【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物联网，更具体地说，本专利技术涉及一种小型国产化算通融合的电力物联网设备。
技术介绍
1、近年来，电力行业智能化升级加速，使用智能化巡视系统替代传统的人工巡视的场景增多，智能巡视系统包含感知层、通信层、计算层、平台层四个主要部分，其中，信息传输的及时性、安全性以及计算的高效性、准确性对于智能巡视系统至关重要，然而，目前智巡系统的通信层、计算层还存在多项痛点。
2、在通信层，现有的窄带通信技术如nb-i ot虽然在远程抄表这一类单向数据传输场景应用广泛，但是在面向丰富的交互式场景时存在功耗高的问题，且依赖于电信运营商的的网络覆盖，运营成本相对较高，lora技术虽提供了一定的解决方案，但归属于美国semtech公司，非自主可控，在国内的应用存在诸多不确定因素，此外蓝牙技术也有传输距离短至10米以内、无线信号易受干扰和信号被他人窃取的问题，zigbee技术的传输距离则受环境和信道质量的影响，在室内环境下的传输距离为10-100米左右，在室外环境下的传输距离更短。
3、在计算层，目前电力系统中使用的智能计算机设备中的cpu、gpu和操作系统多为非国产化，且电力智巡场景中，视频智能分析所涉及的ai技术过多依赖于英伟达底层生态，同时，电力行业算法场景丰富，计算主机对于来自不同的服务厂商提供的算法兼容难，再加上计算设备体积大、发热高，其部署灵活性及运行稳定性受部署环境影响较大，这些限制显著影响了智能巡视系统的性能。
4、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。
技术实
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，由算通融合边缘计算盒和ai ot管理平台组成，ai ot管理平台用于整合功能模块，算通融合边缘计算盒包括国产化智能计算模块、国产化窄带通信模块、板级电源系统、rf天线和输入输出接口，智能计算模块用于处理前端摄像头的视频及图像分析和传感器上传的数据，国产化窄带通信模块用于将分析结果和传感器数据传输至业务平台，板级电源系统用于提供多电压输出，输入输出接口用于外接功能的实现和扩展，边缘计算盒通过无线窄带通讯技术与节点网关连接，实现了对摄像头视频流的实时拉取、传感器数据的读取及前端数据的实时分析，特别适用于电力行业变电站所的智能巡视系统。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，包括算通融合边缘计算盒和ai ot管理平台，算通融合边缘计算盒由国产化智能计算模块、国产化窄带通信模块、板级电源系统、rf天线以及输入输出接口组成，智能计算模块用于前端摄像头视频及图像分析，以及各类传感器设备上传数据的汇聚处理，国产化窄带通讯模块用于将视频分析结果以及传感器汇聚数据传输至业务平台，板级电源系统用于提供多电压支持和稳定电源，输入输出接口用于提供数据交换的途径、处理视频流、接收传感器数据和允许功能扩展，ai ot管理平台用于集成资源监控管理模块、事件管理模块、算法管理模块、摄像头管理模块和产品管理模块。
4、作为本专利技术进一步的方案，算通融合边缘计算盒的硬件结构尺寸为110*76*46mm，可以应对电力场景存在的部署空间狭小问题，外壳材料为铝合金材质。
5、作为本专利技术进一步的方案，国产化智能计算模块应用国产化低功耗智能计算芯片，该计算芯片配置为整机功耗不超过8w，提供4.8tops(i nt8)的算力，且该智能计算模块能够在-30℃至+70℃的温度范围内稳定工作。
6、作为本专利技术进一步的方案，国产化窄带通信模块应用国产化微功率无线通讯芯片，并结合面向应用定制化的通信组网协议，支持433mhz、470-510mhz的非授权频段和定制开发的230mhz、800mhz授权频段。
7、作为本专利技术进一步的方案，板级电源系统由多个国产dcdc芯片组成，支持外部8-20v的宽范围电压输入，提供可靠的5v、3.3v、1.8v、1.2v供电，保障整机的稳定运行。
8、作为本专利技术进一步的方案，边缘盒外部预留输入输出接口，rj45接口用于与前端摄像头的通信，拉取摄像头视频流，传输至智能计算模块分析，rs232接口及rs485接口用于与前端传感设备通信，获取传感器数据，传输至智能计算芯片处理，gpio接口用于外接功能的扩展预留。
9、作为本专利技术进一步的方案，aiot管理平台支持南向边缘设备接入和视频数据采集，北向与第三方业务平台对接，应用ai算法，对场景进行精准检测与识别，并将事件结果上报，同时提供算法模型一键下发和远程升级服务。
10、作为本专利技术进一步的方案，直流电源(dci n)与板级电源系统相连接，板级电源系统与国产化智能计算模块和国产化窄带通信模块相连接并为其供电，rf天线与国产化窄带通信模块相连接，国产化智能计算模块与国产化窄带通信模块相连接，并通过串行通信接口进行数据通信，国产化智能计算模块与rj45接口、rs232接口、rs485接口和gpio接口相连接。
