2024智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)技術(shù)規(guī)范

AIoT智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)技術(shù)規(guī)范AIoT智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)技術(shù)規(guī)范AIoT智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)技術(shù)規(guī)范目錄AIoT智能緣網(wǎng)技術(shù)規(guī)范 11.適用范圍 12.規(guī)范性用文件 13.縮略語(yǔ) 1AIoT智能緣網(wǎng)技術(shù)規(guī)范 2邊緣網(wǎng)的特性 3邊緣網(wǎng)的系構(gòu) 3邊緣網(wǎng)硬件構(gòu) 4邊緣網(wǎng)軟件構(gòu) 8邊緣網(wǎng)可靠范 11邊緣網(wǎng)市場(chǎng)認(rèn)證 13AIoT智能緣網(wǎng)典型應(yīng)案例 14智慧水產(chǎn)品方案 14智慧城產(chǎn)品方案 156.致謝 16iAIoT智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)技術(shù)規(guī)范AIoT智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)技術(shù)規(guī)范PAGEPAGE11AIoT智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)技術(shù)規(guī)范適用范圍本測(cè)試規(guī)范規(guī)定了面向AIoT及相應(yīng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)等方面的技術(shù)要求。本測(cè)試規(guī)范適用于指導(dǎo)各廠商針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景下的AIoT智能邊緣網(wǎng)關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)制造。規(guī)范性引用文件（不包括勘誤的內(nèi)容是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T2423.1-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A:低溫GB/T2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)B:高溫GB/T2423.3-2016環(huán)境試驗(yàn)第二部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cab：恒定濕熱試驗(yàn)GB/T2423.5-2019環(huán)境試驗(yàn)第二部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Ea和導(dǎo)則：沖擊GB/T17626.2-2018電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.3-2016電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.4-2018電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.5-2019電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.6-2017電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本規(guī)范。表1縮略語(yǔ)縮略語(yǔ)描述AI人工智能（ArtificialIntelligence）是\h研究、\h開(kāi)發(fā)用于\h模擬、\h延伸和擴(kuò)展人類\h智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)科。AIoT（ArtificialIntelligence&InternetofThings），態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)更廣泛的人工智能應(yīng)用。API應(yīng)用程序編程接口(ApplicationProgramInterface)CANCAN是控制器域網(wǎng)(ControllerAreaNetwork,CAN)的簡(jiǎn)稱，CAN總線是一種應(yīng)用廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線,在工業(yè)測(cè)控和\h工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用IoT物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）是指通過(guò)各種信息傳感器、\h射頻識(shí)別技\h術(shù)、\h定位系統(tǒng)等各種設(shè)備與技術(shù)，實(shí)時(shí)連接、采集物品的信息，實(shí)現(xiàn)各類網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物與物、物與人連接的泛在網(wǎng)絡(luò)。LoRa遠(yuǎn)距離無(wú)線電（LongRangeRadio）是一種線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，與同類技術(shù)相比，提供更遠(yuǎn)的通信距離。LTE長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)（LongTermEvolution）是由\h3GPP組織制定的通用\h移動(dòng)通\h信系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)。