5G边缘计算网关在车载物联网中的应用

5G边缘计算网关在车载物联网中的应用

王雷雷,宋伟,米娜

浙江简捷物联科技有限公司 浙江杭州 310012

摘要：智能总线系统加载越来越多的嵌入式系统，如主动安全警报系统、视频监控系统、360可视化系统、安全监控系统、智能规划系统、智能终端、旅客信息系统、旅客出纳系统、警报系统一些嵌入式系统没有无线通信功能，无法连接到云平台，使得公共交通公司难以远程运输；某些嵌入式系统中的视频、图像和数据需要上传到云平台，这需要越来越多的计算能力和网络带宽。公共交通公司希望通过安装嵌入式系统和减少不必要信息的下载来降低运营成本。

关键词：5G边缘计算网关；车载物联网；应用

引言

与传统云计算不同，边缘计算可以在接近访问设备的一端处理和存储数据，从而显着降低从访问设备传输数据的网络带宽需求为了更好地实现云计算中心的实时和短期数据处理，提出了边缘计算网关技术，将边缘计算技术与网关技术结合起来，以便在接入设备附近计算、存储和通信数据。边缘计算网关在传输数据之前对数据进行处理 这不仅有助于避免大量数据流入云数据中心，而且提高了云数据中心的数据处理效率。 因此，在物联网时代，比值计算网关迅速发展，由于其诸多优点而得到广泛应用，成为物联网的一个不可或缺的组成部分。本文对边缘计算网关从发展历程、标准评估、结构搭建、关键技术以及应用进展等方面进行了介绍，并对其未来发展进行了展望。

1.边缘计算产业的发展现状

随着行业垂直数字转型、企业云标准化以及工业互联网、远程医疗和汽车联网等方案的发展，边缘计算市场的需求继续快速增长。并行计算行业包括电信运营商、信息和通信技术供应商、OT供应商、云计算供应商、CDN制造商和行业解决方案供应商，而许多企业则从事并加速了并行计算电信运营商以5G网络在边缘云布局中的优势为基础，在产业生态方面发挥着重要作用，不仅建造了自己——甚至建造了5 GMC设备，而且还处理了toB行业的5 GMC应用方案。云计算提供商(ariyun、腾讯云等)。利用云的原有优势攻击云边缘，主云协调集成，与电信运营商MEC有一定的竞争。信息和通信技术供应商(华为、中兴、浪潮、联想、思科等)。在外围设备硬件和端到端解决方案方面具有优势。行业解决方案提供商通常侧重于轮廓计算的垂直应用方案。

2.边缘计算通用业务架构

指ETSI外围计算的通用企业体系结构，ETSI是位于无线网络和核心网络之间的外围计算系统，由外围云和外围计算服务器组成。其中，edge it服务器管理与边缘云相关的设施，该设施可以提供本地化的公共云服务，也可以连接到混合云的企业云。同时，边缘计算系统提供了支持部署和运行第三方应用程序的基于云的虚拟化环境。根据边缘计算行业联盟(ECC)发布的edge 2.0计算定义:边缘计算主要是云聚合节点在数据中心之外的扩展，主要包括三种类型的着陆:边缘云、边缘云和边缘网关；通过云协同和外围智能发展核心技能；软件平台必须考虑云体系结构和相关云技术，以提供实时智能和端到端协作等功能；平台-硬件平台必须考虑到异构计算能力。您可以看到边缘计算实际上由三种着陆形式组成:边缘网关、边缘云和云边缘。

3.5G边缘计算网关在车载物联网中的应用

3.15G边缘计算网关软件设计

5G边缘计算网关使用不同的通信协议连接各种载体日期。协议解决方案应用程序具有协议定制功能，可减少使用5G边缘计算网关时的过程开发。由网关协议配置界面、网关数据解析流程和外围设备捕获流程组成。使用网关协议配置接口将需要收集的信息和定义添加到网关协议配置中，然后根据接口配置信息自动生成协议配置文件。网关数据解析过程解析配置文件并将解析的参数节点和定义传输到外围捕获过程。外部供应商过程按照节点参数和定义的参数进行指定，然后通过通讯模块将报文传送给主控制单元。主控制单元根据业务需求处理、存储和加载数据，从而实现外围设备的自适应分辨率和数据采集。

