高性能边缘计算与智能数据处理平台技术方案

基于边缘计算的智能配电网多源数据处理与融合技术

针对多源异构分布数据存储混乱,融合计算性能不足等问题,提出了基于边缘计算的智能配电网多源数据处理与融合方法.首先,设计了基于边缘计算的配电物联网多源数据处理与融合体系结构;然后,提出基于改进门控循环单元(gate recurrent unit,GRU)网络的配电网多源数据处理与融合模型,引入一种改进的GRU进行数据融合;并在此基础上,增加了注意力机制,减少历史数据的丢失,增强重要信息的影响力,从而实现数据的精准处理与融合.通过试验分析,发现所提模型对低压配电网多源数据的处理效率更高,计算速度更快,误差更小.

基于边缘计算的智能交通视频数据处理系统设计

文章围绕城市交通问题与现有智能交通系统弊端,研究基于边缘计算的智能交通视频数据处理系统.采用边缘与云端协同架构,从硬件,软件及协同应用三方面展开设计,通过就近处理数据降低延迟,优化带宽,提升交通管理实时性与可靠性,明确系统功能构想与具体设计方案,为交通管控提供技术支撑.

基于边缘云计算的数据智能云平台技术研究

随着云计算和5G商用的发展,运营商整合DICT能力以边缘计算为发力点,建立面向5G边缘云的产业生态.数据智能云平台是一种具有敏捷,高效,开放和弹性的智慧赋能云平台,已应用在很多领域.笔者首先分析了云计算的发展现状和边缘计算框架,进而分析了数据智能云平台的多环境部署的框架和数据管理,数据仓库,机器学习等核心能力,最后简述目前数据智能云平台的应用方向.

面向电工装备智慧物联的边缘计算技术研究与应用

随着工业互联网技术的广泛应用,电网开展电工装备智慧物联平台建设,由此产生的电工装备海量异构数据交互将会对传统基于中心云的计算与存储架构带来巨大压力.为解决云中心数据处理效率不高,业务响应能力不足的问题,引入边缘计算,在厂端部署边缘代理设备,构建了基于边缘计算的电工装备智慧物联四层架构.其中,针对海量异构数据汇聚解析导致边缘节点高实时性计算资源和存储资源不足的问题,提出了基于非合作博弈的边缘节点协同采集方法;针对数据传输中的安全问题,提出了基于加密链路的数据交互安全机制;考虑到通用型算法难以直接处理专业性应用数据,采用微服务架构,业务-数据耦合关联和云边协同技术,实现了考虑业务特性的边缘数据处理模块化和轻量化;从数据汇聚,交互和处理三个层次共同形成了电工装备边缘代理技术体系.最后在某市电工装备智慧物联平台中,对智能监造,质量评价和产能分析三大业务进行实际应用,验证了引入边缘计算后平台能够实现高效数据分析和实时业务响应.

煤矿矿山机电设备智能化升级关键技术研究

针对松河煤矿机电设备老化,故障频发和能耗过大的问题,采用智能化升级技术,通过部署感知采集,数据传输和智能分析系统,提升了设备的运行效率与安全性.升级过程中,应用了本质安全型传感器,分布式数据采集系统和边缘计算技术,有效解决了矿井复杂工况中的数据传输与处理瓶颈.通过实施该技术方案,采煤机的日开机率提高了16.2%,设备综合效率(OEE)提升了18.5%,故障诊断准确率提高了21.8%,吨煤能耗减少了20.7%,年净收益达2170万元,投资回收周期为2.3 a,验证了智能化升级方案的可行性与经济效益.

基于i.MX6Q的低压配电台区智能终端关键模块的设计与实现

低压配电台区智能终端是承载配电物联网南北向的关键环节,是实现台区设备接入,数据采集和控制的关键设备,也是应用分布式边缘计算和物联网通信的关键节点.目前,在国家电网各网省公司低压台区大多数使用的是基于智芯公司软硬件平台的智能终端,并在公变台区大量使用,而在产权分界面以下的专变用户侧,由于成本原因该终端使用比较少.另外,智芯公司虽然提供完整的软硬件平台开发套件,但在底层核心模块及操作系统层面并未完全开放.为了实现专变客户低压台区用电信息采集,设备运行状态监测,智能控制与通信等功能于一体的二次设备,满足智能终端低成本,自主可控的要求,有必要进行基于其他通用架构的低压配电台区智能终端软硬件平台研究.本文基于i.MX6Q架构进行低压配电台区智能终端设计与实现,i.MX6Q核心板是一款成熟的工业级平台,具备4个Corte-A9内核,工作频率为1GHz,内存为1GB DDR3,存储为8GB e MMC Flash,处理器具备32/32KB一级缓存,1MB二级缓存,12000DMIPS(每秒运算12亿条指令集)的高性能运算能力.虽然i.MX6Q核心板具有良好的性能和扩展性,但为了满足低压配电台区智能终端的功能标准,重点在于串口扩展模块和交采模块2个关键子模块软硬件设计与实现.在串口扩展模块的软硬件实现上,硬件层面通过i.MX6Q核心板集成ST16C554串口芯片方法来扩展串口通信的能力,i.MX6Q采用WEIM总线与ST16C554相连,总线采用8位并行数据格式D0～D7,地址线使用低3位A0～A2,使能引脚和读写控制引脚(IOR和IOW)分别对应相连;软件层面,遵循硬件架构,按照Linux驱动设备树的编码规范,配置WEIM引脚和寄存器,优化WEIM驱动初始化流程,修改8250串口驱动对3路485和1路232串口的实现.在交采模块的软硬件实现上,硬件层面通过i.MX6Q主控芯片自带的SPI总线与ATT7022E交采芯片进行集成设计,SPI通过4线串行总线方式与交采芯片ATT7022E相连,其中SPI控制器为主控制器,交采芯片为从设备,数据传输过程由SPI控制器发起;软件层面,遵循硬件架构,按照Linux驱动设备树的编码规范,对SCLK时钟和SS片进行配置,实现驱动对交采芯片的数据传输,用户态层通过交采程序实现对低压台区用能数据的采集,分析,诊断.在实验1中,通过在智能终端上运行串口收发程序,电脑侧使用串口收发工具进行测试,在智能终端嵌入式系统启动后,在智能终端串口3即设备号为tty S2的串口上运行串口收发程序,在电脑上使用串口工具收发16进制报文.在智能终端上发送16进制报文为"11 22 33 44",可以看到在电脑串口工具上收到同样的报文;在电脑串口工具上发送16进制报文为"01 03 00 00 00 02 c4 0b",可以看到在智能终端上收到同样的报文.结果表明该终端串口扩展模块功能正常.在实验2中,使用精度为0.02级的标准源对智能终端模拟采样进行加量测试,额定电压为AC 220 V,额定电流为AC 5 A,对电压,电流和有功功率,无功功率2个场景进行测试,试验结果表明,本设计方案的高精度交采模块抗干扰性好,采样准确度高,测量精度符合DL/T721所要求的0.5级标准,达到了预期设计目标.本文基于i.MX6Q架构进行低压台区智能终端的设计工作,并重点介绍了2个关键子模块的实现方法,本方法在i.MX6Q的工程实践中尤其是基于Linux设备树下对接串口扩展芯片和交采芯片的应用中具有较好的指导意义.