MQTT消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（MessageQueuingTelemetryTransport）MTBF平均無(wú)故障工作時(shí)間（MeanTimeBetweenFaliure）MTTR平均修復(fù)時(shí)間（MeanTimeToRepair）非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）非獨(dú)立組網(wǎng)指的是使用現(xiàn)有4G基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行部署的5G網(wǎng)絡(luò)。獨(dú)立組網(wǎng)（SA）獨(dú)立組網(wǎng)指的是新建的5G網(wǎng)絡(luò)，包括新建基站、回程鏈路和核心網(wǎng)。ZigBeeZigBee是一項(xiàng)新型的\h無(wú)線通信技術(shù)，適用于傳輸范圍短數(shù)據(jù)傳輸速率低的一系列電子元器件設(shè)備之間。AIoT邊緣網(wǎng)關(guān)的特性維等設(shè)計(jì)。邊緣網(wǎng)關(guān)支持異構(gòu)計(jì)算AI不同場(chǎng)景特性實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)算力支持。邊緣網(wǎng)關(guān)支持模塊化設(shè)計(jì)為解決邊緣場(chǎng)景多樣性帶來(lái)的硬件需求差異化過(guò)大的問(wèn)題，邊緣網(wǎng)關(guān)在有限的體積內(nèi)將各功能分區(qū)劃分成不同的模塊，針對(duì)不同需求選配不同的網(wǎng)絡(luò)、IO、通信等模塊，也可根據(jù)需求升級(jí)內(nèi)存、硬盤(pán)大小、不同性能或不同架構(gòu)的CPU，以適配更多的邊緣場(chǎng)景，達(dá)成極佳的擴(kuò)展性和靈活性。邊緣網(wǎng)關(guān)具備優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性DIN邊緣網(wǎng)關(guān)支持云邊協(xié)同用，有效降低運(yùn)管壓力。邊緣網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)架構(gòu)圖1邊緣網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)架構(gòu)圖AIoTPaaS業(yè)業(yè)務(wù)平臺(tái)提供數(shù)據(jù)和能力支撐。邊緣網(wǎng)關(guān)硬件架構(gòu)AIoTAIIoTIoTAI圖2AI+IoT功能概覽根據(jù)功能劃分，AIoT智能邊緣網(wǎng)關(guān)硬件應(yīng)由以下八部分組成：x86、ARM、PowerPC、RSIC-V元。ASIC、SoC，GPUDSPNPU絡(luò)處理器、AI加速單元等。DDRSO-DIMMSD-Card、SSD/HDD232/RS-485、LoRa、Wi-Fi、以太網(wǎng)等。蜂窩通信接口：接入運(yùn)營(yíng)商蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信接口，支持不同制式，如LTE、5G等。HDMIAC-DC配器、高壓轉(zhuǎn)低壓轉(zhuǎn)換電路、電池充放電管理等電路。圖3AIoT智能邊緣網(wǎng)關(guān)硬件系統(tǒng)通用架構(gòu)通信接口要求AIoT智能邊緣網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持多種通信模式，以下對(duì)幾項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明及規(guī)定。圖4物聯(lián)網(wǎng)通信方式概覽有線通信有線網(wǎng)絡(luò)：千兆/萬(wàn)兆電/光網(wǎng)絡(luò)通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線：RS232/RS485等串口通信，CAN總線通信，AIAO、DIDO接口等。Wi-FiWi-Fi圖4物聯(lián)網(wǎng)通信方式概覽有線通信有線網(wǎng)絡(luò)：千兆/萬(wàn)兆電/光網(wǎng)絡(luò)通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線：RS232/RS485等串口通信，CAN總線通信，AIAO、DIDO接口等。Wi-FiWi-FiWi-Fi5，IEEE802.112.4GHz5GHz2.4GHzWi-FiClientWi-FiAP接收靈敏度、發(fā)射功率參數(shù)參考：射頻特性接收靈敏度發(fā)射功率2.4GHz802.11b/1Mbps-95dBm17dBm802.11b/11Mbps-88dBm17dBm802.11g/5Mbps-90dBm17dBm802.11g/54Mbps-74dBm15dBm802.11n/HT20MCS0-90dBm17dBm802.11n/HT20MCS7-71dBm15dBm802.11n/HT40MCS0-87dBm15dBm802.11n/HT40MCS7-68dBm14dBm5GHz802.11a/6Mbps-90dBm15dBm802.11a/54Mbps-74dBm12dBm802.11n/HT20MCS0-90dBm14dBm802.11n/HT20MCS7-71dBm11dBm802.11n/HT40MCS0-87dBm14dBm802.11n/HT40MCS7-68dBm11dBm802.11ac/VHT20MCS0-90dBm14dBm802.11ac/VHT20MCS8-67dBm11dBm802.11ac/VHT40MCS0-87dBm13dBm802.11ac/VHT40MCS9-62dBm9dBm802.11ac/VHT80MCS0-84dBm13dBm802.11ac/VHT80MCS9-59dBm9dBm.4G/5G通信4GLTE（第四階段）YD/T3922-20215G蜂窩通信需滿足中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《5G通用模組即使要求（第一階段）YD/T0008-2020AIAIoTAIAIM.2M-Key2280SSDMiniPCIe3052 圖5AI推理模組尺寸圖（左：M.2M-Key2280右：Mini-PCIe3052）邊緣網(wǎng)關(guān)軟件架構(gòu)邊緣網(wǎng)關(guān)基礎(chǔ)軟件要求息服務(wù)等基礎(chǔ)服務(wù)；可提供虛擬化及容器服務(wù)。