数据的第一数据接口，将接入的第一末端数据传入到计算核心主板上进行控制管理；

集成接口板通过设置的用于接入第二末端数据的第二数据接口，将接入的第二末端数据经由工控网关主板传入到计算核心主板上进行控制管理；

其中，第一末端数据为音视频数据，第二末端数据为串行数据、以太网数据、模拟信号数据和数字信号数据。

在一实施例中，第一数据接口包括VGA接口、HDMI接口和USB接口。

在一实施例中，第二数据接口包括RS485接口、RS232接口、USB接口、CAN接口、Profibus-DP接口、网络接口、模拟量输入输出接口和数字量输入输出接口。

在一实施例中，多源异构的末端数据处理系统还包括双电源模块；

双电源模块包括第一冗余电源单元和第二电源单元；

第一冗余电源单元与工控网关主板建立电气连接，第二电源单元与计算核心主板建立电气连接。

在一实施例中，多源异构的末端数据处理系统还包括：散热风扇；

散热风扇与第一冗余电源单元建立电气连接。

在一实施例中，多源异构的末端数据处理系统还包括：固态硬盘；

固态硬盘与第一冗余电源单元建立电气连接，固态硬盘与计算核心主板建立通讯连接。

在一实施例中，前面板设置在多源异构的末端数据处理系统的第一内侧面上，前面板与显示面板建立通讯连接，用于将计算核心主板输出的控制管理数据传输至显示面板上进行显示。

在一实施例中，集成接口板设置在多源异构的末端数据处理系统的第二内侧面上，集成接口板用于与外部设备建立通讯连接；

第一内侧面与第二内侧面相平行。

在一实施例中，多源异构的末端数据处理系统还包括：内存模块；

内存模块与计算核心主板相连。

此外，为实现上述目的，本申请还提出一种电子设备，该电子设备包括如上所述的多源异构的末端数据处理系统。

本申请提出的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：

提出了一种多源异构的末端数据处理系统包括：计算核心主板、工控网关主板、集成接口板和前面板；计算核心主板分别与工控网关主板和前面板建立通讯连接，工控网关主板与集成接口板建立通讯连接；前面板和集成接口板中设置有多个用于接入末端数据的数据接口；前面板通过设置的用于接入第一末端数据的第一数据接口，将接入的第一末端数据传入到计算核心主板上进行控制管理；集成接口板通过设置的用于接入第二末端数据的第二数据接口，将接入的第二末端数据经由工控网关主板传入到计算核心主板上进行控制管理；其中，第一末端数据为音视频数据，第二末端数据为串行数据、以太网数据、模拟信号数据和数字信号数据。

本申请通过将用于接入音视频数据的第一数据接口设置在一个PCB(PrintedCircuit Board，印制电路板)板上形成一个前面板，以及将用于接入串行数据、以太网数据、模拟信号数据和数字信号数据的第二数据接口设置在另一个PCB板上形成一个集成接口板，使外部不同来源的末端数据均能够通过前面板和集成接口板传入，避免了需外接额外的附加设备对不同来源的末端数据进行接收，存在的操作繁琐缺陷。同时，通过建立前面板和计算核心主板的通讯连接，以及集成接口板通过工控网关主板与计算核心主板之间的通讯连接关系，将从集成接口板上传入的第二末端数据经由工控网关主板进行转换处理后，能够与计算核心主板中的前面板传入的第一末端数据进行融合处理，实现对第一末端数据和第二末端数据的统一管理，以此避免了多源异构的末端数据存在的管理效果不佳的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请多源异构的末端数据处理系统的模块示意图；

图2为本申请多源异构的末端数据处理系统的一种可行实施例结构示意图。

本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

基于此，本申请实施例提供了一种多源异构的末端数据处理系统，参照图1，图1为本申请多源异构的末端数据处理系统的模块示意图。

该多源异构的末端数据处理系统包括：计算核心主板、工控网关主板、集成接口板和前面板；

计算核心主板分别与工控网关主板和前面板建立通讯连接，工控网关主板与集成接口板建立通讯连接；前面板和集成接口板中设置有多个用于接入末端数据的数据接口；前面板通过设置的用于接入第一末端数据的第一数据接口，将接入的第一末端数据传入到计算核心主板上进行控制管理；集成接口板通过设置的用于接入第二末端数据的第二数据接口，将接入的第二末端数据经由工控网关主板传入到计算核心主板上进行控制管理；其中，第一末端数据为音视频数据，第二末端数据为串行数据、以太网数据、模拟信号数据和数字信号数据。

