CN116232808A - 一种基于边缘计算的智慧园区接入网关*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，涉及到数据网关技术领域，包括边缘计算网关设备、数据协议转换模块和第三方***，其特征在于：边缘计算网关设备的一端分别与智慧平台以及设备管理云进行连接，边缘计算网关设备的另一端与数据协议转换模块连接，且数据协议转换模块与第三方***连接。本发明通过边缘计算网关对智慧园区内各***的不同协议数据的集中采集和处理，极大提高了智慧平台与各第三方***的数据对接与开发速度，减轻了大量数据传输和解析给云端的压力，且通过自主可控的边缘计算技术，将大部分的云计算和存储资源部署在智慧平台的边缘，构建了局部的数据处理平台，解决了安全、高效和可控的需求。
Description
技术领域
本发明涉及数据网关技术领域，特别涉及一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***。
背景技术
现在的智慧园区的联网改造，在发挥重要作用。首先，联网改造可以实现园区各个业务部门的数据共享和共用，从而使园区的管理更加有序、高效和便捷。其次，联网改造可以及时采集和共享园区的运行数据，使智慧园区的决策和管理得到数据支持和可靠性保障。此外，通过联网改造，可以联网运行各子***，如消防***、监控***、能耗***、停车***等满足智能化智慧园区的运营和管理要求，帮助智慧园区的管理者更加精确的解决问题，实现增值服务，提高智慧园区的服务水平，因此，应用广泛、发展迅速。
同时，随着信息技术的飞速发展，智能化技术也在迅速发展中，因此，基于上述联网改造所能带来的有益效果，智慧园区、智慧社区更进一步地在全国广泛推广，并在园区和社区管理中已经建设了独立的***，如园区视频监控***、园区门禁及电梯控制***、消防***、园区停车***、环境监测***、能耗管理***。
但是，智慧园区运营商及数字孪生开发人员，想要将这类第三方***数据接入到自研平台，只能自行对接与开发，而现实情况下，大多数运营商及开发者并不具备硬件产品的对接与开发能力，如想使用第三方的***的数据，需一个***一个***做对接开发，耗时耗力，且各***软件都是本地运行，数据孤岛难以形成数据价值，数据不方便进行对接与统一输出，导致存在难以实现数据上云的问题。
为此，本申请提供了一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***来解决上述技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，通过边缘计算网关对智慧园区内各***的不同协议数据的集中采集和处理，极大提高了智慧平台与各第三方***的数据对接与开发速度，同时减轻了大量数据传输和解析给云端的压力，且通过自主可控的边缘计算技术，将大部分的云计算和存储资源部署在智慧社区等智慧平台的边缘，构建局部的数据处理平台，解决了安全、高效和可控的需求，并实现了智慧平台中的大部分服务和应用的落地实施。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，包括边缘计算网关设备、数据协议转换模块和第三方***，其特征在于：所述边缘计算网关设备的一端分别与智慧平台以及设备管理云进行连接，所述边缘计算网关设备的另一端与所述数据协议转换模块连接，且所述数据协议转换模块与第三方***连接，所述第三方***自身产生的数据通过所述数据协议转换模块传输到所述边缘计算网关设备中进行遥感数据的挖掘与处理，再把有用的数据通过统一的协议格式传输至智慧平台或设备管理云中。
作为进一步的优选方案，所述智慧平台包括智慧园区平台、智慧社区平台以及数字孪生开发平台。
作为进一步的优选方案，所述边缘计算网关主要由基础硬件模块、操作***模块以及功能模块组成，主要用于***间的数据接入、数据转换、数据处理、数据输出、设备控制和数据存储。
作为进一步的优选方案，所述边缘计算网关设备内的基础硬件模块包括存储器、网络接口、处理器以及内存器。
作为进一步的优选方案，所述边缘计算网关设备内的操作***模块包括Linux与openEuler操作***。
作为进一步的优选方案，所述边缘计算网关设备内的功能模块包括北向输出模块、远程管理与升级模块、加密认证模块、遥感数据挖掘与处理模块、接入***管理模块、视频算法模块以及视频网关模块。
作为进一步的优选方案，所述北向输出模块具有统一协议格式输出及选择输出协议格式的功能；所述远程管理与升级模块主要具有OTA升级及设备管理与维护功能；所述加密认证模块主要用于与云平台及北向输出的数据加密与连接认证功能；所述协议解析模块主要把协议转换模块传输过来的第三方***的数据进行协议解析；所述接入***管理模块主要管理接入的第三方***及第三方前端设备管理；所述视频算法模块主要用于加载不通分析算法以实现不同的需求；所述视频网关模块主要分为视频接入、视频转码、视频转发三部分，视频接入主要接入已存在的视频摄像机，视频转码用于将视频码流传输协议统一，视频转发用于视频流由内网转发到外网。