AI立組件，實(shí)現(xiàn)解耦隔離，易于擴(kuò)展和維護(hù)。邊緣網(wǎng)關(guān)縱向整體提供一致的平臺(tái)管理能力，支持安全管理、認(rèn)證授權(quán)管理及日志監(jiān)控管理等。表2邊緣網(wǎng)關(guān)基礎(chǔ)軟件要求軟件/功能類別要求操作系統(tǒng)管理邊緣網(wǎng)關(guān)的硬件和軟件資源，包括各類設(shè)備的驅(qū)動(dòng)。平臺(tái)對(duì)接應(yīng)支持通過(guò)TCP/IP、MQTT、HTTP等協(xié)議對(duì)接業(yè)界的云管理平臺(tái)。系統(tǒng)升級(jí)進(jìn)行校驗(yàn)。系統(tǒng)安全邊緣網(wǎng)關(guān)應(yīng)具備對(duì)于用戶身份的的鑒別機(jī)制，如口令、數(shù)字證書(shū)等。全性的功能。設(shè)備管理在邊緣網(wǎng)關(guān)上應(yīng)有管理軟件，形式可以為CLI，WEBUI，GUI等。支持查看、控制設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，修改設(shè)置等功能。邊緣網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持對(duì)接入的終端設(shè)備進(jìn)行添加、刪除等操作。型、IP地址、MAC地址等。家，產(chǎn)品型號(hào)，硬件配置，設(shè)備序列號(hào)，軟件版本，網(wǎng)絡(luò)信息等。邊緣網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如CPU、內(nèi)存占用率，各部件溫度等。邊緣網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持對(duì)網(wǎng)關(guān)軟件、固件進(jìn)行更新升級(jí)和恢復(fù)出廠設(shè)置等功能。邊緣網(wǎng)關(guān)端側(cè)機(jī)器學(xué)習(xí)支持AIoT智能邊緣網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持主流深度學(xué)習(xí)框架，如TensorFlow、MXNetCaffe/Caffe2PyTorchPaddlePaddle（VGGResNet）和目標(biāo)檢測(cè)模型（YOLOSSD）及深度學(xué)習(xí)加速器。邊緣計(jì)算框架可以根據(jù)邊緣網(wǎng)關(guān)實(shí)際情況以進(jìn)程模式運(yùn)行或依托于虛擬化服務(wù)技術(shù)以容器化模式運(yùn)行。AIAI力。圖6邊緣AI架構(gòu)圖邊緣計(jì)算平臺(tái)軟件要求通常邊緣網(wǎng)關(guān)與邊緣平臺(tái)一起使用形成云-邊協(xié)同方案，涉及邊緣組件、邊緣容器、邊緣應(yīng)用的管理和協(xié)同。APISDK用戶邊緣應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和運(yùn)維、部署。表3平臺(tái)功能要求軟件/功能類別要求接入?yún)f(xié)議插件提供可以在邊緣MQTT、HTTP、WebSocket、OPC-UA等協(xié)議設(shè)備接入的能力。邊緣物模型提供可以在邊緣對(duì)設(shè)備物模型的管理和分析能力。邊緣數(shù)據(jù)路由提供邊緣到云、邊緣到應(yīng)用、邊緣到邊緣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力。邊緣場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)提供邊緣事件場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)規(guī)則的配置和觸發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)的能力。邊緣數(shù)據(jù)分析提供對(duì)邊緣結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合、過(guò)濾、匹配的分析能力。邊緣運(yùn)維組件提供對(duì)各個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)設(shè)備遠(yuǎn)程管理的程序，可以在中心對(duì)邊緣統(tǒng)一運(yùn)維管理。邊緣應(yīng)用監(jiān)控提供對(duì)邊緣應(yīng)用的統(tǒng)一監(jiān)控的能力插件。邊緣函數(shù)計(jì)算提供可以運(yùn)行在邊緣ServerLess函數(shù)計(jì)算引擎，用戶可以在運(yùn)行中編寫(xiě)函數(shù)運(yùn)行在邊緣，快速完成應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。邊緣時(shí)許存儲(chǔ)提供在邊緣對(duì)用戶數(shù)據(jù)的時(shí)許存儲(chǔ)能力。邊緣消息通道提供邊緣的消息通道，用戶可以用通道來(lái)傳輸結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)華數(shù)據(jù)到云。邊緣安全監(jiān)測(cè)提供對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)的安全基線監(jiān)測(cè)、軟件安全漏洞監(jiān)測(cè)的能力。設(shè)備管理在云端滿足端側(cè)設(shè)備管理軟件相同的功能。邊緣網(wǎng)關(guān)可靠性規(guī)范為保證邊緣網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量，邊緣網(wǎng)關(guān)應(yīng)該通過(guò)可靠性相關(guān)的測(cè)試，詳細(xì)可靠性測(cè)試的內(nèi)容和測(cè)試方法如下。