5G智慧网关一体机的制作方法

本发明涉及物联网，尤其是一种5g智慧网关一体机。

背景技术：

1、智慧网关是一种物联网技术，在多个领域都有广泛的应用。它是一种具有自主学习、智能分析和数据传输等功能的智能终端，可以实现设备与设备之间的互联互通，数据的采集、传输和处理等多种功能。智慧网关在智慧学校、智慧家庭、智慧物流等领域中具有广泛的应用。特别是在医疗中，智慧网关技术为传统医疗带来了新的革新，智慧网关通过引入互联网技术、物联网技术、人工智能技术等，将医疗数据的采集、传输和处理实现自动化和智能化。智慧网关还可以实现远程医疗服务，医生可以通过智能终端对患者进行远程诊疗、监测和管理，从而实现医疗信息的共享和协同，不同医疗机构之间可以实现医疗数据的互通和共享，提高医疗服务的效率和质量。

2、然而，智慧网关技术在远程医疗场景下也存在一些挑战和问题，例如现有技术专利cn 213130362 u提出了一种基于5g通讯的医疗数据传输系统，车载主机终端与医疗设备连接，采集患者医疗数据并通过外部连接的无线cpe实现医疗数据的远程共享。但该专利采用了单路传输技术，通过4g/5g自动切换在一定程度上保证了数据传输的质量但并未考虑在入网切换过程中所造成的短时传输不稳定，且该专利也未考虑主机终端长期运行可能出现的宕机问题。因此，现有的智能网关传输系统的数据传输稳定性较差。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术问题，本发明提供一种5g智慧网关一体机，用于解决现有的智能网关传输系统的数据传输稳定性较差的技术问题，提高了系统的可靠性。

2、根据本技术实施例的一个方面，提供了一种5g智慧网关一体机，包括：用于获取至少一个医疗设备发送的显示图像数据的数据采集模块、至少一个控制系统以及多个5g传输模块；

3、所述5g传输模块，用于与外部传输所述显示图像数据；

4、所述控制系统，连接于所述5g传输模块与所述数据采集模块之间，用于基于获取到的多个传输链路的网络状态信息，确定各所述传输链路的链路质量，并依据所述链路质量对所述传输链路进行分级；

5、将分级后的传输链路分配到其所包含的多个线程中，使各所述线程协同执行数据传输任务，所述数据传输任务用以指示将来自所述数据采集模块的显示图像数据传输到所述5g传输模块。

6、在一个可能的实现方式中，所述控制系统包括计算模块；

7、所述计算模块，用于根据所述网络状态信息中的网络设备之间的延迟信息，计算所述传输链路的针对网络端到端指标以及前端指标的富裕度；

8、根据所述网络状态信息中的网络传输过程中的时间误差、频率误差和相位误差，计算所述传输链路的针对时间误差指标、频率误差指标及相位误差指标的富裕度；

9、根据针对网络端到端指标、前端指标、时间误差指标、频率误差指标及相位误差指标的富裕度，计算所述传输链路的总体传输延迟系数，以作为所述传输链路的链路质量。

10、在一个可能的实现方式中，所述计算模块，还用于通过公式（1）计算针对网络端到端指标的富裕度，具体如下：

11、            （1）

12、其中，为针对网络端到端指标的富裕度；表示整个网络的最大允许延迟，其包括端到端信号传输中的所有延迟；表示当信号从远程端传递到5g核心网时所有l0/l1设备单元中的延迟的总值，l0表示物理层，l1表示信号处理电平层；表示当信号从远程端传递到5g核心网时l2/l3设备的所有元件中的延迟的总值，l2表示交换层，l3表示路由层；

