一种5G边缘工业网关的制作方法

一种5g边缘工业网关
技术领域
1.本实用新型涉及电网监测技术领域，特别涉及一种5g边缘工业网关。


背景技术：

2.在中压配电线路中，经常出现各种故障，如断线、短路、过载、接地、漏电等。实际线路布线网络复杂，传统的单点式检测装置不能全面准确的检测故障的原因及位置。同时，因检测装置数量众多，主站需要处理大量原始数据，造成主站负荷较大，存安全隐患。另外，不同厂商的主站均需要开发相关数据计算模块，造成应用成本偏高，不利于推广。
3.现有同类配电线路检测装置如图1所示，通过传感器获取监测点线路数据并对检测点数据简单处理后通过4g无线传输至远方主站，由于上传的数据仅包含该检测点的数据，对于部分故障类型，主站法发现故障或定位故障线路。为了解决这个弊端，这就需要主站通过大量的监测点数据来综合计算，增加了主站的开发工作量及运行负担，当数据量较大时，主站存在较大安全隐患。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种5g边缘工业网关，通过在现场测部署搭载高性能cpu的边缘处理器，能够实时计算现场侧各节点数据，达到快速检测各类线路故障的目的，同时减小主站压力，提高故障检测的实时性和准确度。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供如下方案：
6.一种5g边缘工业网关，包括数据采集模块、数据计算模块和数据发送模块；其中，所述数据采集模块的一端连接现场终端设备，现场终端设备连接传感器，所述数据采集模块的另一端连接所述数据计算模块，所述数据计算模块包括处理器和至少一个存储器，所述数据计算模块连接所述数据发送模块，所述数据发送模块包括5g模组，所述数据发送模块通过所述5g模组与主站通信。
7.优选地，所述数据采集模块包括串口和网口，所述串口通过串口芯片连接所述处理器，所述网口通过网络芯片连接所述处理器。
8.优选地，所述串口为db9串口，所述网口为rj45网口。
9.优选地，所述处理器为arm cortex
‑
a7处理器。
10.优选地，所述5g边缘工业网关包括第一存储器和第二存储器，所述第一存储器为lvddr，所述第二存储器为nandflash。
11.优选地，所述5g边缘工业网关还包括gps芯片，所述gps芯片连接所述处理器。
12.优选地，所述5g边缘工业网关还包括电源管理芯片，所述电源管理芯片连接电源接口。
13.优选地，所述5g边缘工业网关还包括复位调理电路，所述复位调理电路的一端连接所述处理器，所述复位调理电路的另一端连接微动开关。
14.本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
15.本实用新型实施例中，通过在现场侧部署5g边缘工业网关，能够实现对本地数据的实时快速采集处理，提高了获取数据的可靠性和故障检测的实时性，同时能够减小主站的计算压力，使得在同等硬件配置下，主站可以更快的处理和展示更大范围的现场数据。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是现有配电线路监测装置示意图；
18.图2是本实用新型实施例提供的5g边缘工业网关的系统结构示意图；
19.图3是本实用新型实施例提供的5g边缘工业网关的内部结构示意图；
20.图4是本实用新型实施例提供的5g边缘工业网关的应用场景示意图。
具体实施方式
21.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
22.本实用新型的实施例提供了一种5g边缘工业网关，如图2所示，所述5g边缘工业网关包括数据采集模块、数据计算模块和数据发送模块；其中，数据采集模块的一端连接现场终端设备，现场终端设备连接传感器，数据采集模块的另一端连接数据计算模块，数据计算模块包括处理器和至少一个存储器，数据计算模块连接数据发送模块，数据发送模块包括5g模组，数据发送模块通过5g模组与主站通信。
23.进一步地，如图3所示，数据采集模块包括串口和网口，串口通过串口芯片连接处理器，网口通过网络芯片连接处理器。优选地，串口采用db9串口，网口采用rj45网口。
