第三代5G工业网关在医疗、工业物联网、车载交通、智慧城市中的智能应用

智能网关全景展示


从上图可以看出不管是外接口的数量还是外壳材质来看,飞凌嵌入式第三代5G网关相较于之前的版本有很大差别。在上篇文章《飞凌5G智能网关3.0-FCU2303正式发售!》中,已对它的特点做了详细的介绍。

本文将针对该平台在智能领域的多种应用来进行讲解,下面让我们跟随小编一起来看下FCU2303是如何在工业物联网智慧城市医疗、交通领域中“发光发热”的。

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一、工业物联网:5G工业路由应用


在工业场景中,存在一种特殊的重要“关口”。 工业现场往往存在不同的网络环境,不同软件、不同系统、不同工厂之间的网络通信语言也都不尽相同,

工业网关就是从一个网络环境连接到另一个网络环境的一种面向工业应用的装置或设备。

随着5G技术的发展,其高带宽、低延时的特性也将助力工业网关向工业智能网关的升级转型。

具体实现:以太网做LAN口组成内部局域网,把5G作为WAN口,通5G上网或者通过WiFi的AP实现组网功能。

5G工业路由


 FCU2303推荐理由:

❶ 内部集成高性能 64位四核ARM处理器LS1046A,主频高达1.8GHz,CoreMark跑分45000;

❷  8路网口:提供8路千兆网口,可接入多种网口设备,如摄像头、云化机器人等;

❸  USB3.0:提供对外USB接口给客户更高的灵活性,同时支持U盘更新系统,快捷方便;

❹  8路 RS485(含4路RS485/RS232自适应接口):可接入气象监测、环境监测、烟感探测等多种监测设备;

❺  12V供电:提供2路12V供电电源,免去电源紧缺的困扰;

❻  DI/DO:可对开关量进行远程控制;

❼  WiFi:支持2.4GHz、5GHz双频WiFi;

❽ 搭载 华为5G工业模组MH5000/移远RM500Q配合LS1046A的网络加速引擎,可帮助用户快速接入互联网,实现安全可靠的数据传输;

❾ 提供 强劲数据采集、转发、处理能力, 支持MODBUS、MQTT、IPSEC、OPENSSL、OP-TEE、DPDK、ovs-DPDK、Lighttpd、Samba等协议;

➓  边缘计算能力:提供单点、多点、模型等实时控制。


FCU2303经过-40℃~+85℃高低温严格测试;铝合金型材外壳,坚固耐用。在产品细节上更是精益求精,前后挡板螺丝导电处理、橡胶套对天线缺口进行密封、天线与外壳绝缘处理同时做了防滑扣设计,

这些都将增加产品的稳定性。除了满足工业温度的要求外,EMC电磁兼容也是工业产品最为重要的内容,FCU2303智能网关外围接口全部增加静电四级防护,

通讯端口增加隔离保护芯片。RS485、RS232接口3KV隔离保护,EFT3级防护;网口、USB、RS485、RS232,静电四级防护。


工业网关细节展示


二、智慧城市:5G智慧灯杆应用

智慧化的路灯作为一个高度集成的项目,是智慧城市发展的落地载体,有外延、可扩展、能适配智慧城市的建设要求。

5G灯杆场景应用


在景区、园区、步行街,智慧灯杆的主要功能不仅仅局限于照明,还包括:照明、视频监控、环境监测、信息发布、公共广播、求助报警、IP广播、网络覆盖、充电桩等功能。


5G智慧灯杆

1、感知输出设备:

即负责前端数据感知和相关输出的设备,包括照明灯具、各类传感器、一键报警器、摄像头、音频广播、LED屏等设备。

2、通信控制设备:

即负责感知输出设备的数据采集、通信和控制的设备,按环境和业务的需求可选路灯专用网关、工业路由器、RTU、数采仪等。

3、数据指令流程:

通信控制设备下端通过RS232、RS485等接口与感知输出设备连接,实现数据的采集设备的控制。通信控制设备上行通过4G或有线与平台系统通信,实现数据和指令的实时传输。

