一种通用型边缘计算智能终端装置的制作方法

本实用新型属于边缘计算智能终端技术领域，具体涉及一种通用型边缘计算智能终端装置。

背景技术：

在工业控制、电力系统、机械加工等传统工业中，都存在着过度依赖人力、生产质量低、生产时间长、产品效益低等缺点。近几年随着gprs(通用无线分组业务)、bds(中国北斗卫星导航系统)、iot(物联网)的发展，工业4.0概念的提出，工业由人力密集型向科技密集型转化。传统技术已经迫切需要和新兴技术结合，实现万物互联、智能工厂、智能生产、智能物流。但是，现有工业控制终端设备中，碎片化需求太多，数据分析、挖掘及处理均在远程服务器云端完成，现有的物联网采集控制器缺乏本地决策功能，完全依赖云端进行处理，会造成云端负荷大，难以做到及时准确及快速的需求响应，数据处理和事件响应，无法对多传感器采集到的数据进行实时边缘计算的问题，通用性差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种通用型边缘计算智能终端装置，其设计新颖合理，集数据采集、控制数据输出、网络仪器时间同步以及数据传输为一体，结构简单，实现万物互联，通过预先内置在flash中的控制逻辑，来实现简单的边缘计算，具有很强的通用性，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种通用型边缘计算智能终端装置，其特征在于：包括数据处理模块以及均与数据处理模块连接的数据采集模块、数据输出模块、温湿度传感器、flash存储器、授时模块和用于与上位机通信的通信模块。

上述的一种通用型边缘计算智能终端装置，其特征在于：所述数据采集模块包括模拟量数据采集模块和数字量数据采集模块。

上述的一种通用型边缘计算智能终端装置，其特征在于：所述数据输出模块包括模拟量数据输出模块和数字量数据输出模块。

上述的一种通用型边缘计算智能终端装置，其特征在于：所述通信模块包括以太网通信模块、rs485总线通信模块、can总线通信模块和gprs通信模块。

上述的一种通用型边缘计算智能终端装置，其特征在于：所述授时模块包括以太网授时模块、北斗授时模块、b码授时输入模块和用于向网络仪器发送时间同步信息的b码授时输出模块，以太网授时模块、北斗授时模块和b码授时输入模块与数据处理模块的输入端连接，b码授时输出模块与数据处理模块的输出端连接。

上述的一种通用型边缘计算智能终端装置，其特征在于：所述网络仪器包括示波器、电压源或信号发生器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置数据采集模块采集外部多路信息，满足数字信号和模拟信号的数据采集；通过数据输出模块控制多路外部仪器，实现对数字量仪器设备的控制以及对模拟量仪器设备的控制；结合以太网、北斗，和b码授时模块，提供网络对时、北斗对时，b码对时功能；通过以太网、gprs把数据发送到互联网，来实现万物互联；通过预先内置在flash存储器中的控制逻辑，来实现简单的边缘计算，具有很强的通用性，便于推广使用。

2、本实用新型通过设置温湿度传感器采集环境温湿度，当环境温湿度数据正常时，数据采集间隔正常；当环境温湿度数据异常时，数据采集间隔缩短，数据处理及时，避免异常环境中数据处理不及时的问题，快速对异常事件进行响应，可靠稳定，使用效果好。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，集数据采集、控制数据输出、网络仪器时间同步以及数据传输为一体，结构简单，实现万物互联，通过预先内置在flash中的控制逻辑，来实现简单的边缘计算，具有很强的通用性，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—数据处理模块；2—数据采集模块；3—数据输出模块；

4—温湿度传感器；5—flash存储器；6—通信模块；

7—上位机；8—授时模块；8-1—以太网授时模块；

8-2—北斗授时模块；8-3—b码授时输入模块；

8-4—b码授时输出模块；9—网络仪器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括数据处理模块1以及均与数据处理模块1连接的数据采集模块2、数据输出模块3、温湿度传感器4、flash存储器5、授时模块8和用于与上位机7通信的通信模块6。