作为进一步的优选方案，所述数据协议转换模块是一种支持MQTT、TCP/IP协议传输的一种装置，具有MODBUS、CAN、开关量、RG45接口，支持MODBUS、CAN转RG45通讯，且支持开关量信号的输入与输出，主要用接入第三方***设备，负责第三方***的协议转换。
作为进一步的优选方案，所述第三方***包括但不限于视频监控、门禁、梯控、消防、停车、环境、能耗等***，且第三方***为园区已经建设或准备建设局域网内独立运行的***，并不设有无上云能力。
作为进一步的优选方案，所述第三方***通过所述数据协议转换模块传输到边缘计算网关设备中进行的遥感数据的挖掘包括：
S1、首先进行特征提取；
S2、其次统计特征分析；
S3、再次模型构建；
S4、最后可视分析。
综上，本发明相对于现有技术而言的技术效果和技术优点：
1、本发明实现了边缘计算网关对园区内各***的不同协议数据的集中采集和处理，极大提高了智慧园区、智慧社区、数字孪生等智慧平台与各第三方***的数据对接与开发速度，同时减轻了大量数据传输和解析给云端的压力。
2、本发明可实现将各***的数据对接与数据格式统一输出，并提供接口给智慧园区、智慧社区、数字孪生等智慧平台调用得以快速开发，且通过自主可控的边缘计算技术，将大部分的云计算和存储资源部署在智慧社区的边缘，构建局部的数据处理平台，解决安全、高效和可控的需求，实现智慧社区中大部分的服务和应用的落地实施。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的***结构示意框图；
图2为本发明的边缘计算网关的结构示意框图；
图3为本发明的智慧平台的示意框图；
图4为本发明的第三方***的示意框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：参考图1与图2所示的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，包括边缘计算网关设备、数据协议转换模块和第三方***，其中，所述边缘计算网关设备分别与智慧平台以及设备管理云连接，智慧平台包括但不限于智慧园区平台、智慧社区平台以及数字孪生开发平台，且所述边缘计算网关设备通过以太网接口与数据协议转换模块连接，数据协议转换模块与第三方***相连接，而第三方***自身产生的数据通过数据协议转换模块传输到边缘计算网关设备中进行遥感数据的挖掘与处理，再把有用的数据通过统一的协议格式传输至智慧社区及智慧园区等智慧平台或设备管理云等云平台中。
具体实施时，上述边缘计算网关主要由基础硬件模块、操作***模块以及功能模块组成，主要用于在本地局域网中运行，负责***间的数据接入、数据转换、数据处理、数据输出、设备控制和数据存储。
其中，边缘计算网关设备内的基础硬件模块为网关的技术硬件，主要包括存储器、网络接口、处理器以及内存器等；边缘计算网关设备内的操作***模块主要包括Linux以及openEuler等操作***；边缘计算网关设备内的功能模块主要由北向输出模块、远程管理与升级模块、加密认证模块、遥感数据挖掘与处理模块、接入***管理模块、视频算法模块、视频网关模块七部分组成。
北向输出模块具有统一协议格式输出及选择输出协议格式的功能；
远程管理与升级模块主要具有OTA升级及设备管理与维护功能；
加密认证模块主要用于与云平台及北向输出的数据加密与连接认证功能；
协议解析模块主要把协议转换模块传输过来的第三方***的数据进行协议解析；
接入***管理模块主要管理接入的第三方***及第三方前端设备管理；
视频算法模块主要用于加载不通分析算法以实现不同的需求，如人脸识别、烟火识别、消防通道占用识别等等；
视频网关模块主要分为视频接入、视频转码、视频转发三部分，视频接入主要接入已存在的视频摄像机，可调取视频摄像机的实时视频画面。而视频转码是为了让视频码流传输协议统一，达到视频码流传输协议指定协议输出；视频转发则主要用于视频流由内网转发到外网，解决了动态IP地址云平台无法访问视频资源的情况。
而上述数据协议转换模块是一种支持MQTT、TCP/IP协议传输的一种装置，该装置还具有MODBUS、CAN、开关量、RG45接口，支持MODBUS、CAN转RG45通讯，同时支持开关量信号的输入与输出，主要用接入第三方***设备，如道闸、门禁、消防报警主机等，主要用于负责第三方***的协议转换，在本实施例中，如MODBUS总线转RG45进行输出。
最后，上述的第三方***包括但不限于视频监控、门禁、梯控、消防、停车、环境、能耗、NVR/流媒体等***，且第三方***为园区已经建设或准备建设局域网内独立运行的***，并不设有无上云能力。
对于上述第三方***通过数据协议转换模块传输到边缘计算网关设备中进行遥感数据的挖掘与处理的具体操作步骤如下：
S1、首先进行特征提取：根据具体的指标要求，从遥测数据中获取不同特征维度的数据，并进行提取，以便进行后续分析。
S2、其次统计特征分析：主要涉及遥测数据的概率、离散、最大值和最小值等基本特征，以及相关性分析等。
S3、再次模型构建：使用典型的机器学习算法，对数据挖掘后的结果进行模型构建，以获取更加准确的遥测结果。
S4、最后可视分析：通过数据可视(DataVisualization)工具，将遥测数据进行可视化分析，从而形成数据连接，丰富数据可视分析效果。
