基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法技术

本发明专利技术提出一种基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法，在水库布设的包括传感器和摄像头的物联网终端搭载有5G模块，与移动终端在5G网络的环境中共同通过空口上传数据；当5GNR射频单元获取到数据以后，将物联网终端数据和用户智能终端数据一起通过光纤送到BBU上，经过基带板处理后，再转发给集中单元CU；集中单元CU通过IP报文的解析，区分上报数据的终端，将物联网终端和移动终端业务进行分流；将边缘计算单元部署在集中单元CU上，用于在水库业务近端对物联网终端上传的数据直接通过边缘计算处理。利用5G大带宽低时延海量连接的特点，延伸到水利行业中。并利用边缘计算能力进而高效处理水利行业中的视频监控问题、各类物联感知终端的数据问题。联感知终端的数据问题。联感知终端的数据问题。

【技术实现步骤摘要】
基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法


[0001]本专利技术属于智慧水库
，尤其涉及一种基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法。

技术介绍

[0002]现有的智慧水库设计方案当中，各类物联网终端及视频采集一般使用有线线缆传输到MCU（物联网关）并通过2G/4G/5G网络回传到物联网平台或是业务中台，处理相应的数据后，再将结果展示再各类应用平台或是客户的手持终端上。
[0003]可供参考的现有文献包括中国专利：202111620648.5、202111294428.8、202122303253.4、202111111420.3、202111060294.3、202110914133.X、202110868408.0等。
[0004]当前智慧水利
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智慧水库方案的主要缺点有：1）当前主流中智慧水库占比较重的视频业务均是采用的4G 网络作为回传网络，由于4G网络带宽受限无法承载高清，大像素的视频业务，导致智慧水库无法采用高清摄像头，且像素也只能选择在200万左右的参数。因此大部分智慧水库的视频只能采用定时开启摄像头，或者是拍照方式进行图像采集，从而实现现场监控。
[0005]2）当前水利水库业务所涉及到的传感器较多，一个水库往往就需要使用多个GNSS位移传感器、渗压传感器计，水位传感计，水温计，水质检测计，雨情计等物联网终端，如果是大型水库，则面临着物联网感知终端数量直线上升。因此如果只是使用4G回传，加上1）中的视频，则可能会出现网络负荷较大的情况。
[0006]3）公网和私网同步进行，导致事件触发和感知往往需要到远端才能检测到，并且公网数据和水库业务数据均是基于同一个站点上传，进一步加大了4G 网络的负荷（一般运营商在水库区域只会部署一个站点）。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足和空白，本专利技术提出一种基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法，利用5G 大带宽低时延海量连接的特点，延伸到水利行业中。并利用边缘计算能力进而高效处理水利行业中的视频监控问题、各类物联感知终端的数据问题。
[0008]本专利技术具体采用以下技术方案：一种基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法，其特征在于：在水库布设的包括传感器和摄像头的物联网终端搭载有5G模块，与移动终端在5G网络的环境中共同通过空口上传数据；当5GNR 射频单元获取到数据以后，将物联网终端数据和用户智能终端数据一起通过光纤送到BBU 上，经过基带板处理后，再转发给集中单元CU；集中单元CU通过IP报文的解析，区分上报数据的终端，将物联网终端和移动终端业务进行分流；将边缘计算单元部署在集中单元CU上，用于在水库业务近端对物联网终端上传的数据直接通过边缘计算处理。
[0009]进一步地，所述边缘计算将处理获得的事件结果融合视频传输数据直接上传至基站，并在基站端做DPU 边缘化处理，并通过内部网络对接物联网平台。
[0010]进一步地，所述集中单元CU通过IP报文的解析，区分上报数据的终端，将物联网终端和移动终端业务进行分流的具体方式为：所述物联网终端和移动终端采用不同种类的SIM卡，将移动终端的SIM卡在切片1进行绑定注册，将物联网终端的SIM卡在切片2进行绑定注册，数据流从分布单元DU上报到集中单元CU上以后，集中单元CU通过基于不同的切片信息进行物联网终端和移动终端的业务分流。
[0011]进一步地，通过C
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RAN 的组网方式，将边缘计算单元部署在集中单元CU上。
