申请/专利权人：上海交通大学

申请日：2021-07-19

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN113704167B

主分类号：G06F15/17

分类号：G06F15/17;G06F15/173;G06F15/78;G16Y10/75;G16Y40/20;G16Y40/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.12.14#实质审查的生效;2021.11.26#公开

摘要：一种物联网智能感知终端系统，包括：智能感知层、计算融合交互层、通讯层、云端应用层，其中：智能感知层采集外界信息并输出至计算融合交互层；计算融合交互层对输入信号进行计算分析并做出决策，当单一终端能够完成数据处理时交由该终端的计算融合交互层继续进行处理，通讯层将处理结果输出至终端的对外通信接口用于与云端应用层通信；当单一终端不能完成数据处理时，由计算融合交互层将大任务分配至各个终端以协同处理任务，进行任务分配的终端再采集各个协同处理任务的处理结果，通过通讯层将计算结果输出至云端应用层。本发明突破物联网原有三层架构，通过增强终端的计算能力来提高端处理和端与端协同能力，构建本地感知、计算融合协同、传输和应用一体化的四层架构。

主权项：1.一种物联网智能感知终端系统，其特征在于，包括：智能感知层、计算融合交互层、通讯层、云端应用层，其中：智能感知层采集外界信息并输出至计算融合交互层；计算融合交互层对输入信号进行计算分析并做出决策，当单一终端能够完成数据处理时交由该终端的计算融合交互层继续进行处理，通讯层将处理结果输出至终端的对外通信接口用于与云端应用层通信；当单一终端不能完成数据处理时，由计算融合交互层将大任务分配至各个终端以协同处理任务，进行任务分配的终端再采集各个协同处理任务的处理结果，通过通讯层将计算结果输出至云端应用层；所述的智能感知层包括：智能传感单元、可重构的接口单元和FPGA局部自主重构单元；所述的智能传感单元包括：环境传感器、能源传感器、交通传感器和安防传感器；所述的接口单元包括：模拟信号接口、IO接口、UART接口、SPI接口、I2C接口、RS485接口、DCMI接口、RS232接口、CAN接口；所述的通信层包括：终端与云端应用层通信的接口；所述的云端应用层包括：云计算平台和满足不同应用场景下的各种功能部件；所述的局部自主重构FPGA为基于FPGA的OPC，包括：一个片上微处理器MicroBlaze，所需IP核以外设形式挂接在PLB总线上，LMB总线连接MicroBlaze与FPGA片内BRAM；MicroBlaze作为系统的自重构控制器，在CF控制器SystemACE和重构控制器HWICAP的配合下完成自重构或局部重构；所述的自重构是指：将生成的合并软件和硬件信息的全局初始化配置文件由bit格式转换成ace格式，然后将此ace文件和部分配置位流文件存储于CF存储卡中；开发板上电后，SystemACE控制器通过JTAG端口读取CF存储卡上的ace文件，全局初始化FPGA配置；当需改变系统部分功能，MicroBlaze发送重构命令给HWICAP，SystemACE从外部CF存储卡读取相应部分配置位流并由HWICAP将其配置到FPGA相应可重构分区，完成FPGA重构；UART连接云端应用层，观察系统输出并根据输出内容调试系统；所述的局部重构是指：系统运行过程中保持部分资源不变，只对待重构部分进行部分硬件逻辑功能的修改，具体通过预先对整个系统进行划分，将反复切换使用的硬件任务作为动态部分可重构模块，其他部分作为静态模块，并在可编程逻辑器件上划分出要经常被修改的区域；由于动态部分可重构系统只修改系统中部分动态可重构模块，未修改部分保持正常运行，在满足终端系统不同功能需求的同时，减少重构数据配置量、缩小重构范围，提高配置速度的同时缩短系统重构时间；所述的计算融合交互层包括：SoC资源池单元、SoC板卡资源池单元、计算加速板卡资源单元，其中：SoC资源池单元接收智能感知层传递来的信息后，进行基本的计算处理，并将初步计算结果传递至SoC板卡资源池单元中，由SoC板卡资源池单元中的分布式自主协同单元根据初步计算结果判断数据处理任务的处理机制；当单终端完成数据处理，则初步处理结果由该终端内的SoC资源池单元和计算加速板卡资源单元共同完成数据处理；当需要多终端协同完成数据处理，分布式自主协同单元则将数据处理任务分散到各个终端，由各个终端内部的SoC资源池单元和计算加速板卡资源单元协同完成数据处理后，再将处理结果送回源终端；所述的计算加速板卡资源单元由多个SoC板卡资源池组成，为加快终端内数据处理的速度提供支持。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 上海交通大学 物联网智能感知终端系统

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