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基于AI技术的通用网关及数据管理平台

本项目研发了一套完整的现场数据采集服务支撑技术，提供了数据采集集成服务的商业运营新模式。针对工业互联网建设过程中普遍存在的现场数据采集需求，整合了综合感知、AI智能处理、网络安全传输、数据质量管理和标准化输出等多个环节，把经过质量分析和标准化处理后的实时数据，作为产品对接到工业互联网应用平台的数据池，供后续数据处理和应用分析。整套技术包括4大模块：1）智能网关：基于具有AI能力CPU的智能网关，完成对多种传感信息的有效采集，并安全传输给数据前置云服务器；重点研究基于小目标的AI图像分类算法。2）AI模型管理系统：实现对智能网关中视觉AI感知中的模型计算和管理，该系统可以统一部署也可以部署的用户指定的内网服务器中。3）数据管理和标准化处理：数据有效性管理、数据质量评估、数据标准化和数据安全机制。4）智能运维：开发一套基于移动APP的智能运维系统，为运维人员提供有效帮助，提高效率、降低成本、保证系统运行质量和数据的有效性。如图所示，项目完成了对于现场数据的传感、传输、管理、输出和设备运维等一系列工程实现。应用范围: 1、智能网关：开发基于具有AI能力CPU的智能网关，完成对多种传感信息的有效采集，并安全传输给数据前置服务器。综合接入能力：包括有线传感器和特定的无线传感器、与现有系统的对接有效感知能力：实现基于图像的AI视觉感知能力，重点研究基于小目标的图像分类算法安全传输能力：提供4G、5G、NB-IOT的上行传输模块化替换提供安全的加密手段，保证数据安全现场调试配置能力：具有现场WiFi调试功能，方便安装和运维人员现场配置和检测软件和通信标准版本现场升级 2、AI模型管理系统需要实现对智能网关中视觉AI感知中的模型计算和管理，该系统可以统一部署也可以部署的用户指定的内网服务器中。样本管理能力原始样本管理、样本实例库分类和管理、检测样本管理等模型计算和管理算力管理：对算力的统筹，外部算力的对接等算法管理：自主开发算法的管理和调动，外部算法的调用和对接模型管理：包括模型的功能属性和已经应用的情况的统计分析设备管理设备的AI模型配置能力、AI推演过程的监控、AI推演结果的跟踪采集和分析 3、数据管理和标准化处理数据有效性管理监测数据是否按时上传、上传数据是否符合要求、是否为非法数据告警输出：把告警信息进行分类，并推送给相关的运维系统数据质量评估按照标准对现场采集数据进行多维度的质量分析，为后续数据应用提供参考依据数据标准化格式标准化：完善采集时间、地点、单位等属性，输出标准化：按照标准协议与工业互联网平台数据池进行对接数据安全区域性部署：可以应用户要求部署在其内网并行部署：可以通过并行部署，网关上联多个服务器，确保用户的可靠性需求数据回滚能力：可以应工业互联网平台要求对数据进行一定期限内的回滚，保证数据在一定时间段内不丢失 4、智能运维开发一套基于移动APP的智能运维系统，为运维人员提供有效帮助，提供效率、降低人员成本、保证系统运行质量和数据的有效性。运维人员管理对运维人员的信息、定位、工作状况管理巡检任务管理对部署的硬件和相关工作环境定期巡查的任务制定、下发、执行过程和结果的记录和管理临时故障处理对系统自动告警和现场突发状况的应急处理能力，包括人员调配、处理流程提示和建议、相关情况处置参考案例、后续统计追踪等。网关核心板实物照片

北京邮电大学 2021-04-10