11、作为本专利技术进一步的方案，aiot管理平台包括资源监控管理模块、事件管理模块、算法管理模块、摄像头管理模块、产品管理模块、并提供权限管理和安全认证功能，其中，资源监控管理模块包括业务舱看板单元、组件管理单元、行业大屏单元、数字大屏单元，事件管理模块包括智能告警单元、系统告警单元、事件联动单元，算法管理模块包括算法仓库单元、算法配置单元、算法升级单元、模型转换单元，摄像头管理模块包括算法仓库单元、算法配置单元、算法升级单元、数字大屏单元，产品管理模块包括算法仓库单元、算法配置单元、算法升级单元和数字大屏单元。
12、作为本专利技术进一步的方案，所述物联网设备特别适用于电力行业变电站所的智能巡视系统，智巡系统的前端设备包含摄像头及传感器，前端摄像头通过以太网与算通融合边缘计算盒相连接，传感器通过rs232、rs485总线与算通融合边缘计算盒相连接，算通融合边缘计算盒通过以太网与ai ot管理平台相连接，同时通过无线窄带通讯与节点网关相连接，节点网关就近业务系统部署，通过以太网与业务平台相连接，在ai ot管理平台上实施包括算法模型的上传、一键转换形成适用于国产算通融合边缘计算盒的算法模型、算通融合边缘计算盒设备的实时管理和绑定、前端摄像头和传感器设备的分配与绑定，以及算法模型的下发，在智能巡视系统中，所述算通融合边缘计算盒实现对摄像头视频流实时拉取、传感器数据的读取、前端数据的实时分析和结果的上传，以及工作人员能在业务平台上读取分析结果以便进行后续检修。
13、本专利技术一种小型国产化算通融合的物联网设备的技术效果和优点：
14、本专利技术实施了全国产化方案，从物理层至协议层均自主可控，增加的技术的安全性和可靠性，其次，本设备具有高可用性，与业务平台通信，不需要规划光纤线路，接上电源之后自动连接附近关节点，无需挖沟埋线铺设线缆，减少电缆费用，缩短施工周期，节省了人力物力财力，且设备故障和通信故障可通过ai ot管理平台快本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，包括算通融合边缘计算盒和AIoT管理平台，其特征在于，算通融合边缘计算盒由国产化智能计算模块、国产化窄带通信模块、板级电源系统、RF天线以及输入输出接口组成，国产化智能计算模块用于前端摄像头视频及图像分析，以及各类传感器设备上传数据的汇聚处理，国产化窄带通讯模块用于将视频分析结果以及传感器汇聚数据传输至业务平台，板级电源系统用于提供多电压支持和稳定电源，输入输出接口用于提供数据交换的途径、处理视频流、接收传感器数据和允许功能扩展，AIoT管理平台用于集成资源监控管理模块、事件管理模块、算法管理模块、摄像头管理模块和产品管理模块。
2.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，算通融合边缘计算盒的硬件结构尺寸为110*76*46mm，外壳材料为铝合金材质。
3.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，国产化智能计算模块应用国产化低功耗智能计算芯片，该计算芯片配置为整机功耗不超过8W，提供4.8TOPS(int8)的算力，且该智能计算模块能够在-30℃至+
4.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，国产化窄带通信模块应用国产化微功率无线通讯芯片，并结合面向应用定制化的通信组网协议，支持433MHz、470-510MHz的非授权频段和定制开发的230MHz、800MHz授权频段。
5.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，板级电源系统由多个国产DCDC芯片组成，支持外部8-20V的宽范围电压输入，提供5V、3.3V、1.8V、1.2V供电。
6.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，边缘盒外部预留输入输出接口，RJ45接口用于与前端摄像头的通信，拉取摄像头视频流，传输至智能计算模块分析，RS232接口及RS485接口用于与前端传感设备通信，获取传感器数据，传输至智能计算芯片处理，GPIO接口用于外接功能的扩展预留。
7.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，AIoT管理平台支持南向边缘设备接入和视频数据采集，北向与第三方业务平台对接，应用AI算法，对场景进行精准检测与识别，并将事件结果上报，同时提供算法模型一键下发和远程升级服务。