[0012]进一步地，通过DPU+GPU构成的边缘计算节点合并到集中单CU 上，进行边缘计算处理，其中，DPU进行数据提取，处理解析，得出事件，GPU将图形数据进行处理渲染，并通过光纤一同上报给大坝安监系统；所述边缘计算节点将物联网设备的运行状态上报给物联网平台。
[0013]进一步地，所述边缘计算节点将分部在水库周边的物联网终端数据汇总后，根据实际水库容量，雨情分析以及大坝抗压分析进行计算，并结合视频回传数据进行对应，最终得出当前的运行状态，并上报给水库管理系统决策是否需要对告警信息进行巡检或其他水库管理活动。
[0014]进一步地，通过对不同的切片进行对应的QOS 速率保障绑定，使移动终端业务优先于物联网业务。
[0015]本专利技术及其优选方案所解决的问题包括：在水库业务近端直接通过边缘计算处理，将事件结果结合视频传输数据直接传到基站上，并在基站端做DPU 边缘化处理，并通过内部网络对接到平台上，完成智慧水库监测方案。不需要上到公网后再到平台上。降低网络的负荷度的同时提高处理效率。
[0016]为了后续智慧水库的进一步终端数量的需求，面对可能大量增加的物联网终端接入（例如可能会增加无人船，无人机，滑坡监测，泥沙监测等物联网感知终端），将回传网络替换承5G网络，实现终端大量的接入。
[0017]其有益效果包括：1、将物联网终端业务处理单元下沉到RAN（Radio Access Network，无线接入网）侧，从而实现边缘计算降低物联网平台以及大坝安监平台的计算能力，并将AI
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ON
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5G 方案合理地运用到水库场景中。
[0018]2、将环境中的物联网终端以及用户实体智能终端业务合并到一张网络上。能够减少成本的投入，并能够在水库范围内合理利用好5G网络资源。改变传统的有线方式接入物联网设备，采用无线方式进行传输，降低施工成本和运维成本。
[0019]3、基于该方案，水库能够通过5G网络的承载，进行摄像头监控的更新，可以替换升级成像素更大，更清晰以及覆盖范围更广的摄像头设备。同时基于对5G 网络资源的合理分配，保障各个业务的传输资源，确保数据的准确性。
[0020]4、可扩展性强，该方案能够适用于后期的整体水库的设备增加，需求增加以及客户流量增加等。该方案同样可以使用到其他水利工程方案，水利水库监管方案。
附图说明
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：图1为本专利技术实施例方案拓扑结构示意图；图2为本专利技术实施例物联网终端数据和用户智能终端数据分离示意图。
具体实施方式
[0022]为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：如图1、图2所示，本实施例提供方案的详细设计如下：1、考虑在水库场景中，有人（手持移动终端，如手机等）和物（包括传感器和摄像头的物联网终端）两种客户，但是这两种客户所面对业务类型并不一样，在本实施例中，采用通一张网络，让传感器和用户实体终端一起通过5G网络通过空口进行上传数据。
[0023]2、当5GNR 射频单元获取到数据以后，便将物联网终端数据和用户智能终端数据一起通过光纤送到BBU 上，经过基带板处理后，再转发给CU（Centralized Unit，集中单元）。
[0024]3、数据经过CU后，CU可以通过IP报文的解析，分析出是何种终端上报的。并将物联网终端和用户智能终端业务进行分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法，其特征在于：在水库布设的包括传感器和摄像头的物联网终端搭载有5G模块，与移动终端在5G网络的环境中共同通过空口上传数据；当5GNR 射频单元获取到数据以后，将物联网终端数据和用户智能终端数据一起通过光纤送到BBU 上，经过基带板处理后，再转发给集中单元CU；集中单元CU通过IP报文的解析，区分上报数据的终端，将物联网终端和移动终端业务进行分流；将边缘计算单元部署在集中单元CU上，用于在水库业务近端对物联网终端上传的数据直接通过边缘计算处理。2.根据权利要求1所述的基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法，其特征在于：所述边缘计算将处理获得的事件结果融合视频传输数据直接上传至基站，并在基站端做DPU 边缘化处理，并通过内部网络对接物联网平台。3.根据权利要求1所述的基于5G和边缘计算的智慧水库监测管理方法，其特征在于：所述集中单元CU通过IP报文的解析，区分上报数据的终端，将物联网终端和移动终端业务进行分流的具体方式为：所述物联网终端和移动终端采用不同种类的SIM卡，将移动终端的SIM卡在切片1进行绑定注册，将物联网终端的SIM卡在切片2进行绑定注册，数据流从分布单元DU上报到集中单元C...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖程鹏，陈友武，黄祖海，
申请(专利权)人：福建中锐网络股份有限公司，
类型：发明
国别省市：