根据图1可知，本实施例中的计算核心主板通过RJ45的方式与工控网关主板建立通讯连接，与工控网关主板进行双向通讯，以此实现数据在计算核心主板和工控网关主板之间的双向传输。同时计算核心主板还通过VGA(Video Graphic Array，视频图形矩阵)、HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清多媒体)、USB(Universal SerialBus，通用串行)的方式与前面板中所设置的第一数据接口建立通讯连接，与前面板进行双向通讯，在能够通过前面板接入相关音视频数据进行处理的同时，还能够将所需显示或进行音频播放的数据传入到前面板中，通过前面板实现末端数据的可观性。以及主控网关主板通过高速集线器与集成接口板建立通讯连接，与集成接口板进行双向通讯，在能够通过集成接口板统一接入外部不同设备传入的多种末端数据进行处理的同时，还能够将需要输出的末端数据通过集成接口板传入到对应的外部设备上，通过集成接口板实现末端数据的可控性。

需要说明的是，因为本实施例通过将用于接入多源异构的末端数据的接口整合成一个前面板和一个集成接口板，并将该前面板和集成接口板安设到用于对末端数据进行接入处理的系统中，与系统中的计算核心主板和工控网关主板进行对应的通讯连接，形成一个多源异构的末端数据处理系统，使其能够在无需外接额外的末端数据转接设备的情形下，实现多源异构的末端数据的接入，克服了操作繁琐的情况。同时通过前面板接入的第一末端数据和通过集成接口板接入的第二末端数据都会传入到计算核心主板中进行统一管理，以及为了避免第二末端数据无法和第一末端数据汇聚融合的现象，本实施例基于集成接口板与工控网关主板之间的通讯关系，将从集成接口板传入的第二末端数据传入到工控网关主板中进行转换处理后，再传入到计算核心主板中与第一末端数据进行汇聚融合，实现对第一末端数据和第二末端数据的统一管理，以此避免了多源异构的末端数据存在的管理效果不佳的问题。

在一种可行的实施方式中，结合图1和图2进行说明。

第一数据接口包括VGA接口、HDMI接口和USB接口。

具体的，本实施例中设置在前面板上的第一数据接口可包括与计算核心主板之间为VGA连接，用于传输视频数据的VGA接口、与计算核心主板之间为HDMI连接，用于传输视频和音频数据的HDMI接口和与计算核心主板之间为USB连接，用于传输数字数据(例如视频信号、音频信号、控制信号等)的USB接口。

进一步地，第二数据接口包括RS485接口、RS232接口、USB接口、CAN(ControllerArea Network，总线控制)接口、Profibus-DP接口、网络接口、模拟量输入输出接口和数字量输入输出接口。

本实施例中设置在集成接口板上的第二数据接口可包括与主控网关主板建立通讯连接，用于传入串行数据的RS485接口、与主控网关主板建立通讯连接，用于传入串行数据的RS232接口、与主控网关主板建立通讯连接，用于传入数字数据(串行或并行传输)的USB接口、与主控网关主板建立通讯连接，用于传入以太网数据的CAN接口、与主控网关主板建立通讯连接，用于传入串行数据(用于工业自动化)的Profibus-DP接口、与主控网关主板建立通讯连接，用于传入网络数据的网络接口、与主控网关主板建立通讯连接，用于传入模拟信号(例如电压或电流)的模拟量输入输出接口和与主控网关主板建立通讯连接，用于传入数字信号(例如二进制信号、开关状态等)的数字量输入输出接口。

需要说明的是，根据图2可知，本实施例中的RS485接口和RS232接口通过与主控网关主板中的转换芯片建立通讯连接，通过转换芯片接入到计算核心主板的控制接口中，实现对应的末端数据的转换和将末端数据传入到计算核心主板中进行处理；USB接口和Profibus-DP接口则直接通过主控网关主板与计算核心主板建立通讯连接；CAN接口为凤凰插座，通过与主控网关主板中的驱动程序建立通讯连接关系，与计算核心主板中的CAN控制器实现双向通讯连接；模拟量输入输出接口通过与主控网关主板中的模拟输入输出开关量单元建立通讯关系，在通过模拟输入输出开关量单元与连接器之间的连接关系，实现和计算核心主板的通讯连接，其中模拟量输入输出接口包括凤凰插座形态的8路模拟开关量输出和8路模拟开关量输入；网络接口为RJ45接口形式，经由末端数据处理系统中的物理层(即图2中的PHY)与计算核心主板中的网络接口建立通讯连接，同时还能通过末端数据处理系统中的TR(Transit Router，转发路由器)与主控网关主板中的网络交换芯片建立双向通讯连接后，经由对应的芯片与计算核心主板中的网络控制接口和管理控制接口建立通讯连接；模拟量输入输出接口通过与主控网关主板中的模拟输入输出开关量单元建立通讯关系，在通过模拟输入输出开关量单元与连接器之间的连接关系，实现和计算核心主板的通讯连接，其中模拟量输入输出接口包括凤凰插座形态的8路模拟开关量输出和8路模拟开关量输入；数字量输入输出接口通过与主控网关主板中的开关量单元建立通讯关系，在通过开关量单元与连接器之间的连接关系，实现和计算核心主板的通讯连接，其中数字量输入输出接口包括凤凰插座形态的32路开关量输入光耦隔离输入和32路开关量输入光耦隔离输出。

