一种用于配电物联网的边缘计算装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于配电物联网的边缘计算装置，包括控制模块、AI加速模块、通信模块、存储模块、安全模块、电源模块，所述控制模块分别与所述AI加速模块、所述通信模块、所述存储模块、所述安全模块、所述电源模块连接，所述AI加速模块与所述存储模块连接，所述电源模块分别与所述AI加速模块、所述通信模块、所述存储模块、所述安全模块连接。本实用新型专利技术赋予了配电网边缘计算能力，实现了配电台区数据的智能分析与决策控制的本地化处理，避免了大量感知数据发往配电主站，减轻了配电通信网络负载，降低了配电业务处理时延，满足配电终端新型业务实时性需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于配电物联网的边缘计算装置
本技术涉及配电物联网
，具体涉及一种用于配电物联网的边缘计算装置。
技术介绍
经济的快速发展导致配电网规模的不断扩大，供电质量、供电安全及稳定运行面临严峻挑战。物联网技术是解决这一挑战的关键技术这一，物联网技术与配电网的深度融合产生了配电物联网，实现了对配电网运行状态的全面感知和配电设备间互联、互通、互操作功能。为实现配电网精准控制，能源高效利用提供了基础。但另一方面，全面感知的配电物联网产生了大量的数据，而传统配电网需要将这些数据传输到配电主站集中处理，这一模式给配电通信网造成了极大的压力，导致拥塞频率提升，配电业务延迟增大，降低了关键业务的实时性，尤其是对配电网异常和故障的及时准确及快速响应难以实现。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种用于配电物联网的边缘计算装置，在靠近配电终端的边缘侧增加计算能力，称为边缘计算。边缘计算是网络、计算、存储和AI加速能力的融合。边缘计算装置对从配电物联网收集到的数据就近处理，及时对配电异常情况作出响应，同时可进行AI智能分析配电网运行状态，对配电网做出实时控制。边缘计算装置的应用不仅实现配电感知数据的本地化处理，更可降低配电网数据传输延迟，提升配电业务实时性，从而提高供电可靠性和用户满意度。本技术通过下述技术方案实现：一种用于配电物联网的边缘计算装置，包括控制模块、AI加速模块、通信模块、存储模块、安全模块、电源模块，所述控制模块分别与所述AI加速模块、所述通信模块、所述存储模块、所述安全模块、所述电源模块连接，所述AI加速模块与所述存储模块连接，所述电源模块分别与所述AI加速模块、所述通信模块、所述存储模块、所述安全模块连接。进一步的，所述通信模块设有远程通信接口和本地通信接口。进一步的，所述远程通信接口包括以太网接口和EPON光纤接口。进一步的，所述本地通信接口包括RS485串行接口和PLC电力载波通信接口。进一步的，所述存储模块包括NANDFlash存储器和DDR3SDRAM存储器。进一步的，还包括USB传输模块，所述USB传输模块与所述控制模块连接。进一步的，所述电源模块包括电网电源接口和锂电池电源接口。本技术与现有技术相比具有如下优点：1、本技术赋予了配电网边缘计算能力，实现了配电台区数据的智能分析与决策控制的本地化处理。2、本技术避免了大量感知数据发往配电主站，减轻了配电通信网络负载，降低了配电业务处理时延，满足配电终端新型业务实时性需求。3、本技术配置AI加速模块，可提高配电网智能化水平，加快配电故障处理速度，提升供电可靠性和用户满意度。以下结合附图和具体实施例对本技术作详尽说明。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是配电物联网边缘计算架构示意图。具体实施方式实施例一：参见图1，一种用于配电物联网的边缘计算装置，包括控制模块1、AI加速模块2、通信模块3、存储模块4、安全模块5、电源模块6，所述控制模块1分别与所述AI加速模块2、所述通信模块3、所述存储模块4、所述安全模块5、所述电源模块6连接，所述AI加速模块2与所述存储模块4连接，所述电源模块6分别与所述AI加速模块2、所述通信模块3、所述存储模块4、所述安全模块5连接。参见图1，在本实施例中，存储模块4连接控制模块1和AI加速模块2，包括NANDFlash存储器和DDR3SDRAM存储器。DDR3SDRAM存储器作为内部存储器，是操作系统Linux与应用程序运行空间，也是AI加速模块2读写数据的缓冲区。NANDFlash存储器属于非易失性存储设备，用于存储应用程序、系统代码以及配网数据。为了节省存储空间，控制模块1将采集的数据压缩后存储在NANDFlash存储器中。参见图1，在本实施例中，通信模块3连接控制模块1，包含远程通信接口31和本地通信接口32。