一种基于USB的边缘计算设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于USB的边缘计算设备，包括核心计算模块，扩展计算模块，传感器模块与USB HUB底座模块，扩展计算模块及传感器模块分别通过USB HUB底座模块与核心计算模块电连接，核心计算模块包括有用于进行控制管理的主控节点设备与用于提供算力的移动运算设备，主控节点设备与移动运算设备通过USB HUB底座模块电连接。本实用新型专利技术具备强大的计算处理能力和可扩展性，以及极高的可用性和可靠性，同时具有构建成本低、占用体积小、能耗低，并且管理能力强、安装维护简便，并支持设备的远程监控，具有广泛的场景适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于USB的边缘计算设备
本技术涉及边缘计算设备
，特别是涉及一种基于USB的边缘计算设备。
技术介绍
随着物联网和人工智能的发展，以及5G(4G)无线网络的应用和普及，各种边缘设备的种类和数量迅速增加，比如城市摄像头和各类传感器设备等，这必将会有越来越多的数据在边缘端产生。因此如何对这些边缘端产生的数据进行实时计算处理，是实现边缘计算到边缘智能转变的关键，也是当前边缘计算设备面临的重要挑战。然而，当前边缘设备数据的处理方式，或是将其全部传送到云端/数据中心，然后利用云端计算资源集中处理，这种方式不仅受限于网络传输带宽，而且还会增长数据传送时延，因此很难满足边缘端实时处理的要求；或是利用边缘设备自身的计算能力，如使用智能摄像机对物体检测，使用线圈对机动车闯红灯拍照、使用雷达对城市管道探测等；或是为边缘计算单个设备配置多核ARM处理器、多核GPU、多核神经网络处理器NNIE和多核DSP等;或是为边缘采集设备配备一个微型电脑设备（比如树莓派）作为边缘计算设备等。目前这些处理方式，因受限于边缘单设备的计算能力限制，因此存在计算力不足、可靠性低、计算资源难以扩展、设备功能单一、同时缺乏5G及北斗(GPS)卫星通讯和地理位置信息定位，只能用于单一的数据采集或简单的数据处理，难以满足边缘端对复杂业务场景下的实时计算要求，比如对摄像头中移动物体的实时探测、识别、跟踪和认知。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的云计算受限于带宽，而边缘运算算力不足的情况，提供一种基于USB的边缘计算设备，具备强大的计算处理能力和可扩展性，以及极高的可用性和可靠性，同时具有构建成本低、占用体积小、能耗低，并且管理能力强、安装维护简便，并支持设备的远程监控，具有广泛的场景适用性。利用本技术构建的基于USB的边缘计算设备集群，解决了目前边缘场景下对复杂业务进行实时计算处理时，需要对计算资源和计算能力进行可伸缩性和可扩展性需求时而缺少合适的边缘计算设备的问题。一种基于USB的边缘计算设备，包括核心计算模块，扩展计算模块，传感器模块与USBHUB底座模块，所述扩展计算模块及所述传感器模块分别通过所述USBHUB底座模块与所述核心计算模块电连接，所述核心计算模块包括有用于进行控制管理的主控节点设备与用于提供算力的移动运算设备，所述主控节点设备与所述移动运算设备通过所述USBHUB底座模块电连接，所述主控节点设备包括有处理器单元、USBType-C接口单元、软交换机单元、高速储存单元、摄像头接口单元、通信单元、定位单元、显示器接口单元与存储单元，所述USBType-C接口单元、软交换机单元、高速储存单元、摄像头接口单元、通信单元、定位单元、显示器接口单元及存储单元分别与所述处理器单元电连接。优选的，所述核心计算模块还包括有用于检测所述主控节点设备的主备节点设备，所述主控节点设备与所述主备节点设备通过USBHUB底座模块电连接，所述主备节点设备与所述主控节点设备相同。优选的，所述扩展计算模块包括若干个工作节点设备，所述工作节点设备包括有处理器单元及与处理器单元电连接的USBType-C接口单元、高速储存单元、摄像头接口单元、通信单元、定位单元、显示器接口单元、存储单元。优选的，所述传感器模块包括有传感器接口、视频监控摄像头与传感器组件，所述视频监控摄像头及传感器组件通过传感器接口与USBHUB底座模块电连接。优选的，所述USBHUB底座模块包括USBType-C插头模块、USB网络转换模块、USBHUB扩展模块及电源模块，所述USBType-C插头模块及USBHUB扩展模块通过所述USB网络转换模块与所述软交换机单元电连接，所述电源模块为所述USBType-C插头模块、USB网络转换模块及USBHUB扩展模块供电。