基于无线传输的边缘控制一体机制造技术

本申请公开了一种基于无线传输的边缘控制一体机。该一体机包括机架类机箱和安装在背板上的如下组件：网络通信模块，提供无线接入、有线接入功能、无线上传、有线上传功能；计算模块，用于向边缘控制一体机所在的车站提供所需的运算功能；存储模块，用于为计算模块存储数据；工控类模块，用于对车站内的业务进行检测和控制；BMC模块，用于监控一体机上硬件资源的工作状态并报告异常情况，记录活动日志和错误信息；总线通信模块，通过以太网接口扩展出CAN总线和RS485总线接口；电源模块，用于为各个模块供电。本申请解决相关技术中车站的边端处理能力较弱的技术问题。能力较弱的技术问题。能力较弱的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于无线传输的边缘控制一体机


[0001]本申请涉及轨道交通控制领域，具体而言，涉及一种基于无线传输的边缘控制一体机。

技术介绍

[0002]在地铁车站（包括地铁停车场、车辆段、有轨电车站台、智轨站台等）的综合业务系统中，通过通信线路与车站内的风机、风阀、水泵、电扶梯、照明、空调、后备电源、门禁、闸机、温湿度二氧化碳传感器等设备通信，通过线缆实时采集这些设备的状态数据，通过边端设备的光纤网络接口上传至中心服务器，经过系统计算处理给出应对策略，再由光纤网络将控制指令下发到设备上，实现云边端设备的联动处理工业控制功能。
[0003]地铁车站跨度一般在数百米（乘客使用的公共区只是其中一部分，两端还有很大的设备和办公用房空间），部分设备处于轨行区隧道，距离车站可达数百米乃至上千米，所采用的通信方法需要考虑长距离下信号的衰减。地铁车站的通信线路一般在土建阶段预埋所需的线路，土建完毕后一般无法再铺设新的线路或调整现有线路，或成本极高。
[0004]数据采集后一般要上传中心处理，需要中心端配置高算力服务器，存储阵列，需要上传的带宽也有很高的要求；需要实时性比较强的操作时，效率不高；当网络断掉时，车站内业务无法运行；没有备用接入手段，智能化程度不高。
[0005]可见，地铁车站存在如下缺陷：1）需要实体线路连接各个系统内的设备，工期长、成本高、维护性差；2）不具备边端处理能力，网络故障时不能控制终端；3）智能化程度不高，不能支持移动端的接入。
[0006]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。<br/>
技术实现思路

