新一代智能物联数据采集终端｜支持多协议融合与边缘计算

基于边缘计算的智能融合终端多协议通信方法及系统

本发明涉及智能融合终端通信技术领域,公开了基于边缘计算的智能融合终端多协议通信方法及系统.该方法通过在边缘节点部署协议自适应引擎,实时采集并解析通信链路的原始数据流,以模糊匹配方式动态识别当前协议类型.基于识别结果,系统动态加载对应协议解析模块,生成适配指令集,并通过协议转换中间层实现标准化数据帧封装.同时,系统监听链路状态,触发协议特征库的增量更新,实现无缝协议切换.该发明提升了通信兼容性与可靠性,满足工业物联网等高可靠性场景需求.

智能物联与宽带通信网络协同驱动的技术转化机制及产业化应用研究

本研究针对智能物联与宽带通信网络协同发展中的技术转化断层问题,系统构建了"理论建模-转化机制-应用路径"三位一体的研究框架.通过解析网络切片,边缘计算与协议栈优化的协同机理,提出"感知-传输-计算"深度融合的理论模型,揭示差异化服务承载与资源动态调度的技术本质.在此基础上,设计"基础层-平台层-应用层"递进式转化架构,最终在工业互联网,智慧城市等场景形成确定性网络保障与大规模设备协同管理能力.研究创新性体现于提出"蜂窝状"协同管理架构与"螺旋上升"标准迭代机制,并在港口无人化,农业物联网等典型场景验证技术普适性.

基于边缘计算的智能配用电综合接入及状态监测技术研究

随着电力物联网建设发展需求的增加,人们对接入网络的广泛互联,时延性能和计算能力提出了更高的要求.针对接入终端多样性和数据量大等特点,考虑在设备采集过程中多协议适配可信传输的问题,建立基于边缘计算的设备接入与集成技术,引入差分算法和路由算法,提出基于边缘计算的差分检测方法,构建智能配用电通信综合接入设备本地数据智能化处理与业务融合模型,并将接入模型进行了应用仿真验证.该系统实现了设备和主站云平台之间的数据高效稳定传输,与远程云计算方式对比,降低了数据实时传输量,提升了时延,能耗等性能,具有分布式,低延时,高效率以及缓解流量压力等特点,相较单纯的云计算更加高效,可为智能配电综合接入及状态监测提供技术基础.

广电网络与物联网融合的双向智能监测系统关键技术研究

为了破解传统广电网络单向传输局限与物联网设备海量接入需求之间的深层矛盾,实现基础设施资源的高效利用和智能化升级,文章探索了基于 DOCSIS 3.1/4.0 标准的上行链路优化机制,认知无线电频谱智能感知技术,多协议融合统一接入控制框架以及边缘计算驱动的智能网关架构等核心技术路径.研究了多模态传感器数据时空融合算法,分布式流处理实时智能分析引擎,数字孪生网络建模仿真优化以及自愈网络故障预测修复机制等关键技术实现方案.

面向工业制造的边缘网关系统关键技术研究与验证

随着物联网技术的不断提升,工业制造领域得到了快速发展。为了解决由此产生的海量设备的接入管理,以及爆发式增长的数据存储汇聚和处理分析等问题,需要一种新的技术分担核心网的负载压力。边缘网关系统使用边缘计算模式,在物理上靠近数据源处的网络边缘,融合通信-计算-存储(3C)能力就近提供边缘智能服务。所以面向工业制造的边缘网关系统关键技术的研究很有价值和必要,其中运用的边缘计算模式,作为关键技术从业务感知、分布式处理、自主控制、容错、隐私保护等方面都有应用。本文研究的主要工作如下:(1)设计了一种面向工业制造的边缘网关系统。该系统集成了蓝牙、WIFI、Ethernet、OPC、Modbus等多种异构网络通信协议,可以与不同协议的工业设备进行通信。边缘网关系统将接收到的数据根据属性进行协议转换和数据封装,然后集中汇合、分类和预处理,再通过标准化的API连接到互联网发送至远程网络控制平台服务系统进行数据管理,分析和共享,实现了数据的智能处理。同时本网关系统可对工业设备进行集中管理,实现了通信-计算-存储(3C)融合的物端智能管控。(2)提出了一种基于边缘网关系统的开销优化任务调度算法,该算法考虑边缘网关的计算资源消耗、能源消耗、时间消耗这三个因素,结合边缘计算模式,旨在最大限度得减少能源和时间开销,适用于在资源受限的场景下运行时延敏感性任务。本算法以一个异构分布式网络环境作为系统模型,分别计算本地执行和卸载执行任务的开销,从而制定整个系统的任务调度策略。通过仿真与随机卸载任务调度策略和基于交叉熵的优化方案这两种调度算法进行对比,证明了所提出的任务调度策略可有效减小系统开销,具有很大的实用性。(3)最后本文搭建了一种边缘网关系统进行研究验证,利用树莓派(Raspberry Pi)作为边缘节点,外接各种无线通讯模块,扫描并管理所管辖区域内的终端设备。异构终端可以根据需求传输视频、语音、数据等业务,边缘节点接收后进行数据的预处理,并发送到服务器端的数据中心。当终端发起业务请求时,边缘节点决策是否接受请求,为其分配相应的资源,并把结果反馈给终端设备。测试结果表明,本文设计的面向工业制造的边缘网关系统,可以有效的支持终端设备和海量数据的管理,达到了预期的设计目标。

基于边缘计算的数据采集装置及系统

本发明提供一种基于边缘计算的数据采集装置,系统及方法,接口组件与第一协议转换器连接;数据存储组件与边缘处理器和边缘应用组件连接;边缘处理器与第二协议转换器连接,边缘处理器用于基于边缘服务模型处理第二数据得到第一处理结果数据,转发所述第一处理结果数据至第二协议转换器,第二协议转换器用于基于第二协议将第一结果数据转换为第二结果数据,并转发第二结果数据至所述通信组件;通信组件与第二协议转换器连接,用于转发第二结果数据至云端服务器.本发明用于在边缘侧直接接入传感器实现对传感器数据的融合计算,存储,并将边缘计算的结果发送到云端服务器,进一步与云端服务器实现边云协同,能够有效降低数据传输的时延及带宽消耗.

多协议边缘计算网关研究与设计

针对传统云计算平台在智能制造设备信息集成系统开发中所面临的两大挑战:多源异构节点数据难以融合和设备数据处理高延时问题,采用基于"云-边-端"结构的边缘计算网关,改善传统云计算结构中生产设备与云平台直接连接的方式,设计基于CODESYS软PLC的多协议边缘计算网关,实现不同协议节点数据的融合,包括Modbus/TCP,Ethernet/IP,PROFINET,EtherCAT,Modbus/RTU,OPC UA等.并基于CODESYS RTE对Windows系统内核进行实时性改造与网络通信结构的优化,降低设备通信延时时间;建立工业物联网标准试验平台,进行边缘计算与传统云计算的对比实验,结果显示多协议边缘计算网关成功实现了多源异构节点数据的融合,相较于传统云计算,在数据处理和决策方面既大大降低了延时时间,又提高了可靠性.