13、通过公式（2）计算针对前端指标的富裕度，具体如下：

14、          （2）

15、其中，为针对前端指标的富裕度；表示前端段上所有l0/l1设备单元的延迟总值；表示前端传输段上允许的最大延迟；

16、通过公式（3）计算针对时间误差指标的富裕度，具体如下：

17、                           （3）

18、其中，为针对时间误差指标的富裕度，表示允许的最大时间误差；为时间误差；

19、通过公式（4）计算针对频率误差指标的富裕度，具体如下：

20、                            （4）

21、其中，为针对频率误差指标的富裕度，表示允许的最大频率误差；为频率误差；

22、通过公式（5）计算针对相位误差指标的富裕度，具体如下：

23、                            （5）

24、其中，为针对相位误差指标的富裕度，表示允许的最大相位误差；为相位误差；

25、通过公式（6）计算总体传输延迟系数，具体如下：

26、         （6）

27、其中，为所述传输链路的总体传输延迟系数。

28、在一个可能的实现方式中，所述控制系统还包括线程控制模块；

29、所述线程控制模块，用于将其链路质量达到预设的第一级条件时所对应的传输链路分配到第一线程中，使利用所分配的传输链路传输所述显示图像数据；

30、在第二线程中，同步读取数据传输过程中的数据队列指针；以及，

31、在第三线程中，重复计算所述第一线程所使用的传输链路的链路质量。

32、在一个可能的实现方式中，所述线程控制模块，还用于当在第三线程中计算到所述第一线程所使用的传输链路的链路质量未达到所述第一级条件，但达到预设的第二级条件时，则利用所述第一线程所使用的传输链路与所述第二线程所分配到的其链路质量未达到所述第一级条件的传输链路，进行数据的交替传输。

33、在一个可能的实现方式中，所述线程控制模块，还用于当在第三线程中计算到所述第一线程所使用的传输链路的链路质量未达到所述第二级条件时，则断开所述第一线程所使用的传输链路，由所述第二线程所分配到的传输链路进行数据传输，并在第三线程中，重复计算所述第二线程所使用的传输链路的链路质量；以及，

34、在第一线程中，重新计算当前各传输链路的链路质量，并进行质量分级，以重新部署数据传输任务。

35、在一个可能的实现方式中，所述线程控制模块，还用于当在所述第一线程中检测到存在达到所述第一级条件的传输链路时，将该传输链路分配到所述第一线程，并断开所述第二线程所使用的传输链路，使利用所述第一线程当前所分配到的传输链路进行数据传输；

36、在第二线程中，读取当前数据传输过程中的数据队列指针；以及，

37、在第三线程中，重复计算所述第一线程所使用的传输链路的链路质量。

38、在一个可能的实现方式中，所述线程控制模块，还用于当在所述第一线程中检测到存在未达到所述第一级条件，但达到所述第二级条件的传输链路时，将该传输链路分配到所述第一线程，使利用所述第一线程所分配的传输链路与所述第二线程所使用的传输链路进行数据的交替传输；以及，

39、在第三线程中，重复计算所述第一线程所使用的传输链路的链路质量。

40、在一个可能的实现方式中，所述控制系统还包括系统切换模块；

41、所述系统切换模块，用于获取各所述控制系统的状态信息，所述控制系统包括当前用以数据传输的主控制系统以及至少一个备用控制系统；

42、在所述主控制系统的状态信息满足预设的切换条件时，确定目标备用控制系统，并生成用于指示所述目标备用控制系统所在支路连通的控制信息，以及用于指示所述主控制系统所在支路断开的控制信息，以便利用所述目标备用控制系统进行数据传输。

43、在一个可能的实现方式中，备用控制系统，用于同步读取主控制系统在数据传输过程中的数据队列指针，并计算当前多个传输链路的链路质量，进行质量分级，使由所述主控制系统切换为目标备用控制系统时，利用所述目标备用控制系统中的多个线程继续执行数据传输任务。

44、本发明的有益效果体现在，本技术实施例提供的5g智慧网关一体机，该终端通过设置用于获取至少一个医疗设备发送的显示图像数据的数据采集模块、至少一个控制系统以及多个5g传输模块；所述5g传输模块，用于与外部传输所述显示图像数据；所述控制系统，连接于所述5g传输模块与所述数据采集模块之间，用于基于获取到的多个传输链路的网络状态信息，确定各所述传输链路的链路质量，并依据所述链路质量对所述传输链路进行分级；将分级后的传输链路分配到其所包含的多个线程中，使各所述线程协同执行数据传输任务，所述数据传输任务用以指示将来自所述数据采集模块的显示图像数据传输到所述5g传输模块，这样通过对所有传输链路的链路质量进行计算，充分考虑了5g通信的特性，利于提高链路传输的效率。同时，通过多线程与多链路的协同作用，实现数据传输的灵活切换，以保证数据传输的稳定性和效率，解决了现有的智能网关传输系统的数据传输稳定性较差的技术问题，提高了系统的可靠性。