具体为：基于国产化操作系统研发配置软件以及显示面板，实现对各类接口与末端数据的管理与控制。开关量单元用来接入外部的开关量输入和输出设备，经协议转换后上传到多源异构的末端处理系统所处的设备上，在该设备的显示面板上进行显示以及功能的配置。模拟输入输出开关量单元用来接入外部的模拟量输入和输出设备，经协议转换后上传到多源异构的末端处理系统所处的设备上，在该设备上进行显示以及功能的配置。RS485接口、RS232接口、CAN接口和Profibus-DP接口用来收集传感设备信息，通过各接口与主控网关主板的内部协议转换然后上传到计算核心主板上，通过与计算核心主板连接的前面板，在该设备的显示面板上进行显示以及功能的配置。网络接口将其他网络设备的末端数据进行上传，也可以连接具有网络通信的外部设备和资源，然后把对应的末端数据上传到该设备上，进行末端数据的整合配置。

其中，连接器的供电电源由计算核心主板提供，集成接口板中还包括有复位按钮和板卡管理对应的接口，该接口与工控网关主控中的STM32建立双向通讯连接，通过STM32与转换芯片之间的通讯连接关系接入到计算核心主板的控制接口上。

另外，需要说明的是，本实施例中的计算核心主板采用14nm工艺的龙芯四核3A5000处理器，片内集成4个LA464处理器核，主频2GHz，64为DDR4控制器，以及各种系统I/O接口，可实现关键核心技术自主可控。

工控网关主板采用自主指令集的GS264架构的通用国产自主可控龙芯双核2K100064位处理器，采用40nm工艺，片内集成2个GS264处理器核，主频1GHz，64位DDR3控制器，以及各种系统I/O接口，可实现关键核心技术自主可控。

进一步地，多源异构的末端数据处理系统还包括双电源模块，双电源模块包括第一冗余电源单元和第二电源单元，第一冗余电源单元与工控网关主板建立电气连接，第二电源单元与计算核心主板建立电气连接。

本实施例中的第一冗余电源单元为550W冗余电源单元，第二电源单元为24V电源单元。

即本实施例中的供电模块采用1+1的冗余电源，外部供电可为100V到240V宽范围电压供电，在使用国内标准电压的前提下也可用于电压不足或偏高的特殊区域。

1+1的冗余电源设计，为多源异构的末端数据处理系统提供了两路不同的供电渠道，以此提升了多源异构的末端数据处理系统的供电安全性和可用性，防止单渠道供电在存在意外断电时，多源异构的末端数据处理系统整机关机而被迫暂停运行业务的不利情形。

需要说明的是，第一冗余电源单元和第二电源单元并不会同时进行供电操作，而是基于实际的供电需求，在第一冗余电源单元和第二电源单元均能够正常供电的情形下，任意选取其中一路电源单元进行供电，而另一路电源单元则处于监测状态。

设选取第一冗余电源单元进行供电，而设置第二电源单元处于监测状态，此时220V的双市电从设有本实施例所提出的末端数据处理系统的电子设备的机箱后部进入后，分别给第一冗余电源单元和第二电源单元进行供电，使的第一冗余电源单元能够分别给工控网关主板提供12V的供电电源，给散热风扇提供12V的供电电源，以及给固态硬盘提供5V或12V的供电电源，其中第一冗余电源单元能够通过工控网关主板给计算核心主板进行供电，在第一冗余电源单元出现异常无法进行正常供电时，此时会切换至第二电源单元对主控网关主板进行24V供电，保障末端数据处理系统的正常运行。

