(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111646490.9 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 江苏波司登科技有限公司 地址 215500 江苏省苏州市 常熟市古 里镇 沪宜路125号波司登工业园 (72)发明人 戴建国　金伟超　 (74)专利代理 机构 上海乐泓专利代理事务所 (普通合伙) 31385 代理人 王瑞 (51)Int.Cl. H04L 67/10(2022.01) H04L 67/1097(2022.01) H04L 67/1095(2022.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 12/66(2006.01)G06F 21/64(2013.01) (54)发明名称 一种基于物流边缘网关的数据管理设备及 其控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于物流边缘网关的数 据管理设备及其控制方法， 包括设备本体、 边缘 网关和云平台系统， 其特征在于， 所述设备本体 包括物联网控制系统， 所述物联网控制系统通过 边缘网关与云平台系统连接， 所述边缘网关包括 区块链模块、 边缘计算模块、 电源和通信模块。 本 发明的边缘网关可以作为物流控制系统中的一 个汇聚节点， 实现设备数据的安全管理和存储， 提高了系统计算和存储资源， 极大地降低了网络 和系统延时； 能根据终端设备采集的设备数据运 行人工智能算法实现传送带分流和合流决策以 及故障决策， 保证数据不可篡改， 增强了边缘网 关数据安全性， 同时该边缘网关可以运行更加复 杂的人工智能算法， 提高系统调度的准确性。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114390051 A 2022.04.22 CN 114390051 A 1.一种基于物流边缘网关的数据 管理设备， 包括设备本体、 边缘网关和云平台系统， 其 特征在于， 所述设备本体包括物联网控制系统， 所述物联网控制系统通过边缘网关与云平 台系统连接， 所述边缘网关包括区块链模块、 边缘计算模块、 电源和通信模块、 安全认证模 块和信息存 储模块； 所述区块链模块包括数据处理单元、 权限评估单元、 加密解密单元、 数据发送单元和注 册服务单元， 所述边缘计算模块包括执行单元、 系统调度单元、 故障处理单元、 数据发送单 元； 所述电源和通信模块包括供电单元和通信单元； 所述安全认证模块包括新设备接入单 元和通信单元； 所述信息存储模块包括公钥私钥存储单元、 编 码存储单元、 设备数据存储单 元、 权限存 储单元； 所述区块链模块与边缘计算模块和信 息存储模块之间通过信号连接， 所述数据处理单 元与加密解密单元和权限评估单元之 间通过信号连接， 所述加密解密单元与边缘计算模块 和信息存储模块之间通过信号连接， 所述数据发送单元与边缘计算模块、 安全认证模块、 电 源和通信模块、 信息存 储模块之间通过信号连接 。 2.根据权利要求1所述的一种基于物流边缘网关的数据管理设备， 其特征在于， 所述 区 块链模块： 区块链模块用于实现终端新接入设备的权限评估、 数据加密和解密， 同时将处理 后的数据传输 至边缘计算模块和信息存 储模块； 所述数据处理单元： 数据处理单元用于将设备层采集到终端设备的数据进行预处理和 数据清洗， 将处 理后的数据传输 至加密解密单 元和权限评估单 元进行处 理； 所述加密解密单元： 加密解密单元用于将采集到的设备数据加密， 加上设备签名信息 传输至数据发送单元进行后续处理， 同时对边缘计算模块和信息存储模块传输过来的数据 进行数据解密； 所述数据发送单元： 数据发送单元用于负责和边缘计算模块、 安全认证模块、 电源和通 信模块、 信息存 储模块的数据交 互； 所述注册服务单元： 终端设备在调用边缘网关服务之前向注册服务单元提交注册请求 获取合法身份， 终端设备需要提供终端设备编码、 终端设备类型、 时间戳和设备权限等信 息。 3.根据权利要求1所述的一种基于物流边缘网关的数据管理设备， 其特征在于， 所述电 源和通信模块： 负责边缘网关系统供电和实现边缘计算模块和云平台系统之间的数据交 互， 供电单元主要负责设备本体供电， 通信单元主要负责边缘网关层和云平台系统层之间 的通信。 