综上所述，采用本发明中的边缘计算网关可实现各***的数据对接与数据格式统一输出，并提供接口给智慧园区、智慧社区、数字孪生等智慧平台调用得以快速开发，且通过自主可控的边缘计算技术，将大部分的云计算和存储资源部署在智慧社区的边缘，构建局部的数据处理平台，解决安全、高效和可控的需求，实现智慧社区中大部分的服务和应用的落地实施。
另外，根据上述内容可知，本发明还提供了一种面向智慧园区、智慧社区平台开发商开发者及云平台提供统一的数据接口的方法，可以通过简单的接口对接完成多个独立***的数据对接，并驱动独立***相关硬件工作。缩短智慧园区、智慧社区平台开发商开发者及云平台的开发周期。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，包括边缘计算网关设备、数据协议转换模块和第三方***，其特征在于：所述边缘计算网关设备的一端分别与智慧平台以及设备管理云进行连接，所述边缘计算网关设备的另一端与所述数据协议转换模块连接，且所述数据协议转换模块与第三方***连接，所述第三方***自身产生的数据通过所述数据协议转换模块传输到所述边缘计算网关设备中进行遥感数据的挖掘与处理，再把有用的数据通过统一的协议格式传输至智慧平台或设备管理云中。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述智慧平台包括智慧园区平台、智慧社区平台以及数字孪生开发平台。
3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述边缘计算网关主要由基础硬件模块、操作***模块以及功能模块组成，主要用于***间的数据接入、数据转换、数据处理、数据输出、设备控制和数据存储。
4.根据权利要求3所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述边缘计算网关设备内的基础硬件模块包括存储器、网络接口、处理器以及内存器。
5.根据权利要求3所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述边缘计算网关设备内的操作***模块包括Linux与openEuler操作***。
6.根据权利要求3所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述边缘计算网关设备内的功能模块包括北向输出模块、远程管理与升级模块、加密认证模块、遥感数据挖掘与处理模块、接入***管理模块、视频算法模块以及视频网关模块。
7.根据权利要求6所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述北向输出模块具有统一协议格式输出及选择输出协议格式的功能；所述远程管理与升级模块主要具有OTA升级及设备管理与维护功能；所述加密认证模块主要用于与云平台及北向输出的数据加密与连接认证功能；所述协议解析模块主要把协议转换模块传输过来的第三方***的数据进行协议解析；所述接入***管理模块主要管理接入的第三方***及第三方前端设备管理；所述视频算法模块主要用于加载不通分析算法以实现不同的需求；所述视频网关模块主要分为视频接入、视频转码、视频转发三部分，视频接入主要接入已存在的视频摄像机，视频转码用于将视频码流传输协议统一，视频转发用于视频流由内网转发到外网。
8.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述数据协议转换模块是一种支持MQTT、TCP/IP协议传输的一种装置，具有MODBUS、CAN、开关量、RG45接口，支持MODBUS、CAN转RG45通讯，且支持开关量信号的输入与输出，主要用接入第三方***设备，负责第三方***的协议转换。
9.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述第三方***包括但不限于视频监控、门禁、梯控、消防、停车、环境、能耗等***，且第三方***为园区已经建设或准备建设局域网内独立运行的***，并不设有无上云能力。
10.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智慧园区接入网关***，其特征在于：所述第三方***通过所述数据协议转换模块传输到边缘计算网关设备中进行的遥感数据的挖掘包括：
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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2023
- 2023-03-09 CN CN202310222097.XA patent/CN116232808A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN117097592B (zh) * | 2023-10-20 | 2023-12-15 | 南京科控奇智能科技有限公司 | 一种基于云计算的边缘计算网关 |
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