[0007]本申请实施例提供了一种基于无线传输的边缘控制一体机，以至少解决相关技术中车站的边端处理能力较弱的技术问题。
[0008]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于无线传输的边缘控制一体机，包括机架类机箱和安装在机架类机箱内背板上的如下组件：网络通信模块，网络通信模块用于向边缘控制一体机所在车站内的终端设备提供无线接入和有线接入这两种接入方式、向边缘控制一体机提供与中心之间的无线上传和有线上传这两种数据上传通道；计算模块，计算模块与网络通信模块连接，用于向边缘控制一体机所在的车站提供数据处理、数据存储、资源调配、接入的终端设备的控制、网络组网拓扑、数据加密、集中告警、网络监控以及日志管理功能；存储模块，存储模块通过SATA接口与计算模块连接，用于为计算模块存储数据；工控类模块，工控类模块用于实现对车站内业务的检测和控制，车站内业务包括进行输入检测的PI业务和用于实现对外部各子系统的联动控制的PO业务，计算模块通过背板网口实时监控PI业务关联的各个端口的输入电平变化，实现对站内多系统的传感器采集，从而为控制各子系统提供数据支持，能够在不需要人工干预的情况下远程管理整台计算机系
统，通过与主板或外置模块交互，管理员可以对服务器进行关机、重启、安装操作系统等远程管理任务；BMC模块，用于监控一体机上硬件资源（如计算机的物理环境、操作系统运行状况、存储设备、网络接口等硬件资源）的工作状态并报告异常情况，记录活动日志和错误信息来帮助维护系统的稳定性和安全性；总线通信模块，通过以太网接口扩展出4路CAN总线和2路RS485总线接口；电源模块，电源模块分别与网络通信模块、计算模块、存储模块、工控类模块、BMC模块、总线通信模块以及背板上的其他模块连接，用于为网络通信模块、计算模块、存储模块、工控类模块、BMC模块、总线通信模块以及背板上的其他模块供电。
[0009]上述网络通信模块包括：5G通信模块和5G天线，5G通信模块与5G天线连接，5G通信模块和5G天线用于提供5G通信功能，将边缘控制一体机连接至互联网，实现手持移动终端接入功能；WIFI通信模块和WIFI天线，WIFI通信模块与WIFI天线连接，WIFI通信模块和WIFI天线用于为边缘控制一体机所在车站内的终端设备提供无线网络接入服务。
[0010]上述边缘控制一体机还包括：交换模块分别与电源模块、网络通信模块、计算模块、存储模块、工控类模块、BMC模块、总线通信模块以及背板上的其他模块连接，用于实现外部网络组网设备与内部功能模块之间的互联互通，通过背板的千兆以太网接口实现计算模块与所有终端设备之间的连接；交换模块提供三层网络的管理功能、对外提供多个万兆光口来连接上一站车站的计算模块和下一站车站的计算模块，实现数据的有线传输，若所在车站的计算模块发生故障，则交换模块将所在车站的数据发送至上一站车站的计算模块或下一站车站的计算模块，由上一站车站的计算模块或下一站车站的计算模块根据收到的数据做决策。本设计由于采用去中心化的设计理念，降低了数据对上传数据中心的带宽要求。
[0011]上述边缘控制一体机还包括：BMC模块，BMC模块分别与电源模块、交换模块以及计算模块连接，用于采集机箱内各模块的工作状态，并提供远程开关机功能。
[0012]上述机架类机箱的背板上具有用于安装扩展模块的第一类槽位集合和第二类槽位集合，第一类槽位集合分别与BMC模块、电源模块以及交换模块连接，第二类槽位集合分别与计算模块、工控类模块以及总线通信模块连接，第二类槽位集合支持板卡槽位的混插；第一类槽位集合中包括多个顺序排列的槽位、第二类槽位集合中包括多个顺序排列的槽位，在第一类槽位集合中位置相邻的奇偶两个槽位为一对姊妹槽位，一对姊妹槽位之间通过SATA、PCIE以及USB通讯总线互联。电源板卡、交换、BMC位置固定，其他业务板卡槽位可以实现混插。
[0013]上述边缘控制一体机还包括：业务板卡，业务板卡安装在第二类槽位集合的至少一个槽位上，用于对所在车站内的业务进行检测和控制。
[0014]上述业务板卡包括：DI业务板卡，DI业务板卡安装在第二类槽位集合的至少一个槽位上，通过背板上的网口与计算模块连接，以便于计算模块实时监控DI业务板卡的输入电平变化，DI业务板卡用于连接所在车站内的传感器；DO业务板卡，DO业务板卡安装在第二类槽位集合的至少一个槽位上，DO业务板卡与所在车站内的各子系统连接，并通过背板上的网口与计算模块连接，以便于计算模块实现对所在车站内各子系统的联动控制。机箱内各模块板卡固定位置的为第一类槽位，第二类槽位可以实现计算模块、DI\DO模块，总线通信模块混插，计算和存储必须在相邻的两个奇偶槽位里，位置相对有限制。
[0015]上述计算模块安装在第二类槽位集合中的一个槽位上，计算模块具备如下功能：
数据处理能力，即对数据进行处理和分析，并提供高速的数据传输和存储服务；边缘推理能力，即通过对数据进行实时推断和处理，提供数据分析和智能决策；多重安全措施和加密能力，即增强数据的可靠性和用户的隐私安全；网络管理和监控能力，即进行网络资源的配置和优化，以提升网络的性能和可靠性。
[0016]上述计算模块用于在传输数据的过程中使用AES算法、RSA算法以及ECC算法中的至少之一对待传输的数据进行加密后再传输。
[0017]上述边缘控制一体机用于向用户提供通过浏览器登录的配置页面，配置页面用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传输的边缘控制一体机，其特征在于，包括机架类机箱和安装在所述机架类机箱内背板上的如下组件：网络通信模块，所述网络通信模块用于向所述边缘控制一体机所在车站内的终端设备提供无线接入和有线接入功能、向所述边缘控制一体机提供与中心之间的无线上传和有线上传功能；计算模块，所述计算模块与所述网络通信模块连接，用于向所述边缘控制一体机所在的车站提供数据处理、数据存储、资源调配、接入的终端设备的控制、网络组网拓扑、数据加密、集中告警、网络监控以及日志管理功能；存储模块，所述存储模块通过SATA接口与所述计算模块连接，用于为所述计算模块存储数据；工控类模块，所述工控类模块用于对车站内的业务进行检测和控制，所述车站内的业务包括进行输入检测的PI业务和对外部各子系统进行联动控制的PO业务，所述计算模块通过背板网口实时监控PI业务关联的各个端口的输入电平变化；BMC模块，用于监控一体机上硬件资源的工作状态并报告异常情况，记录活动日志和错误信息；总线通信模块，通过以太网接口扩展出CAN总线和RS485总线接口；电源模块，所述电源模块分别与所述网络通信模块、所述计算模块、所述存储模块、所述工控类模块、所述BMC模块以及所述总线通信模块连接，用于为所述网络通信模块、所述计算模块、所述存储模块、所述工控类模块、所述BMC模块以及所述总线通信模块供电。2.根据权利要求1所述的边缘控制一体机，其特征在于，所述网络通信模块包括：5G通信模块和5G天线，所述5G通信模块与所述5G天线连接，所述5G通信模块和所述5G天线用于提供5G通信功能，并提供手持移动终端接入功能。3.根据权利要求2所述的边缘控制一体机，其特征在于，所述网络通信模块还包括：WIFI通信模块和WIFI天线，所述WIFI通信模块与所述WIFI天线连接，所述WIFI通信模块和所述WIFI天线用于为所述边缘控制一体机所在车站内的终端设备提供网络接入服务。4.根据权利要求3所述的边缘控制一体机，其特征在于，所述边缘控制一体机还包括：交换模块，所述交换模块分别与所述电源模块、所述网络通信模块、所述计算模块、所述存储模块、所述工控类模块、所述BMC模块、所述总线通信模块以及背板上的其他模块连接，用于实现外部网络组网设备与内部功能模块之间的互联互通，通过背板的千兆以太网接口实现所述计算模块与所有终端设备之...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正中，张辉，孔祥开，唐才荣，赵凤阳，汤小梁，王晓东，
申请(专利权)人：北京城建智控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：