4.根据权利要求1所述的一种基于物流边缘网关的数据管理设备， 其特征在于， 所述安 全认证模块： 安全认证模块用于新设备接入的安全认证和 新接入的设备编码， 将设备唯一 编码传输 至信息存 储模块用于后续设备调度； 所述新设备接入单元： 新设备接入用于新接入的安全认证， 所述设备编码单元： 用于生 成终端设备唯一编码， 用于后续系统调度， 同时将设备唯一编码传输 至信息存 储模块。 5.根据权利要求1所述的一种基于物流边缘网关的数据管理设备， 其特征在于， 所述边 缘计算模块： 用于根据区块链模块中数据处理单元和数据交换单元中传输过来的设备运行 数据信息进行系统决策， 同时需要对设备故障情况进行处理， 将设备运行状态信息通过电 源和通信模块传输 至云平台系统进行分析和展示；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114390051 A 2所述系统调度单元： 根据设备运行状态数据， 运行人工智能算法进行终端设备分流和 合流决策， 将调 度执行传输至指 令执行单元， 所述指令执行单元： 用于执行边缘计算模块和 云平台系统下发的设备调度指 令， 和终端设备模块相连， 所述故障处理单元： 用于处理终端 设备的故障报警情况， 所述数据发送单元： 用于和区块链模块、 边缘计算模块、 信息存储模 块和电源和通信模块之间的信息交 互。 6.根据权利要求1所述的一种基于物流边缘网关的数据管理设备， 其特征在于， 所述信 息存储模块： 信息存储模块用于存储设备加密和解密中的公钥和私钥， 设备唯一编码和设 备权限， 以及加密后的设备 数据。 7.根据权利要求1所述的一种基于物流边缘网关的数据管理设备， 其特征在于， 所述设 备本体通过边 缘网关进行存 储终端设备 数据账本 。 8.根据权利要求1所述的一种基于物流边缘网关的数据管理设备， 其特征在于， 所述云 平台系统包括设备监控 模块、 寿命预测模块、 紧急停机模块和第三方应用。 9.一种基于物流边缘网关的数据管理设备的控制方法， 应用于权利要求1 ‑6任意一项 所述的一种基于物流 边缘网关的数据管理设备， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 物流控制系统在设备本体开机后先完成初始化操作， 基于ECC算法生成边私钥和公 钥、 完成设备唯一编码和设备权限设定； S2、 所有的需要接入系统的终端设备需要向边缘网关注册， 终端设备需要提供终端设 备编码、 终端设备类型、 时间戳和设备权限的信息获取合法身份， 区块链模块注册服务单元 会对终端设备传输的身份信息进行哈希审计， 获取哈希值， 该哈希值可以用于后续身份认 证服务； S3、 终端设备传感器采集到设备数据后， 根据485/422通信协议上传数据包， 每次采集 到的数据是v维， 边缘网关在收到所有加密数据后， 对数据进 行密文哈希集合以及签名聚合 操作， 按照时间先后顺序排列整理， 为 这些数据生成一个新的区块； S4、 区块链模块和安全认证模块进行验签判断， 首先将所有终端设备公钥进行聚合， 通 过双线性对运算判断是否成立， 如成立则通过验证， 反之则不通过； 同时将其验证结果向 ECISB链进行广播； S5、 其余验证节点， 包括从节点， 除了要执行区块的哈希审计验证以外， 也要收集其他 验证节点广播而来的验证结果信息， 在接收到超过1/2以上个节点验证通过消息后则认为 该区块合法有效， 将其记录 到节点自身拥有并维护的区块链账本中； S6、 各个设备完成数据同步更新后， 区块链模块中数据交换单元将采集的数据传输到 边缘计算模块进 行系统调度， 网关边缘计算模块中系统调 度单元会根据设备运行状态信息 运行人工智能算法完成设备分流决策、 合 流决策、 堵塞决策和容 错决策； S7、 边缘计算模块中指令执 行单元在收到系统执 行指令后， 完成终端设备调度； S8、 边缘计算模块中数据交换单元将重要的设备数据信息上传至云平台系统， 云平台 完成设备运行分析和检测， 遇到系统严重故障时， 云平台系统下发停机指 令， 指令中转单元 将停机指 令转发至指令执行单元， 终端设备立即停机， 至此， 各个设备完成物 流设备数据存 储和设备调度运行。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114390051 A 3