


一 國內(nèi)及國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算 邊緣網(wǎng)關(guān)管理接口要求》(YD/T 6119 - 2024)自2025年4月1日實施,它規(guī)定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣網(wǎng)關(guān)的北向接口技術(shù)要求,包括網(wǎng)元管理接口和虛擬化資源管理接口要求,適用于邊緣網(wǎng)關(guān)節(jié)點與邊緣云的交互和通信,為二者之間的順暢溝通奠定了基礎(chǔ)
1.2 《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算 邊緣節(jié)點模型與要求 邊緣控制器》規(guī)范了邊緣計算節(jié)點中的邊緣控制器的模型與要求,確保邊緣控制器在整個系統(tǒng)中穩(wěn)定運行,準(zhǔn)確執(zhí)行控制任務(wù)
1.3 《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算 邊緣節(jié)點模型與要求 邊緣云》對邊緣計算節(jié)點中的邊緣云的模型與要求進行了規(guī)范,使得邊緣云能夠高效地存儲和處理數(shù)據(jù),為邊緣計算提供強大的支撐
1.4 《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算 邊緣網(wǎng)關(guān)技術(shù)要求及測試方法》規(guī)定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣網(wǎng)關(guān)的技術(shù)要求及測試方法等內(nèi)容,為邊緣網(wǎng)關(guān)的研發(fā)、生產(chǎn)和檢測提供了明確的標(biāo)準(zhǔn)
1.5 《T/JSPAA 006 - 2024工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)技術(shù)要求》作為中國團體標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)參考架構(gòu),以及硬件功能、軟件基本功能等方面的要求,從多個維度保障了邊緣計算網(wǎng)關(guān)的質(zhì)量和性能
國內(nèi)與國際標(biāo)準(zhǔn)對比
1.6 在國際上電磁兼容性測試標(biāo)準(zhǔn)主要有IEC標(biāo)準(zhǔn)、ISO標(biāo)準(zhǔn)、EN標(biāo)準(zhǔn)、FCC標(biāo)準(zhǔn)、CISPR標(biāo)準(zhǔn)、MIL - STD標(biāo)準(zhǔn)等。其中IEC標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于電磁兼容性的國際標(biāo)準(zhǔn),為全球電磁兼容測試提供了通用的準(zhǔn)則
1.7 不同地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)在具體要求和側(cè)重點上存在差異,例如EN標(biāo)準(zhǔn)是歐洲標(biāo)準(zhǔn),對設(shè)備的電磁兼容性要求較為嚴(yán)格,在輻射放射測試、傳導(dǎo)抗擾測試等方面都有詳細(xì)的限值規(guī)定;而FCC標(biāo)準(zhǔn)是美國標(biāo)準(zhǔn),更注重設(shè)備對美國本土電磁環(huán)境的適應(yīng)性
1.8 了解國際標(biāo)準(zhǔn)差異,有助于邊緣計算網(wǎng)關(guān)在全球市場的推廣和應(yīng)用,滿足不同地區(qū)客戶的需求,確保產(chǎn)品在國際市場上的競爭力
二 EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)解讀
2.1 傳導(dǎo)放射測試(CE)傳導(dǎo)放射測試主要測試設(shè)備通過電源線或信號線等傳導(dǎo)途徑向外部發(fā)射的電磁干擾信號。限值根據(jù)不同頻率范圍有具體規(guī)定,如EN55011等標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)要求。在低頻段,限值相對寬松,但隨著頻率升高,限值逐漸嚴(yán)格,以確保設(shè)備不會對周圍的電子設(shè)備產(chǎn)生過大的干擾
2.2 輻射放射測試(RE)輻射放射測試檢測設(shè)備向周圍空間輻射的電磁干擾信號強度。不同頻段有相應(yīng)的輻射限值標(biāo)準(zhǔn),如EN55011對不同產(chǎn)品在不同距離下的輻射發(fā)射有明確限制。對于靠近人體使用的設(shè)備,其輻射限值要求更為嚴(yán)格,以保障人體健康

三 內(nèi)部核心模塊
處理器模塊 是邊緣計算網(wǎng)關(guān)的核心模塊之一,它完成數(shù)據(jù)處理、協(xié)議解析、邊緣計算等核心任務(wù)。CPU、GPU、ARM處理器,具有強大的計算能力,能夠快速處理大量的數(shù)據(jù),滿足邊緣計算對實時性和高效性的要求,為整個網(wǎng)關(guān)的穩(wěn)定運行提供了有力支持
存儲模塊 包括內(nèi)存和外存,用于暫存和長期存儲數(shù)據(jù)、程序等。如DDR3內(nèi)存能夠快速讀寫數(shù)據(jù),為處理器提供高效的數(shù)據(jù)支持,保證系統(tǒng)的運行速度;eMMC閃存則適合長期存儲數(shù)據(jù)和程序,即使在斷電情況下,數(shù)據(jù)也不會丟失,確保了網(wǎng)關(guān)運行的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的安全性
通信模塊實現(xiàn)與外部設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)的連接,它包含有線以太網(wǎng)模塊、4G/5G通信模塊、Wi - Fi模塊、藍牙模塊等。有線以太網(wǎng)模塊提供穩(wěn)定高速的網(wǎng)絡(luò)連接,適用于對數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性要求較高的場景;4G/5G通信模塊則使網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程無線通信,方便在移動場景或偏遠(yuǎn)地區(qū)使用;Wi - Fi模塊和藍牙模塊則用于短距離無線通信,便于連接周邊的智能設(shè)備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和共享
電源管理模塊負(fù)責(zé)將輸入電源轉(zhuǎn)換為各模塊所需的穩(wěn)定電壓,并進行電源分配和管理。有的還具備電源反接保護等功能,確保在電源接入錯誤時,不會對網(wǎng)關(guān)設(shè)備造成損壞,保障了設(shè)備的安全穩(wěn)定運行,延長了設(shè)備的使用壽命
傳感器接口模塊用于連接各類傳感器,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。如GPIO、ADC、IIC、UART、PWM、SPI等接口,每種接口都有其獨特的功能和適用場景。GPIO接口可用于連接簡單的數(shù)字傳感器,實現(xiàn)基本的信號輸入輸出;ADC接口則用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,便于處理器處理,適用于連接溫度、壓力等模擬傳感器
安全模塊保障設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全,它包括加密芯片、安全認(rèn)證模塊等。加密芯片對數(shù)據(jù)進行加密處理,防止數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中被竊取或篡改;安全認(rèn)證模塊則對訪問設(shè)備的用戶進行身份認(rèn)證,確保只有授權(quán)用戶才能訪問設(shè)備和數(shù)據(jù),保護了設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全性
四 I/O接口類型及應(yīng)用

