[发明专利]一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关

权利要求书

1.一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，包括技术架构单元、业务架构单元、部署架构单元以及安全防护架构单元；

所述技术架构单元包括连接层、数据层、应用层、通信层、链路层以及边-云协同层；

所述业务架构单元包括运行环境组件、设备交互组件、数据服务组件、网络连接组件、安全防护组件和智能应用；

所述部署架构单元包括系统部署、容器化部署、镜像制作、仓库、容器以及边缘智能服务平台部署；

所述安全防护架构单元包括内核层、系统层以及应用防护层。

2.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述技术架构单元中的连接层用于和底层设备进行通信，包括MODBUS TCP、MODBUS RTU、S7、Profinet、OPC UA在内的通信协议；数据层用于负责存储和处理设备数据、系统数据、计算数据，并负责与设备进行交互，同时通过分布式存储数据和命令，并对指令进行实时处理。

3.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述技术架构单元中的应用层用于提供边缘的数据智能分析与计算功能，为边缘智能网关提供计算规则引擎、实时算法模型、时间预警的基本数据计算功能，并为用户自定义的数据计算服务提供运行环境。

4.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述技术架构单元中的通信层用于建立、处理和维护边缘智能网关与云计算之间的关系，云平台中的应用通过通信层与边缘智能网关进行计算任务与计算结果的交互，边缘智能网关中的其他层为本层收集数据并发布至在本层执行的服务功能中，服务功能至少包括MQTT、HTTP、HTTPS、MODBUS SERVER、SNMP。

5.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述技术架构单元中的链路层支持5G链路；所述边-云协同层通过边缘端服务管理系统将函数计算、流数据分析、事件管理、机理/训练模型及其他应用以容器的方式下发部署到边缘节点，边缘节点通过各种组件对数据进行初步处理后将处理结果与数据上传到云平台进行进一步分析和管理。

6.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述业务架构单元支持Docker、Node.js、Python、TensorFlow的运行环境并内置有支持Modbus、OPCUA、S7的工业通信协议的设备交互模块和支持数据存储分发服务的数据池模块、支持HTTPS、MQTT的通信协的网络连接模块，提供可视化编程工具、计算公式编辑排、时间管理和网关管理应用，各模块之间通过API接口进行数据交互共享，部分API接口对外开放，为物联网边缘应用提供基础服务。

7.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述部署架构单元中系统部署用于将边缘智能网关功能相关的所有文件打包成压缩文件，通过部署脚本一键部署在网关中，将lib文件、可执行二进制文件拷贝到指定工作目录，然后设置程序的自启动。

8.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述署架构单元中边缘智能服务平台部署用于在云平台上建设对边缘智能网关节点统一管理的边缘服务产品，基于容器技术构建与容器云产品一致的边缘侧应用全生命周期管理，并提供开放接口，在边缘侧承载云平台应用部署、网关缺省应用以及第三方应用。

9.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述安全防护架构单元中内核层用于提供包括对内核的安全增加，以及网络报文的安全管理；系统层负责提供基础的安全服务，以及对应用的安全支撑；应用防护层用于提供系统应用完成对系统配置、身份认证的管理，为业务应用提供安全通信组件。

10.根据权利要求1所述的一种高度集成的基于云边协同的边缘智能网关，其特征在于，所述安全防护架构单元用于实现内核层安全、网络防护、安全审计、完整性检测、系统升级以及应用管理的安全防护。