[發明專利]基于邊緣計算的物聯網組網系統及組網方法

在審

• 申請號: 201811501791.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109451040A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 王順志
• 申請（專利權）人: 王順志
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發明公開一種基于邊緣計算的物聯網組網系統及組網方法，通過終端設備發送場景數據到智能網關設備，所述場景數據包括傳感器采集的數值類數據和拾音器、攝像頭采集的流媒體數據；智能網關設備對接收的場景數據進行業務處理，負責上行和下行數據傳送；數據歸集平臺接收智能網關設備定期上報的數據并存入數據庫中，供智能算法平臺訓練優化算法文件，所述算法文件用于更新智能網關設備的智能決策模塊，以優化業務場景。本方案通過智能網關設備實現業務場景的邊緣計算，有效提高處理效率及實時性，并結合對智能網關業務算法模塊的更新，可靈活適配不同場景的業務需求及環境變化，提高智能網關的靈活性，且在中心或網絡出現故障時，保證終端場景業務正常進行，具有較高的實用及推廣價值。

技術領域

本發明屬于物聯網組網技術領域，具體涉及一種基于邊緣計算的物聯網組網系統及組網方法。

背景技術

現階段物聯網的數據處理方式主要為所有的數據都傳輸到云中心，由云中心完成計算過程，因此云中心需要實現物聯網所有場景的業務邏輯。隨著業務的擴展，云中心系統將越來越復雜，云中心計算平臺面將接入海量設備，進而將面臨帶寬不夠、功耗過高等難度挑戰，就目前的帶寬水平，無法支持設備到云端之間的數據傳輸，使得云計算中心實時返回決策也變成不可能的任務，過渡依賴云中心，會導致物聯網的效率達不到預期，特別是對延時要求嚴格的場景，物聯網部署變得毫無意義。

當物聯網場景端有大量攝像頭的視頻流數據接入時，例如，用于安全監控的場景下，攝像頭獲取用戶視頻并傳輸到云中心處理的過程，不僅需要高速帶寬傳輸大量無效數據，而且給云中心帶來巨大的負擔，云中心面臨著巨大的帶寬和計算壓力，并且由于視頻流傳輸問題，場景端難以得到云中心的實時響應，最終結果是處理成本高昂，處理時間長、效率低下。此外，現有的帶有AI處理SoC芯片的智能攝像頭售價遠高于普通的網絡攝像頭，并且AI功能單一無法更改，當業務場景變化時，需要額外的成本去更換終端設備和升級中心系統，且中心系統發生故障時，全網業務都無法正常進行。

發明內容

為解決中心帶寬和計算壓力過大，視頻數據處理延時以及場景端業務變化帶來的高成本設備更新和中心系統升級問題，本發明提出一種基于邊緣計算的物聯網組網系統及組網方法，配合數據歸集平臺和智能算法平臺，以較低成本提高場景端組網靈活性并降低數據處理延時。

本發明是采用以下的技術方案實現的：一種基于邊緣計算的物聯網組網系統，包括終端設備、音視頻處理設備、智能網關設備、數據歸集平臺和智能算法平臺；

所述終端設備發送場景數據到智能網關設備；所述終端設備包括傳感器、拾音器、控制器和攝像頭，其中，所述拾音器、攝像頭采集音視頻數據經音視頻處理設備處理后發送到智能網關設備；

所述智能網關設備對接收的終端設備場景數據進行業務處理，負責上行和下行數據傳送；

所述數據歸集平臺接收智能網關設備定期上報的數據或已有素材數據存入數據庫中，供智能算法平臺訓練優化算法文件，所述算法文件用于更新智能網關設備的智能決策模塊，以優化業務場景。

進一步的，所述智能網關設備包括系統控制模塊、輸入接口模塊、數據預處理模塊、n個業務算法模塊和通訊模塊，各模塊間通過管道傳輸數據，通訊模塊負責上行和下行數據傳送，智能網關設備接收原始場景數據并上行傳送至數據歸集平臺，控制指令下行發送給終端設備：

系統控制模塊用以管理智能網關所在星型網絡中所有終端設備、各程序模塊間的執行邏輯、模塊間數據流轉管道建立以及與智能算法平臺控制指令通信和程序模塊更新服務；

智能網關設備通過輸入接口模塊接收終端設備采集的場景數據，并通過輸入接口模塊校驗數據的合法性和完整性；

數據預處理模塊接收經校驗的有效數據，對原始數據進行業務封裝，并轉換為用于機器學習的業務數據；