一种基于5G传输到边缘计算网关
技术领域
本实用新型涉及计算网关技术领域，具体为一种基于5G传输到边缘计算网关。
背景技术
伴随着中国经济的快速发展，各类产业园区如雨后春笋般出现，传统园区往往是孤立的烟囱式子系统建设，数据不互通，业务难融合，使得用户长期面临着服务体验差、运营效率低、管理成本高、业务创新难等痛点。因此急需实现“由外源性的产业集聚向内生性创新经济引擎的产业业态转变”，这种转变主要体现在管理与服务能级的提升和园区特色品牌打造与模式输出。目前各类园区由于基础设施建设不完善，缺乏统一专业的园区现代化管理规划，因此园区管理方式落后，主要体现在：1、园区信息建设自成体系，信息化水平低，缺乏远程、集中控制方式，同时业务系统封闭运行，软硬件和数据库也相对独立，不能实现信息资源共享及数据的安全。这导致园区管理平台和入住企业平台不能交互，停留在能源信息孤岛状态，必然存在基础设施初步投入大，资源闲置浪费现状；2、园区管理局限于园区安防、消费等几个方面，没有覆盖到园区节能减排、能源管理、给排水管理等领域。在管理方式上处于被动状态，无法针对园区各类情况灵活调整管理策略。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于5G传输到边缘计算网关，同时根据运营实际情况进行参数积累、习惯性分析报表等，达到本平台技术结构的智慧化，通过分布在园区的大量数据感知终端以及基于边缘计算的智慧网关，采集现场数据并存储在本地，定时向云平台推送数据，云平台具备智能分析和分配诸如网络资源、存储资源、优先级、权限模块化等功能，各个模块借助区块链的底层加密技术原理和挖矿原理，从而实现对平台内各个系统管理的智慧化，建立统一数据库，强大的网络覆盖和统一的服务器群，对园区企业而言，提高管理效率、丰富决策依据、提高服务水平、加强园区企业和园区管理方的互动、促进园区更通畅的和周边社会、社区联接，展示、塑造、突出高科技园区形象提供强有力的支持，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于5G传输到边缘计算网关，包括有系统平台层、网络通信层、边缘计算应用层和感知设备层；
系统平台层：其包括有云化主站、光伏云平台、智慧能源服务平台、基于云计算和大数据的电力物联网基础平台(SG-IOT)和MapReduce大型数据集；
网络通信层：其包括有电力骨干光纤网、无线公网、电力无线专网和卫星通信；
边缘计算应用层：其包括有智慧能源服务、营销大数据应用、电动汽车服务、边缘计算服务器和能源计量服务；
感知设备层：其包括有台变侧和用户侧，所述台变侧包括有变压器、分支箱、台区总表和智能电容器，所述用户侧包括有采集器、能源路由器、充电桩、电表、水表、气表、热表、智能家居和光伏控制器，本设计主要由云-管-边-端四部分组成；云端主要包括各能源和通信主站、智慧能源服务平台和大数据处理中心；管为网络通信层，涵盖电力骨干光纤网、无线公网、电力无线专网和卫星通信等渠道；边为边缘计算应用层，包括智慧能源服务、营销大数据应用、信息采集与监控以及能源计量服务等；端则为感知设备层，主要包括台变侧和用户侧量部分设备运行数据信息的采集和通信，可改变传统封闭式计算架构过度依赖云端面临联接及传输成本巨大、通讯网络覆盖不全、网路拥堵导致性能下降、数据实时处理时延长等问题，云计算+边缘计算架构将计算、存储、通讯等前移至基础设施架构边缘，可以在一定程度上缓解云架构在成本、时延、数据分析方面压力。
进一步的，还包括有安全终端层、安全通道、安全接入区和安全业务访问层，所述安全终端层包括有营销采用业务终端、运检配电采集终端、内网移动业务应用、视频类终端和其他采集类，所述安全接入区包括有通信前置、信息安全网络隔离装置和I型安全接入网关，所述安全业务访问层包括有通信后置和信息内网应用服务系统，所述安全终端层与安全通道双向电连接，所述安全通道与通信前置双向电连接，所述通信前置与信息安全网络隔离装置双向电连接，所述信息安全网络隔离装置与I型安全接入网关双向电连接，所述I型安全接入网关与通信后置双向电连接，安全终端层：采用简单身份验证和安全层(SimpleAuthentication and Security Layer，SSAL)协议实现业务系统终端的身份鉴别、报文传输加密等安全功能。网关需要与终端(配置安全芯片)、通信前置和通信后置联合部署；过渡期间需将网关配置成白名单方式，允许部分终端进行明文传输，安全通道：负责接入终端通信连接的建立、链路的保持和应用报文的转发，安全接入区：负责SSAL协议解析、封装以及报文转发，隔离装置：通过SSAL协议进行报文过滤和网络隔离，实现信息内外网之间的安全数据交互。可配置为支持SSAL协议、698.45协议模式。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本基于5G传输到边缘计算网关，具有以下好处：
