高性能智能数据采集与边缘计算分析系统

一种基于边缘计算的智能通信数据处理与分析系统

本发明公开了一种基于边缘计算的智能通信数据处理与分析系统,属于通信优化技术领域,具体包括数据采集模块,数据处理模块,流量分配模块和长期监测模块:数据采集模块,部署于设备边缘,收集数据包信息并预处理;数据处理模块,根据采集的数据包信息计算链路平均延迟,最大带宽利用率和平均丢包率;流量分配模块,基于链路平均延迟,最大带宽利用率和平均丢包率计算结果调整流量分配比例;长期监测模块,持续监控链路性能并根据预设阈值动态调整流量分配;本发明实现了对通信网络的智能管理和优化,提高了数据传输效率和网络稳定性.

基于边缘计算的环境在线监测系统数据采集与分析

环境在线监测数据量爆发式增长,给网络带来了传输拥堵和计算复杂度加强等问题,数据在传输及计算中时延增大,给环境在线监测带来新的挑战.采用边缘计算在靠近数据源头的边缘侧对环境在线监测数据进行边缘处理,将监测数据的数据处理任务下沉至数据获取端,更加高效,实时.利用边缘计算的优势,减少响应时间,提升数据处理能力,减少网络带宽且能保证数据安全,具有高可靠,低延迟,高实时等优势,可以在高效处理的前提下优化数据整体质量,提高利用效益,具有较高的应用价值.

二次供水边缘数据采集系统设计与应用

随着城镇二次供水体系快速发展,推进和完善二次供水建设已成必然趋势.传统二次供水系统存在的实时响应差,数据交互安全性低,缺乏智能化分析等问题越来越难以满足现代供水系统高性能,高效率的需求.近些年,边缘计算逐步应用到二次供水领域中.边缘计算具有快速响应实时需求,数据传输成本及安全风险低,数据处理效率高等特点,为解决传统二次供水系统存在的问题提供了可行方案.本文针对上述边缘计算的需求,设计并开发了边缘数据采集系统.该系统包含边缘数据采集终端和数据采集服务器,能实现在网络的边缘产生,处理和分析数据.具有快速响应实时需求,降低数据传输成本及安全风险的优势,同时可以缓解云平台的网络压力.本文的具体工作如下: (1)设计了基于云边协同的边缘数据采集终端.首先,采用 Cortex-A7,STM32F103和S7-200等作为终端核心硬件,并以此为基础实现了对二次供水泵房内管网压力,用水流量,泵机状态等水务数据的实时采集,控制和存储;其次,制定了云边数据与算法模型交互格式,利用OpenSSL库实现了加密心跳同步;最后,通过云边协同的方式完成了边缘智能算法在终端上的周期智能调度,解决了边缘智能算法在边缘设备上的部署问题. (2)设计了基于线程池技术的数据采集服务器.首先,针对并发处理需求对线程池进行了动态优化,并采用互斥量与条件变量结合的方法以实现线程同步机制;其次,利用gSOAP工具完成了WebService接口开发,实现对终端数据的汇总与跨平台上传;接着,对系统功能模块和主界面进行设计;最后,验证了系统的有效性与并发性,解决了大量采集点数据的可靠,高效收集与转发的问题. (3)对边缘数据采集系统进行实际部署与应用,验证了上述方法和系统的可行性.目前该系统已在重庆市某二次供水小区完成部署运行,并通过云边协同的数据交互架构完成了数据采集,传输和边缘智能算法的运行.实测结果表明,系统能达到毫秒级别实时响应,重要数据传输有加密保护措施,边缘智能算法能正常调度运行.解决了传统二次供水系统中的实时响应差,数据交互安全性低和缺乏智能化分析的不足之处,并显著地提升了二次供水系统的运行效率和辅助决策支持能力,具有较高的实际工程应用价值,为未来二次供水系统可持续性发展提供了新的方向.

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.

基于边缘计算的智能仪表新型总线系统设计研究

本研究通过对海量数据采集与存储对云计算带来的容量,速率,时延等指标压力进行了分析,提出边缘计算在工业互联网应用的必要性.研究了边缘计算的特点及应用价值.提出了基于边缘计算的智能仪表新型总线设计方案,组网原理及实现方法.实验证明,通过将边缘计算设备与新型总线通信技术相结合降低了网络协同制造以及5G智能工厂环境状态数据采集,分析,控制系统设计难度和部署成本,充分发挥了边缘计算设备的实时性和灵活性,为工业互联网和中国数字经济的发展提供借鉴.