5G 工业智能网关 工作流程图


 FCU2303推荐理由:

1. 以太网:原生支持8路千兆网,可连接视频的采集、信息的发布、一键呼叫、公共广播、公共WLAN等功能;

2. 8路RS485(其中4路RS232复用接口):气象监控、环境监控、RSU

3. DI、DO:输入输出,单灯控制器采集电量、路灯故障判断等功能;

4. 4G/5G网络:及时获取和传递信息;

5. WiFi:支持2.4GHz、5GHz双频WiFi;

6. 电动车充电桩设备:实现电动车充电管理,计费缴费功能(可用网口或串口)

7. 支持IPSEC、OPENSSL、OP-TEE、 DPDK、ovs-DPDK、Lighttpd、Samba;采用Ubuntu18.04系统高版本内核;支持U盘更新系统,简单方便。

三、轨道交通:5G车载TAU应用

车载TAU主要作用是将CBTC(基于通信的列车自动控制系统)、CCTV(视频监控系统)、PIS(乘客信息系统)进行采集存储,利用5G或者WiFi在有限时间内将数据传输到地面。


5G车载TAU应用


在列车上安装车地传输终端、监控系统,将列车定位信息、实时的TCMS信息、安全监测信息、故障信息等封装发送到列车监控系统,通过5G传送到地面监控中心的服务器。

通过车地交互实现监控中心对列车信息的在线监测、故障预诊断和调度,实现列车安全高效的运行。

5G车地无线通讯系统TAU


 FCU2303推荐理由:

1、极快的运算处理能力,LS1046A的架构是ARM Cortex-A72架构,主频最高1.8GHz,可以满足大量的数据处理和运算的功能。
2、强大的网络处理能力,原生支持8路Ethernet,最大可支持2个XFI(10GbE)接口,同时支持多种网络协议。
3、支持USB3.0,支持5G,可以满足列车在停站的短时间内,完成数据的发送和接收,符合高带宽、实时传输的要求。
4、支持WiFi5.0和WiFi6.0,和地面通信模块通信时,保证实时传输条件下的数据的稳定性和准确性。
5、支持M.2的硬盘,在满足TAU存储大量数据的同时,极大的减小了产品的体积,方便安装和携带。


四、医疗:5G智慧救护车应用

其实5G已经在远程会诊、远程超声、远程手术、应急救援、远程示教、远程监护、智慧导诊、移动医护、智慧院区管理、AI 辅助诊断等众多医疗健康领域有广泛应用。

通过 5G网络实时传输医疗设备监测信息、救护车辆实时定位信息、车内外视频画面。便于实施远程会诊和远程指导,对院前急救信息进行采集、处理、存储、传输、共享可充分提升管理救治效率,

提高服务质量现代救护车,装备了先进的诊疗装备,包括多参数心电监护仪、全自动呼吸机、除颤仪等。

5G救护车


FCU2303智慧网关基于NXP LS1046A处理器设计,提供四核主频1.8GHz高算力CPU,采用无风扇设计,能够在-40℃~+85℃的环境下,保证医疗救护系统长时间稳定运行;

同时标配8路千兆网口(可灵活配置2/4/6/8路千兆网口,全部独立MAC地址)、4路RS485、4路RS485/RS232复用接口、2路DI、2路DO、1路USB HOST 3.0,保证各类诊疗设备的可接入性,实现救护车的全车联网

5G救护车流程图



除此之外,FCU2303支持5G模组、4G模组,通过拨码一键切换便可使用,可为用户提供高带宽、低延时、大连接的服务,同时支持双频Wi-Fi,可实现STA、AP两种模式。

现代诊疗设备通过FCU2303智能网关网口及I/O串口,车内诊疗仪器实现高速上网及生理数据无线传输,将车内患者的诊疗数据、监护影像实时传输到医院,

使医院在第一时间掌握患者病情,提前制定急救方案并进行资源准备,实现院前急救与院内救治的无缝对接,为患者抢救提供了很好的保障。



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