8.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，直流电源(DCIN)与板级电源系统相连接，板级电源系统与国产化智能计算模块和国产化窄带通信模块相连接并为其供电，RF天线与国产化窄带通信模块相连接，国产化智能计算模块与国产化窄带通信模块相连接，并通过串行通信接口进行数据通信，国产化智能计算模块与RJ45接口、RS232接口、RS485接口和GPIO接口相连接。
9.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，AIoT管理平台包括资源监控管理模块、事件管理模块、算法管理模块、摄像头管理模块、产品管理模块、并提供权限管理和安全认证功能，其中，资源监控管理模块包括业务舱看板单元、组件管理单元、行业大屏单元、数字大屏单元，事件管理模块包括智能告警单元、系统告警单元、事件联动单元，算法管理模块包括算法仓库单元、算法配置单元、算法升级单元、模型转换单元，摄像头管理模块包括算法仓库单元、算法配置单元、算法升级单元、数字大屏单元，产品管理模块包括算法仓库单元、算法配置单元、算法升级单元和数字大屏单元。
10.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，特别适用于电力行业变电站所的智能巡视系统，智巡系统的前端设备包含摄像头及传感器，前端摄像头通过以太网与算通融合边缘计算盒相连接，传感器通过RS232、RS485总线与算通融合边缘计算盒相连接，算通融合边缘计算盒通过以太网与AIoT管理平台相连接，同时通过无线窄带通讯与节点网关相连接，节点网关就近业务系统部署，通过以太网与业务平台相连接，在AIoT管理平台上实施包括算法模型的上传、一键转换形成适用于国产算通融合边缘计算盒的算法模型、算通融合边缘计算盒设备的实时管理和绑定、前端摄像头和传感器设备的分配与绑定，以及算法模型的下发，在智能巡视系统中，所述算通融合边缘计算盒实现对摄像头视频流实时拉取、传感器数据的读取、前端数据的实时分析和结果的上传。
...【技术特征摘要】
1.一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，包括算通融合边缘计算盒和aiot管理平台，其特征在于，算通融合边缘计算盒由国产化智能计算模块、国产化窄带通信模块、板级电源系统、rf天线以及输入输出接口组成，国产化智能计算模块用于前端摄像头视频及图像分析，以及各类传感器设备上传数据的汇聚处理，国产化窄带通讯模块用于将视频分析结果以及传感器汇聚数据传输至业务平台，板级电源系统用于提供多电压支持和稳定电源，输入输出接口用于提供数据交换的途径、处理视频流、接收传感器数据和允许功能扩展，aiot管理平台用于集成资源监控管理模块、事件管理模块、算法管理模块、摄像头管理模块和产品管理模块。
2.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，算通融合边缘计算盒的硬件结构尺寸为110*76*46mm，外壳材料为铝合金材质。
3.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，国产化智能计算模块应用国产化低功耗智能计算芯片，该计算芯片配置为整机功耗不超过8w，提供4.8tops(int8)的算力，且该智能计算模块能够在-30℃至+70℃的温度范围内稳定工作。
4.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，国产化窄带通信模块应用国产化微功率无线通讯芯片，并结合面向应用定制化的通信组网协议，支持433mhz、470-510mhz的非授权频段和定制开发的230mhz、800mhz授权频段。
5.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，板级电源系统由多个国产dcdc芯片组成，支持外部8-20v的宽范围电压输入，提供5v、3.3v、1.8v、1.2v供电。
6.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，其特征在于，边缘盒外部预留输入输出接口，rj45接口用于与前端摄像头的通信，拉取摄像头视频流，传输至智能计算模块分析，rs232接口及rs485接口用于与前端传感设备通信，获取传感器数据，传输至智能计算芯片处理，gpio接口用于外接功能的扩展预留。
7.根据权利要求1所述的一种小型国产化算通融合的电力物联网设备，...
【专利技术属性】
技术研发人员：马伟，倪佳巍，程坦，刘涛，
申请(专利权)人：中科海拓无锡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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