远程通信接口31完成智能终端与主站之间的数据通信，将本装置与配电通信网连接，实现与远端主站的通信。远程通信接口31包含两个物理接口：千兆以太网接口和EPON光纤接口。本地通信接口32完成本装置与所辖台区内的配电终端(如TTU、FTU和DTU等)之间通信，支持两种通信接口：RS485串行接口和PLC电力载波通信接口。根据实际配电终端的通信接口，采用PLC或RS485接入本装置。参见图1，在本实施例中，控制模块1连接其它所有模块，采用高性能双核ARMCortex-A55处理器，选用Linux作为多任务操作系统，负责控制其它模块的运行，并执行分析程序、任务调度、资源管理、数据备份等功能。系统加电后，控制模块1从NANDFlash存储器中加载Linux操作系统、各模块的驱动程序以及相关应用程序。控制模块1通过本地通信接口获取配电终端数据，发送控制命令；通过远程通信接口，连接配电主站，上传边缘计算结果，接受主站的控制命令。参见图1，在本实施例中，电源模块6连接其它模块，为其它各个模块供电，提供三种供电电压：5V，3.3V和1.8V。为保证本边缘计算装置运行的稳定性，并在电网断电情况下仍然提供决策分析能力，电源模块6采用电网电源接口和锂电池电源接口双路供电。正常情况下，电源模块6的电源输入来自电网220V输入，通过电压转换电路得到各模块供电电压。当电网发生故障，供电中断时，自动切换成锂电池供电，本装置可继续运行。参见图1，在本实施例中，AI加速模块2连接控制模块1和存储模块4，AI加速模块2采用Ascend310芯片，能够对多种人工智能算法进行硬件加速。控制模块1将需要AI加速处理的数据放到DDR3SDRAM存储器的特定区域中，并启动AI加速模块2。AI加速模块2通过DMA通道从DDR3SDRAM存储器中获取数据，进行加速计算，并将计算结果写回DDR3SDRAM存储器，然后利用中断功能通知控制模块1，控制模块1将结果融合到其智能分析中。AI加速模块2能大幅缩短AI计算任务的处理时间。参见图1，在本实施例中，安全模块5保证配电终端以及配电数据安全，配置国密认证专用加密芯片NRSEC3000，该芯片内置国密SM1/SM2/DES/3DES/RSA/SHA/AES算法引擎，能够执行数据加解密、数字签名、哈希运算等安全计算功能。控制模块1将需要进行安全运算的数据发送到安全模块5，安全模块5将运算结果返回控制模块1。在本实施例中，还包括USB传输模块，USB传输模块与控制模块1连接。USB传输模块用于连接外置的USB存储设备，还可以连接USB摄像头获得视频数据，以及连接USB无线网卡连接WiFi网络。本实施例对USB接口的数量不进行限定。本技术的应用模式如图2所示。基于边缘计算的配电物联网架构由三层组成：配电感知层、边缘计算层和配电主站层。本技术所述装置位于边缘计算层。向下通过本地通信接口与配电感知层终端连接，向上通过远程通信接口接入配电通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于配电物联网的边缘计算装置，其特征在于：包括控制模块(1)、AI加速模块(2)、通信模块(3)、存储模块(4)、安全模块(5)、电源模块(6)，所述控制模块(1)分别与所述AI加速模块(2)、所述通信模块(3)、所述存储模块(4)、所述安全模块(5)、所述电源模块(6)连接，所述AI加速模块(2)与所述存储模块(4)连接，所述电源模块(6)分别与所述AI加速模块(2)、所述通信模块(3)、所述存储模块(4)、所述安全模块(5)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于配电物联网的边缘计算装置，其特征在于：包括控制模块(1)、AI加速模块(2)、通信模块(3)、存储模块(4)、安全模块(5)、电源模块(6)，所述控制模块(1)分别与所述AI加速模块(2)、所述通信模块(3)、所述存储模块(4)、所述安全模块(5)、所述电源模块(6)连接，所述AI加速模块(2)与所述存储模块(4)连接，所述电源模块(6)分别与所述AI加速模块(2)、所述通信模块(3)、所述存储模块(4)、所述安全模块(5)连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于配电物联网的边缘计算装置，其特征在于：所述通信模块(3)设有远程通信接口(31)和本地通信接口(32)。


3.根据权利要求2所述的一种用于配电物联网的边缘计算装置，其特征在于：所述远程...

【专利技术属性】
技术研发人员：张菁，王化龙，吴宜聪，赵向辉，刘彬，覃思师，张华英，闫江毓，施又丹，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司，华北电力大学，
类型：新型
国别省市：广西;45