氣候類霧試驗(yàn)，結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境選擇。表4氣候類環(huán)境測(cè)試要求測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試內(nèi)容GB/T2423.2-2008高溫工作試驗(yàn)溫度不低于TH±2℃，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為16h，設(shè)備應(yīng)正常工作GB/T2423.1-2008低溫工作試驗(yàn)溫度不高于TL±2℃，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為16h，設(shè)備應(yīng)正常工作GB/T2423.2-2008高溫貯存試驗(yàn)溫度不低于85℃±2℃，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為16h，設(shè)備應(yīng)正常工作GB/T2423.1-2008低溫貯存試驗(yàn)溫度不高于-40℃±2℃，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為16h，設(shè)備應(yīng)正常工作GB/T2423.22-2008溫度循環(huán)試驗(yàn)溫度高溫不低于60℃±2℃，試驗(yàn)溫度低溫不高于-25℃±2℃，駐留時(shí)間不低于30mins，溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間不高于5mins，設(shè)備應(yīng)正常工作GB/T2423.4-2008交變濕熱4012溫為55℃時(shí)，循環(huán)次數(shù)不低于280%GB/T2423-3-2008恒定濕熱試驗(yàn)溫度為標(biāo)定溫度60℃±5℃，相對(duì)濕度為標(biāo)定1hGB/T4797.2-2005工作海拔-60米～3000米TLTH+10TL-10-20℃～5060℃-30電磁兼容類電磁兼容類環(huán)境試驗(yàn)主要驗(yàn)證設(shè)備使用環(huán)境中電磁抗騷擾能力和其自身對(duì)CS、RS、CE、RE、ESD、Surge正常工作且不影響其他設(shè)備。表5電磁兼容類環(huán)境測(cè)試要求測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試內(nèi)容GB/T17626.2-2018靜電放電抗干擾度靜電放電抗擾度應(yīng)滿足GB/T17626.2-20183（6KV）3（8KV）GB/T17626.3-2018射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度應(yīng)滿足GB/T17626.3-2018中試驗(yàn)等級(jí)3（試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)10V/m）的要求。GB/T17626.6-2017射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度應(yīng)滿足GB/T17626.6-2017中試驗(yàn)等級(jí)3的要求。GB/T17626.4-2018電快速瞬變脈沖群抗擾度智能邊緣網(wǎng)關(guān)各端口的電快速瞬變脈沖群抗擾度應(yīng)滿足GB/T17626.4-2018中試驗(yàn)等級(jí)3（電源端口和接地端口峰值電壓2KV1KV）的要求。GB/T17626.5-2019浪涌（沖擊）抗擾度浪涌（沖擊）抗擾度應(yīng)符合中的要求，其中交流電源線線應(yīng)符合等級(jí)2的要求，線地應(yīng)符合等級(jí)3的要求，其他供電端口和信號(hào)線應(yīng)符合線地等級(jí)2的要求。GB/T 17626.17-2005直流電源輸入端口紋波抗擾度直流電源輸入端口紋波抗擾度應(yīng)滿足GB/T17626.17-20051（2%）的要求。注：上述表格中試驗(yàn)等級(jí)要求為3級(jí)，針對(duì)輕工業(yè)環(huán)境要求，若產(chǎn)品應(yīng)用于商用環(huán)境可調(diào)整成2級(jí)，應(yīng)用于惡劣工業(yè)環(huán)境則需要提高到4級(jí)。邊緣網(wǎng)關(guān)市場(chǎng)準(zhǔn)入認(rèn)證區(qū)對(duì)應(yīng)認(rèn)證建議需具備。表6國(guó)家區(qū)域強(qiáng)制認(rèn)證表洲/地區(qū)國(guó)家/地區(qū)Country認(rèn)證類別行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織亞太地區(qū)中國(guó)ChinaCCC認(rèn)證中國(guó)質(zhì)檢總局和國(guó)家認(rèn)監(jiān)委ChinaSRRC認(rèn)證中國(guó)國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心中國(guó)臺(tái)灣BSMI認(rèn)證臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局日本JapanJATE認(rèn)證日本公共管理暨內(nèi)務(wù)、郵政與電信通訊部JapanVCCI認(rèn)證日本電磁干擾控制委員會(huì)JapanTELEC認(rèn)證日本總務(wù)省MIC印度IndiaTEC認(rèn)證印度電信工程中心IndiaBIS認(rèn)證印度標(biāo)準(zhǔn)局泰國(guó)ThailandNBTC認(rèn)證國(guó)家廣播及電信局委員會(huì)韓國(guó)SouthKoreaKC認(rèn)證韓國(guó)通訊委員會(huì)菲律賓ThePhilippinesICC認(rèn)證菲律賓國(guó)家電信委員會(huì)NTCThePhilippinesNTC認(rèn)證菲律賓國(guó)家電信委員會(huì)NTC歐洲歐盟EUCE認(rèn)證歐盟北美墨西哥MexicoNOM認(rèn)證墨西哥法律MexicoIFETE認(rèn)證墨西哥聯(lián)邦電信研究院美國(guó)USAUL認(rèn)證美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所USA能源之