3.2多维度数据融合功能

5G边缘计算网关采用协议自适应解决方案来收集车辆的运行信息、位置信息、前进道路等。此信息来自多个容易导致信息孤岛的系统，而5G边缘计算网关允许此数据与自身强大的处理能力相融合，例如对CAN数据采集设备的车辆状态数据进行组合分析，将数据在智能平面中的组合定位和报警数据在安全报警接口中的组合定位，以提高车轮路径、驾驶员驾驶行为等报警的准确性。

3.3安全管理服务

边缘计算是一种新的计算方式，它将计算能力分布到网络边缘的一侧，以确定部署的传感器和启动器所处的环境。在网络边界，需要足够的计算资源来为异构互联网流量提供解决方案。但是，网络边界限制了设备的计算和网络资源。使用边缘计算来提供有限资源的安全服务是一项挑战。因此，为了在专用网络中实现物联网设备的安全服务，边缘计算网关依赖于安全的微服务。为了保护来自本地网络的服务，在边缘计算网关上提供了一个安全的子网，以提供身份验证和许可证管理等功能，并确保专用环境中多个微服务的安全性。在实施安全网关时，安全管理模块是根据EdgeXFoundry Framework标准配置的，该标准基于edge computing micro service framework(edge computing framework)。测试结果表明，基于该框架的安全网关的数据传输延迟非常低，具有较高的安全级别。为此，边缘计算网关的安全管理服务是可行的，适用于局域网中的实时通信。

3.4物联网网关技术

传统的配电技术需要网关和传感器之间的两条有线线路:供电和通信电路(或电路连接)和构造块成本高昂且困难。5g边缘网关具有LORA 470 MHz芯片，允许传感器设备通过lora进行无线访问。借助也支持lora 470 MHz技术的无线烟雾功能和内置电池，您无需布线即可将无线烟雾直接安装到配线柜的天花板上。网关支持各种传感器节点、多种无线和电缆协议，并为仅用于计算的应用程序或用户提供一组统一的信息。基于物联网概念创建物联网网关的主要挑战是缺乏标准，因为每个传感器节点都可以与不同的协议通信，这使得开发通用网关成为一项复杂的任务，因为它与其他协议兼容，并解释了为什么特定功能物联网网关经常出现。边缘计算网关自诞生以来就为研究者所着迷，可以应用于许多行业。移动嵌入式设备收集多个低延迟检测传感器数据，并实时处理边缘计算程序，这些程序可由边缘计算网关划分为多个小程序。已处理的程序可以通过通信(例如B. Zigbee、蓝牙、RS485总线)上传到网关。最后，IoT网关利用缓存技术的功能将生成的数据分发到多个缓存云平台，在这些平台上可以从不同缓存云平台检索数据，以便实时监控传感器数据。

3.5推动边缘计算产业落地

为确保外围计算行业的发展，建议在标准体系建设、基础设施规划、边缘信息安全和外围生态等领域进行改进。边缘计算标准体系的开发始于高层规划，包括边缘计算核心技术的标准化、边缘计算应用程序接口、业务规则、数据格式标准和统一，以及为特定行业和应用程序设置边缘计算标准。边缘计算基础架构的构建必须具有区域或业务规模，以便与适当的建筑模型和相应的安装基础相匹配，从而防止节点转换，并建议制定相关政策，以便正确构建外围设备基础架构，从而确保资源共享和环保节能。完善边缘计算网络和信息安全机制，避免通信网络中断，提高垂直行业边缘计算应用的可靠性。构建计算外围生态系统促进了整个行业的合作，促进了边缘计算以行业形式的部署和发展，克服了行业障碍，完善了产业体系。今后5G年，网络体系结构将继续向云计算发展，构建集成数据网络是一个趋势。在场景中传输大量数据以用于各种数字化应用程序需要额外的计算能力，例如数据处理、存储、传输等。对于性能更高、功耗更低、成本更低的网络，可以在“一体式”领域研究边缘计算的发展情况，而不是当前最终用户边缘计算的发展情况。

结束语

本文介绍了边缘计算网关的功能选择和评价，并按时间顺序说明了主要技术。本文将边缘计算网关的应用进展分为各自行业类别的不同领域。与AI技术集成的边缘计算网关正在发展。但传统的边缘计算网关无线传输不再满足数字经济发展和智能工业发展背景下的实时和短期计算需求。因此，边缘计算网关在5G通信时代通过适当措施的有效性是亟待解决的一个重要问题。

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