1、改变传统封闭式计算架构过度依赖云端面临联接及传输成本巨大、通讯网络覆盖不全、网路拥堵导致性能下降、数据实时处理时延长等问题，云计算+边缘计算架构将计算、存储、通讯等前移至基础设施架构边缘，可以在一定程度上缓解云架构在成本、时延、数据分析方面压力。
2、依据任务需求或设备自身性能判断决定信息是否传回传感器、网关、或云端加工处理，边缘计算为边缘设备提供计算能力，实现实时性业务的处理；云计算提供实现数据的整体处理和分析，提供最终的应用能力。
附图说明
图1为本实用新型平台架构图；
图2为本实用新型网络网管分层配置图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于5G传输到边缘计算网关，包括有系统平台层、网络通信层、边缘计算应用层和感知设备层，还包括有安全终端层、安全通道、安全接入区和安全业务访问层，所述安全终端层包括有营销采用业务终端、运检配电采集终端、内网移动业务应用、视频类中端和其他采集类，所述安全接入区包括有通信前置、信息安全网络隔离装置和I型安全接入网关，所述安全业务访问层包括有通信后置和信息内网应用服务系统，所述安全终端层与安全通道双向电连接，所述安全通道与通信前置双向电连接，所述通信前置与信息安全网络隔离装置双向电连接，所述信息安全网络隔离装置与I型安全接入网关双向电连接，所述I型安全接入网关与通信后置双向电连接，安全终端层：采用简单身份验证和安全层(Simple Authentication and Security Layer，SSAL)协议实现业务系统终端的身份鉴别、报文传输加密等安全功能。网关需要与终端(配置安全芯片)、通信前置和通信后置联合部署；过渡期间需将网关配置成白名单方式，允许部分终端进行明文传输，安全通道：负责接入终端通信连接的建立、链路的保持和应用报文的转发，安全接入区：负责SSAL协议解析、封装以及报文转发，隔离装置：通过SSAL协议进行报文过滤和网络隔离，实现信息内外网之间的安全数据交互。可配置为支持SSAL协议、698.45协议模式；
系统平台层：其包括有云化主站、光伏云平台、智慧能源服务平台、基于云计算和大数据的电力物联网基础平台(SG-IOT)和MapReduce大型数据集；
网络通信层：其包括有电力骨干光纤网、无线公网、电力无线专网和卫星通信；
边缘计算应用层：其包括有智慧能源服务、营销大数据应用、电动汽车服务、边缘计算服务器和能源计量服务；
感知设备层：其包括有台变侧和用户侧，所述台变侧包括有变压器、分支箱、台区总表和智能电容器，所述用户侧包括有采集器、能源路由器、充电桩、电表、水表、气表、热表、智能家居和光伏控制器，本设计主要由云-管-边-端四部分组成；云端主要包括各能源和通信主站、智慧能源服务平台和大数据处理中心；管为网络通信层，涵盖电力骨干光纤网、无线公网、电力无线专网和卫星通信等渠道；边为边缘计算应用层，包括智慧能源服务、营销大数据应用、信息采集与监控以及能源计量服务等；端则为感知设备层，主要包括台变侧和用户侧量部分设备运行数据信息的采集和通信，可改变传统封闭式计算架构过度依赖云端面临联接及传输成本巨大、通讯网络覆盖不全、网路拥堵导致性能下降、数据实时处理时延长等问题，云计算+边缘计算架构将计算、存储、通讯等前移至基础设施架构边缘，可以在一定程度上缓解云架构在成本、时延、数据分析方面压力。
在使用时：边缘服务器设置的目标是使得边缘服务器之间的负载尽可能均衡，并且基站和边缘服务器之间的访问延迟最小。因此，电力物联网下的边缘服务器放置问题可以抽象为多目标约束优化问题，即任何两个边缘服务器之间负载差异最小化问题和访问延迟最小化问题，目标函数形式化如下：
T(l)＝min max(Ti-Tj)i，j∈S(1)
D(l)＝min max d(lb-ls)s∈S b∈E， (2)
式中：l∈L，l是一个包含K个边缘服务器放置位置的组合，L为所有可能的边缘放置位置的解集合；为边缘服务器i的工作负载，Ti的值表示边缘服务器之间负载均衡的程度，数值越小表示边缘服务器之间的负载差异越小，整体负载越均衡；D(l)为移动边缘设备访问边缘服务器的平均延迟时间，用基站和边缘服务器之间的距离来衡量，其数值越小，基站和边缘服务器之间的平局距离越短，那么边沿服务器的访问延迟则越小。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