24.进一步地，本实施例中的处理器采用arm cortex
‑
a7处理器，存储器包括第一存储器和第二存储器，其中第一存储器为lvddr，第二存储器为nandflash。所述5g边缘工业网关还包括gps芯片，gps芯片与处理器连接。
25.本实施例通过搭载arm cortex
‑
a7架构的高性能处理器及大容量存储器，在较低功耗下具有出色的运算能力，集成的5g模组，能够保证大数据量的上传实时性，内部集成的gps芯片，能够保证时间的精确度及可以获取网关的位置。大容量存储器可以对重要数据进行本地备份存储，内嵌的各个算法模块能够通过接收到的海量数据准确定位出各类线路故障。
26.进一步地，所述5g边缘工业网关还包括电源管理芯片和复位调理电路，电源管理芯片连接dc
‑
012电源接口，复位调理电路的一端连接处理器，另一端连接微动开关。
27.图4是所述5g边缘工业网关的应用场景示意图，具体工作流程如下：网关通过4g或lora等无线方式并行接收现场大量终端设备传输过来的线路实时数据，并对各数据进行整理，带入内嵌的算法模块中，算法模块计算完毕返回故障检测结果。当没有故障时，网关将个节点的实时状态数据上传至远端主站，当检测出故障发生时，会立即将故障信息上送至远方主站，网关与远方主站通过5g网络通讯，以提高数据实时性。
28.本实用新型所述5g边缘工业网关将大量数据的计算下沉到现场端，通过各节点数据综合分析，能够实时监控线路状态，达到对部分将要发生故障的早期预警及已发生故障的实时报警定位，使电力运维人员第一时间获知，及时抢修，减小损失并提升客户满意度。
29.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种5g边缘工业网关，其特征在于，所述5g边缘工业网关包括数据采集模块、数据计算模块和数据发送模块；其中，所述数据采集模块的一端连接现场终端设备，现场终端设备连接传感器，所述数据采集模块的另一端连接所述数据计算模块，所述数据计算模块包括处理器和至少一个存储器，所述数据计算模块连接所述数据发送模块，所述数据发送模块包括5g模组，所述数据发送模块通过所述5g模组与主站通信。2.根据权利要求1所述的5g边缘工业网关，其特征在于，所述数据采集模块包括串口和网口，所述串口通过串口芯片连接所述处理器，所述网口通过网络芯片连接所述处理器。3.根据权利要求2所述的5g边缘工业网关，其特征在于，所述串口为db9串口，所述网口为rj45网口。4.根据权利要求1所述的5g边缘工业网关，其特征在于，所述处理器为arm cortex
‑
a7处理器。5.根据权利要求1所述的5g边缘工业网关，其特征在于，所述5g边缘工业网关包括第一存储器和第二存储器，所述第一存储器为lvddr，所述第二存储器为nandflash。6.根据权利要求1所述的5g边缘工业网关，其特征在于，所述5g边缘工业网关还包括gps芯片，所述gps芯片连接所述处理器。7.根据权利要求1所述的5g边缘工业网关，其特征在于，所述5g边缘工业网关还包括电源管理芯片，所述电源管理芯片连接电源接口。8.根据权利要求1所述的5g边缘工业网关，其特征在于，所述5g边缘工业网关还包括复位调理电路，所述复位调理电路的一端连接所述处理器，所述复位调理电路的另一端连接微动开关。

技术总结
本实用新型公开了一种5G边缘工业网关，包括数据采集模块、数据计算模块和数据发送模块；其中，所述数据采集模块的一端连接现场终端设备，现场终端设备连接传感器，所述数据采集模块的另一端连接所述数据计算模块，所述数据计算模块包括处理器和至少一个存储器，所述数据计算模块连接所述数据发送模块，所述数据发送模块包括5G模组，所述数据发送模块通过所述5G模组与主站通信。本实用新型能够实时计算现场侧各节点数据，达到快速检测各类线路故障的目的，同时减小主站压力，提高故障检测的实时性和准确度。时性和准确度。时性和准确度。


技术研发人员：王婧 李朋朋
受保护的技术使用者：水木源华电气有限公司
技术研发日：2021.06.09
技术公布日：2021/12/3