五 供電電壓
常見的供電電壓有DC 12V、DC 24V、DC 48V等。通常采用DC12V電源適配器供電,這種電壓適用于一些小型設(shè)備或?qū)囊筝^低的場景;寬范圍支持DC輸入電壓12/24/48 VDC(9.6 ~ 60 VDC)且有兩路冗余電源輸入,寬電壓范圍和冗余電源設(shè)計使其能適應(yīng)更復(fù)雜的工作環(huán)境,保障設(shè)備在不同供電條件下的穩(wěn)定運行,即使一路電源出現(xiàn)故障,另一路電源仍可保證設(shè)備正常工作
六 EMC參考電路





芯片交換器:核心部件,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)與處理,支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)通信方式,決定網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)吞吐能力和效率
處理器(CPU):運算和控制核心,承擔(dān)路由表查找、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等計算任務(wù),多核處理器可同時處理多任務(wù),提高數(shù)據(jù)處理速度和效率
端口:常見有 RJ45 端口、光口、SFP 端口、SFP + 端口、QSFP + 端口、USB 端口、Console 端口等,用于連接不同設(shè)備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換
背板:提供業(yè)務(wù)接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)聯(lián)系的通道,背板帶寬是評估交換機性能的重要指標(biāo)。
內(nèi)存(RAM):為 CPU 運算提供動態(tài)存儲空間,存儲正在運行的程序和當(dāng)前數(shù)據(jù),具有緩存功能,可提高整體性能
閃存(Flash):用于永久性保存配置文件、系統(tǒng)軟件和其他重要數(shù)據(jù),確保交換機斷電后數(shù)據(jù)不丟失
管理與監(jiān)控模塊:用于遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控交換機的運行狀態(tài),可進行配置管理、性能監(jiān)測、故障診斷等操作,確保交換機穩(wěn)定運行
附加功能模塊:如支持 VLAN(虛擬局域網(wǎng))、QoS(服務(wù)質(zhì)量)等功能,可根據(jù)具體需求為交換機增加相應(yīng)的額外功能,提升其性能和功能多樣性
問題表現(xiàn):工業(yè)交換機產(chǎn)生的高頻干擾信號通過電源線傳導(dǎo),對同一電源網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備造成干擾,使其工作異常
解決方法:在電源輸入端安裝電源濾波器,抑制高頻干擾信號;采用隔離變壓器,將交換機電源與其他設(shè)備電源隔離;合理布線,避免電源線與信號線平行敷設(shè)
問題表現(xiàn):交換機內(nèi)部的電子元件和電路在工作時會產(chǎn)生電磁輻射,干擾周圍的電子設(shè)備,影響其正常工作
解決方法:將交換機安裝在金屬屏蔽柜內(nèi),并確保屏蔽柜良好接地;對信號線纜采用屏蔽線,并將屏蔽層兩端接地;合理布置設(shè)備位置,增大與其他敏感設(shè)備的距離
問題表現(xiàn):接地不良會導(dǎo)致交換機電位不穩(wěn)定,產(chǎn)生接地環(huán)路電流,引入干擾信號,影響設(shè)備的正常運行和安全性。
解決方法:確保交換機有獨立、可靠的接地系統(tǒng),接地電阻符合要求;采用單點接地或多點接地方式,根據(jù)實際情況優(yōu)化接地布局;避免不同類型的接地相互干擾
問題表現(xiàn):干擾信號通過交換機的輸入輸出信號線傳導(dǎo),導(dǎo)致信號失真、數(shù)據(jù)傳輸錯誤,影響網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量
解決方法:對信號線進行合理布線,與電源線保持一定距離,避免平行走線;在信號線上安裝共模電感、磁珠等濾波元件,抑制共模和差模干擾;對信號接口進行隔離和濾波處理
問題表現(xiàn):靜電可能通過交換機的輸入輸出接口、外殼等部位放電,損壞內(nèi)部電子元件,導(dǎo)致交換機故障
解決方法:在輸入輸出接口電路中增加靜電保護元件,如靜電放電二極管等;對交換機的外殼進行防靜電處理,采用防靜電材料;操作人員在接觸設(shè)備時,應(yīng)佩戴防靜電手環(huán)等防護用品