需要说明的是，通过设置数据采集模块2采集外部多路信息，满足数字信号和模拟信号的数据采集；通过数据输出模块3控制多路外部仪器，实现对数字量仪器设备的控制以及对模拟量仪器设备的控制；结合以太网、北斗，和b码授时模块，提供网络对时、北斗对时，b码对时功能；通过以太网、gprs把数据发送到互联网，来实现万物互联；通过预先内置在flash存储器5中的控制逻辑，来实现简单的边缘计算，具有很强的通用性；通过设置温湿度传感器采集环境温湿度，当环境温湿度数据正常时，数据采集间隔正常；当环境温湿度数据异常时，数据采集间隔缩短，数据处理及时，避免异常环境中数据处理不及时的问题，快速对异常事件进行响应。

实际使用中，数据处理模块1采用了st(意法半导体)推出的基于arm架构、cortex^tm-m4为内核的stm32f4系列高性能微控制器，stm32f4系列微控制器集成了单周期dsp指令和fpu(floatingpointunit，浮点单元)，提升了计算能力，可以进行一些复杂的计算和控制。

本实施例中，所述数据采集模块2包括模拟量数据采集模块和数字量数据采集模块。

本实施例中，所述数据输出模块3包括模拟量数据输出模块和数字量数据输出模块。

需要说明的是，模拟量数据采集模块、数字量数据采集模块、模拟量数据输出模块和数字量数据输出模块均设置有若干个，实现外部多路信息采集、以及多个外部设备的控制。

本实施例中，所述通信模块6包括以太网通信模块、rs485总线通信模块、can总线通信模块和gprs通信模块。

本实施例中，所述授时模块8包括以太网授时模块8-1、北斗授时模块8-2、b码授时输入模块8-3和用于向网络仪器9发送时间同步信息的b码授时输出模块8-4，以太网授时模块8-1、北斗授时模块8-2和b码授时输入模块8-3与数据处理模块1的输入端连接，b码授时输出模块8-4与数据处理模块1的输出端连接。

实际使用中，b码授时输入模块8-3和b码授时输出模块8-4可采用syn1510型irig的b码授时模块或型号为ts6000的b码授时模块。

以太网授时模块8-1是通过以太网的ntp协议与时间源进行时间校准；北斗授时模块8-2是指设备通过我国的北斗卫星与时间源进行时间校准；b码授时是指设备可接受外部设备输入过来的授时信息与时间源进行时间校准，也可以输出b码授时信息给其它设备对时。

本实施例中，所述网络仪器9包括示波器、电压源或信号发生器。

本实用新型使用时，数据处理模块1对数据采集模块2进行输入电流信号和状态信号的采集，同时对数据输出模块3输出状态控制，若预先有存入的控制逻辑，可根据采集状态控制输出状态；若预先有存入数据解析协议格式，可自行解析符合协议的数据帧，上传结果；若预先有存入can总线数据id过滤规则，可自行根据id过滤掉符合规则的can总线数据帧；

进一步，数据处理模块1是整个系统的核心部件，完成设备工作参数的配置、采集数据上传和控制继电器输出、根据规则实现边缘计算。设备工作时，用户随时可以通过专用配置端口来配置设备的基本参数，如ip，端口、数据自动发送周期、状态控制逻辑、数据协议格式和can数据id过滤规则等；通信模块6，通过数字接口或者无线接口，把设备各种参数发送至上位机7的设备控制端和国际互联网；以太网通信模块对应的以太网接口、rs485总线通信模块对应的rs485总线接口和can总线通信模块对应的can总线接口，gprs通信模块对应gprs无线交换接口，所有接口可以被配置为设备控制模式或者数据透明传输模式，但是至少有一种数据接口要被保留为控制模式。在设备控制模式下，以太网接口通过modbustcp协议与设备交互数据，rs485总线采用modbusrtu协议与设备交互数据，can总线采用2.0协议与设备交互数据，gprs采用modbusrtu协议与设备交互数据。在数据透明传输模式下，被配置为透明传输接口的数据会自动转发到控制接口，控制接口的数据会自动转发到数据透明传输的接口，四种接口的对应关系预先存入flash存储器5中，通过预先内置在flash存储器5中的控制逻辑，来实现简单的边缘计算，减少云端负荷，做到及时准确及快速的需求响应，数据处理和事件响应。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。