一种基于5G的边缘智能网关制造技术

本发明专利技术公开了一种基于5G的边缘智能网关，涉及边缘网关技术领域，包括FPGA主控、协议转换模块；协议转换模块用于将LoRa射频模块、485通信模块和振弦模块封装好的数据进行协议转换，转换为统一固定格式的数据协议，实现了多通道不同接口传感器数据并时采集；FPGA主控用于控制数据处理分析模块对转换后的数据协议进行算法分析和处理，实现了不同接口和类型传感器数据的关联性分析，为后续数据预警提供参考依据；FPGA主控还用于实时验证边缘网关与服务器的通信状态，数据处理分析模块还用于实时监测边缘网关的用电信息并进行分析，判断边缘网关用电是否正常，提示用户及时进行维修保养，提高工作效率。提高工作效率。提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G的边缘智能网关


[0001]本专利技术涉及边缘网关
，具体是一种基于5G的边缘智能网关。

技术介绍

[0002]当前检验检测业存在数据独立、分散、封闭等问题的限制，以致于难以融合工业互联网发展；检测设备或者传感器的传输协议多且兼容性差，通信接口各异，第三方解析能力弱，各类数据易出现异常值或故障导致无法整合，互联互通难，给检测数据的全面感知和互联互通带来障碍，异构设备数据接入的工具亟待开发；另一方面，“数据量大、信息量少”是当前检验检测业在工业大数据应用方向的突出问题，工业数据量爆发式增长，对带宽和时延的要求已不是传统的云计算系统可满足的；将大量数据上传到服务器端进行处理，再返回结果给设备，这个大闭环数据响应时延高，设备端数据的无法及时处理，网络拥塞对其影响大；因此，急需研究能够在网络边缘处理数据并快速作出反应的边缘计算关键技术，并针对数据隐藏价值的挖掘和应用手段，形成关键边缘设备的研发，实现面向生产的智能优化管控功能；为此，我们提出一种基于5G的边缘智能网关。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G的边缘智能网关，其特征在于，包括FPGA主控、数据处理分析模块、协议转换模块、GPS模块以及电源；其中用户端通过电脑将自行编写的模型算法传送到服务器，所述协议转换模块用于将LoRa射频模块、485通信模块和振弦模块封装好的数据进行协议转换，转换为统一固定格式的数据协议；所述FPGA主控与协议转换模块控制连接，用于获取协议转换模块转换后的数据协议，通过数据处理分析模块对转换后的数据协议进行算法分析和处理，并将分析处理完的数据通过5G通信模块传输至服务器；其中算法分析和处理表现为剔除明显错误、缺失的数据；所述服务器用于将接收到的数据通过用户端输入的自行编写的模型算法进行分析，判断对应数据是否出现异常，为用户提供数据预警通知；其中，所述模型算法包括各类数据的安全范围，所述安全范围由用户预设；所述FPGA主控还用于实时验证边缘网关与服务器之间的通信状态，根据通信偏值TP判断边缘网关与服务器之间通信是否正常；所述数据处理分析模块还用于实时监测边缘网关的用电信息并进行分析，根据电量异常系数WT判断边缘网关用电是否正常，所述GPS模块用于实时定位边缘网关的地理位置信息。2.根据权利要求1所述的一种基于5G的边缘智能网关，其特征在于，FPGA主控实时验证边缘网关与服务器之间通信状态的具体过程如下：FPGA主控按照预设验证周期发送验证配置消息至服务器，其中验证配置消息中包括第一信号质量门限；响应于接收到由FPGA主控发送的验证配置消息，服务器发送第二同步信号至FPGA主控；响应于监听到第二同步信号，由FPGA主控确定第二同步信号的信号质量，将第二同步信号的信号质量与第一信号质量门限进行对比，得到对应的质量差值Z1，将FPGA主控发送验证配置消息的时刻与FPGA主控再次监听到第二同步信号的时刻进行时间差计算得到响应时长XT；利用公式TX=1/(Z1
×
a1+XT
×
a2）计算得到通信系数TX，其中a1、a2为系数因子；将通信系数TX与预设通信阈值相比较，对通信偏值TP进行评估；若TP大于预设通信偏值阈值，则判定边缘网关与服务器之间通信异常，生成通信异常信号；所述FPGA主控用于将通信异常信号发送至用户的手机终端。3.根据权利要求2所述的一种基于5G的边缘智能网关，其特征在于，所述通信偏值TP的评估过程如下：若通信系数TX小于预设通信阈值，则自动倒计时，倒计时时长为T2时间，在倒计时阶段继续对通信系数TX进行监测，若再次监测到TX小于预设通信阈值，则倒计时自动归为原值，重新进行倒计时；否...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡泽超，孙圣，田代亮，雷彬，胡棋杨，
申请(专利权)人：中大检测湖南股份有限公司，
类型：发明
国别省市：