进一步地，多源异构的末端数据处理系统还包括：散热风扇；散热风扇与第一冗余电源单元建立电气连接，该散热风扇用于保障本实施例所提出的末端数据处理系统的高效运行，防止末端数据处理系统在运行过程中产生的热量无法排出或者散热效率低的情况，其中主控网关主板能够根据运行情况只能调整散热风扇的开启数量和运行状态。

进一步地，多源异构的末端数据处理系统还包括：固态硬盘；固态硬盘与第一冗余电源单元建立电气连接，固态硬盘与计算核心主板建立通讯连接，能够为计算核心主板和主控网关主板提供极快的读写速度和数据存储功能，其中，本实施例中的固态硬盘与计算核心主板通过SATA(Serial ATA，串行ATA)的方式建立通讯连接。

进一步地，前面板设置在多源异构的末端数据处理系统的第一内侧面上，前面板与显示面板通过6根USB连接线建立通讯连接，用于将计算核心主板输出的控制管理数据传输至显示面板上进行显示。

进一步地，集成接口板设置在多源异构的末端数据处理系统的第二内侧面上，集成接口板用于与外部设备建立通讯连接；第一内侧面与第二内侧面相平行。

进一步地，多源异构的末端数据处理系统还包括：内存模块；内存模块与计算核心主板相连，该内存模块在本实施例中以内存条的形式与计算核心主板中的内存控制接口建立连接。

需要说明的是，计算核心主板中还设有存储控制接口、BOOT(Universal BootLoader，开源的、通用的引导加载程序)控制接口、GPIO(General-purpose input/output，通用输入输出)接口和UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口，其中存储控制接口与末端数据处理系统中的储存单元相接，BOOT控制接口与末端数据处理系统中的Boot单元相接，GPIO接口与末端数据处理系统中的控制接口相接，UART接口与末端数据处理系统中的Console接口相接。

本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述的多源异构的末端数据处理系统。

可以理解的是，由于在电子设备中使用了上述多源异构的末端数据处理系统，因此，该电子设备的实施例包括上述多源异构的末端数据处理系统全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的技术构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述多源异构的末端数据处理系统包括：计算核心主板、工控网关主板、集成接口板和前面板；

所述计算核心主板分别与所述工控网关主板和所述前面板建立通讯连接，所述工控网关主板与所述集成接口板建立通讯连接；

所述前面板和所述集成接口板中设置有多个用于接入末端数据的数据接口；

所述前面板通过设置的用于接入第一末端数据的第一数据接口，将接入的第一末端数据传入到所述计算核心主板上进行控制管理；

所述集成接口板通过设置的用于接入第二末端数据的第二数据接口，将接入的第二末端数据经由所述工控网关主板传入到所述计算核心主板上进行控制管理；

其中，所述第一末端数据为音视频数据，所述第二末端数据为串行数据、以太网数据、模拟信号数据和数字信号数据。

2.如权利要求1所述的多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述第一数据接口包括VGA接口、HDMI接口和USB接口。

3.如权利要求1所述的多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述第二数据接口包括RS485接口、RS232接口、USB接口、CAN接口、Profibus-DP接口、网络接口、模拟量输入输出接口和数字量输入输出接口。

4.如权利要求1所述的多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述多源异构的末端数据处理系统还包括双电源模块；

所述双电源模块包括第一冗余电源单元和第二电源单元；

所述第一冗余电源单元与所述工控网关主板建立电气连接，所述第二电源单元与所述计算核心主板建立电气连接。

5.如权利要求4所述的多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述多源异构的末端数据处理系统还包括：散热风扇；

所述散热风扇与第一冗余电源单元建立电气连接。

6.如权利要求4所述的多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述多源异构的末端数据处理系统还包括：固态硬盘；

所述固态硬盘与第一冗余电源单元建立电气连接，所述固态硬盘与所述计算核心主板建立通讯连接。

7.如权利要求1所述的多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述前面板设置在所述多源异构的末端数据处理系统的第一内侧面上，所述前面板与显示面板建立通讯连接，用于将所述计算核心主板输出的控制管理数据传输至所述显示面板上进行显示。

8.如权利要求7所述的多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述集成接口板设置在所述多源异构的末端数据处理系统的第二内侧面上，所述集成接口板用于与外部设备建立通讯连接；

所述第一内侧面与所述第二内侧面相平行。

9.如权利要求1所述的多源异构的末端数据处理系统，其特征在于，所述多源异构的末端数据处理系统还包括：内存模块；

所述内存模块与所述计算核心主板相连。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至9中任一项所述的多源异构的末端数据处理系统。