优选的，所述电源模块包括有蓄电池组、太阳能接口与风扇接口，所述太阳能接口及风扇接口分别与蓄电池组电连接。优选的，所述通信单元为5G/4G模块，所述定位单元为北斗/GPS模块，所述显示器接口单元为微HDMI接口。本技术的有益之处在于：1.具备边缘端随需扩展的移动计算能力；2.极大降低了数据中心/云端的计算负载，减缓网络带宽压力；3.本设备连接或自带多种传感器，具备先天的边缘多模数据融合能力；4.本设备支持远程监控和运维，即云端利用5G（4G）网络实时监控边缘设备的运行状态和资源使用情况；5.本技术使用的是成本相对低廉的移动计算设备，具有实施成本低、空间体积小、能耗低的特点，具备很强的综合性价比和可实施性。附图说明图1为其中一实施例一种基于USB的边缘计算设备结构示意图；图2为主控节点设备和/或主备节点设备电路模块示意图；图3为USBHUB底座模块电路模块示意图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1~2所示，一种基于USB的边缘计算设备，包括核心计算模块1，扩展计算模块2，传感器模块3与USBHUB底座模块4，所述扩展计算模块2及所述传感器模块3分别通过所述USBHUB底座模块4与所述核心计算模块1电连接，所述核心计算模块1包括有用于进行控制管理的主控节点设备11与用于提供算力的移动运算设备12，所述主控节点设备11与所述移动运算设备12通过所述USBHUB底座模块4电连接，所述主控节点设备11包括有处理器单元111、USBType-C接口单元112、软交换机单元113、高速储存单元114、摄像头接口单元115、通信单元116、定位单元117、显示器接口单元118与存储单元119，所述USBType-C接口单元112、软交换机单元113、高速储存单元114、摄像头接口单元115、通信单元116、定位单元117、显示器接口单元118及存储单元119分别与所述处理器单元111电连接。具体的，在本实施例中，所述核心计算模块1是对本技术方案设备进行管理及提供计算资源和计算能力的基础模块，扩展计算模块2是用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于USB的边缘计算设备，其特征在于：包括核心计算模块，扩展计算模块，传感器模块与USB HUB底座模块，所述扩展计算模块及所述传感器模块分别通过所述USB HUB底座模块与所述核心计算模块电连接，所述核心计算模块包括有用于进行控制管理的主控节点设备与用于提供算力的移动运算设备，所述主控节点设备与所述移动运算设备通过所述USB HUB底座模块电连接，所述主控节点设备包括有处理器单元、USB Type-C接口单元、软交换机单元、高速储存单元、摄像头接口单元、通信单元、定位单元、显示器接口单元与存储单元，所述USB Type-C接口单元、软交换机单元、高速储存单元、摄像头接口单元、通信单元、定位单元、显示器接口单元及存储单元分别与所述处理器单元电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于USB的边缘计算设备，其特征在于：包括核心计算模块，扩展计算模块，传感器模块与USBHUB底座模块，所述扩展计算模块及所述传感器模块分别通过所述USBHUB底座模块与所述核心计算模块电连接，所述核心计算模块包括有用于进行控制管理的主控节点设备与用于提供算力的移动运算设备，所述主控节点设备与所述移动运算设备通过所述USBHUB底座模块电连接，所述主控节点设备包括有处理器单元、USBType-C接口单元、软交换机单元、高速储存单元、摄像头接口单元、通信单元、定位单元、显示器接口单元与存储单元，所述USBType-C接口单元、软交换机单元、高速储存单元、摄像头接口单元、通信单元、定位单元、显示器接口单元及存储单元分别与所述处理器单元电连接。


2.如权利要求1所述的一种基于USB的边缘计算设备，其特征在于：所述核心计算模块还包括有用于检测所述主控节点设备的主备节点设备，所述主控节点设备与所述主备节点设备通过USBHUB底座模块电连接，所述主备节点设备与所述主控节点设备相同。


3.如权利要求2所述的一种基于USB的边缘计算设备，其特征在于：所述扩展计算模块包括若干个工作节点设备，所述工作节点设备包括有处理器单元及与处理器单元电连...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢磊，徐颖菲，李丽，廖威，丁路，
申请(专利权)人：成都智视慧语科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51