[發明專利]基于邊緣計算的數據采集裝置、系統及方法

在審

• 申請號: 202110016313.6
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112769822A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 王文瑞;吳波;馬娜;王振明;高楊德;魯方林;毛嘉;于劍峰;董斌;姜山;王恒
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;G06F9/50;G06F13/40;G06F13/42;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 鄔嫡波

1.一種基于邊緣計算的數據采集裝置，其特征在于，包括：接口組件、第一協議轉換器、數據存儲組件、邊緣處理器、邊緣應用組件、第二協議轉換器和通信組件；

所述接口組件與所述第一協議轉換器連接，所述接口組件用于接收傳感器發送的第一數據，所述第一協議轉換器用于將所述傳感器數據基于第一協議轉換為第二數據；

所述數據存儲組件分別與所述邊緣處理器和所述邊緣應用組件連接，所述數據存儲組件用于存儲所述第二數據以及轉發所述第二數據至所述邊緣處理器；

所述邊緣處理器與所述第二協議轉換器連接，所述邊緣處理器用于基于邊緣服務模型處理所述第二數據得到第一處理結果數據，所述邊緣處理器用于轉發所述第一處理結果數據至所述第二協議轉換器，所述第二協議轉換器用于轉發所述第一處理結果數據至所述邊緣應用組件，所述第二協議轉換器用于基于第二協議將所述第一結果數據轉換為第二結果數據，并轉發所述第二結果數據至所述通信組件；

所述邊緣應用組件與所述第二協議轉換器連接，所述邊緣應用組件用于基于所述第一處理結果數據進行相應操作；

所述通信組件與所述第二協議轉換器連接，所述通信組件用于轉發所述第二結果數據至云端服務器。

2.根據權利要求1所述的基于邊緣計算的數據采集裝置，其特征在于：所述通信組件還用于接收所述云端服務器發送的邊緣服務模型和邊緣計算模型，并轉發所述邊緣服務模型和邊緣計算模型至所述邊緣處理器。

3.根據權利要求1所述的基于邊緣計算的數據采集裝置，其特征在于：所述邊緣計算模型包括：基于隨機森林算法模型、基于變權理論的健康評價算法模型、基于NAR神經網絡的時間序列預測模型、基于小波分解的傳感器數據降噪模型。

4.根據權利要求1所述的基于邊緣計算的數據采集裝置，其特征在于：所述通信組件為：3G模塊、4G模塊、5G模塊、WIFI模塊、藍牙模塊、Lora模塊、ZigBee模塊、NB-IOT模塊中的任一種。

5.根據權利要求1所述的基于邊緣計算的數據采集裝置，其特征在于：所述接口組件包括：

USB接口、CAN接口、以太網接口、串行接口。

6.一種基于邊緣計算的數據采集系統，其特征在于，包括權利要求1至5任意所述的基于邊緣計算的數據采集裝置、傳感器和云端服務器，所述傳感器與所述基于邊緣計算的數據采集裝置通過接口組件連接，所述傳感器用于發送第一數據至所述基于邊緣計算的數據采集裝置，所述云端服務器和所述基于邊緣計算的數據采集裝置通信連接，所述云端服務器用于接收所述基于邊緣計算的數據采集裝置發送的第二結果數據。

7.一種基于邊緣計算的數據采集方法，其特征在于，包括以下步驟：

將所述接口組件與所述第一協議轉換器連接，基于所述接口組件接收傳感器發送的第一數據，基于所述第一協議轉換器將所述傳感器數據基于第一協議轉換為第二數據；

將所述數據存儲組件分別與所述邊緣處理器和所述邊緣應用組件連接，基于所述數據存儲組件存儲所述第二數據以及轉發所述第二數據至所述邊緣處理器；

將所述邊緣處理器與所述第二協議轉換器連接，基于所述邊緣處理器通過基于邊緣服務模型處理所述第二數據得到第一處理結果數據，所述邊緣處理器用于轉發所述第一處理結果數據至所述第二協議轉換器，所述第二協議轉換器用于轉發所述第一處理結果數據至所述邊緣應用組件，所述第二協議轉換器用于基于第二協議將所述第一結果數據轉換為第二結果數據，并轉發所述第二結果數據至所述通信組件；

將所述邊緣應用組件與所述第二協議轉換器連接，基于所述邊緣應用組件通過所述第一處理結果數據進行相應操作；

將所述通信組件與所述第二協議轉換器連接，基于所述通信組件轉發所述第二結果數據至云端服務器。

8.根據權利要求7所述的基于邊緣計算的數據采集方法，其特征在于：所述邊緣計算模型包括：基于隨機森林算法模型、基于變權理論的健康評價算法模型、基于NAR神經網絡的時間序列預測模型、基于小波分解的傳感器數據降噪模型。