一、方案概述

利用‌eFish-SBC-RK3576‌工控機(jī)的高性能計算、多接口擴(kuò)展能力及邊緣AI支持，構(gòu)建智慧城市邊緣網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)以下核心功能：

• ‌環(huán)境監(jiān)測‌：通過4路ADC采集溫濕度、空氣質(zhì)量、噪聲等傳感器數(shù)據(jù)。
• ‌人流分析‌：通過USB 3.0外接AI加速棒實時處理攝像頭視頻流，統(tǒng)計人流密度。
• ‌異常告警‌：通過GPIO觸發(fā)聲光報警（如人流超限、環(huán)境指標(biāo)異常）。
• ‌多模通信‌：5G遠(yuǎn)程回傳數(shù)據(jù)至云平臺，WiFi連接本地設(shè)備（如攝像頭、LED屏）。

二、硬件配置與接口分配

1. 核心硬件選型

模塊	接口/配置	說明
‌5G通信模塊‌	M2.E接口（PCIe擴(kuò)展）	支持5G NR Sub-6GHz，上行帶寬≥200Mbps
‌WiFi模塊‌	M2.E接口（默認(rèn)板載或擴(kuò)展）	雙頻WiFi 6，覆蓋本地設(shè)備（攝像頭、傳感器）
‌AI加速棒‌	USB 3.0接口	支持TensorRT/OpenVINO，部署人流分析模型
‌ADC傳感器‌	4路ADC接口	采集環(huán)境數(shù)據(jù)（溫濕度、PM2.5、噪聲等）
‌報警觸發(fā)器‌	GPIO接口（配置為輸入模式）	接收外部告警信號（如消防傳感器）

2. 接口資源占用

• ‌已占用接口‌：
• 5G模塊：1×M2.E
• WiFi模塊：1×M2.E（若板載WiFi不滿足需求，可擴(kuò)展第二模塊）
• AI加速棒：1×USB 3.0
• ADC傳感器：4×ADC
• 報警觸發(fā)：1×GPIO
• ‌剩余接口‌：
• USB 3.0×2（可擴(kuò)展其他外設(shè)，如加密狗）
• RS485×6（預(yù)留工業(yè)設(shè)備接入）
• GPIO≥15（擴(kuò)展更多告警或控制功能）

三、軟件架構(gòu)設(shè)計

1. 操作系統(tǒng)與驅(qū)動

• ‌OS‌：Ubuntu 22.04 LTS（預(yù)裝Rockchip BSP驅(qū)動）
• ‌關(guān)鍵驅(qū)動‌：
• 5G模塊：Quectel RM500Q驅(qū)動（AT指令集+PPP撥號）
• AI加速棒：NVIDIA Jetson加速庫或Intel OpenVINO工具鏈
• ADC/GPIO：通過Linux內(nèi)核sysfs或libgpiod庫訪問

2. 核心軟件組件

組件	技術(shù)棧	功能
‌數(shù)據(jù)采集層‌	Python/C++	讀取4路ADC傳感器數(shù)據(jù)，輪詢GPIO報警信號
‌AI推理層‌	TensorRT/OpenVINO	運行人流密度檢測模型（YOLOv8+DeepSORT）
‌通信服務(wù)                   ‌	MQTT + HTTPS	5G上傳結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)至云端，WiFi下發(fā)控制指令
‌邊緣規(guī)則引擎‌	Node-RED/自定義邏輯	本地告警觸發(fā)（如PM2.5超標(biāo)時啟動通風(fēng)設(shè)備）

3. 數(shù)據(jù)處理流程

  A[傳感器數(shù)據(jù)] -->|ADC采集| B(邊緣網(wǎng)關(guān))

  C[攝像頭視頻流] -->|USB3.0+AI加速棒| B

  B --> D{邊緣計算}

  D --> E[人流統(tǒng)計結(jié)果]

  D --> F[環(huán)境指標(biāo)分析]

  E -->|5G/HTTP| G[云平臺]

  F -->|5G/HTTP| G

  D -->|GPIO觸發(fā)| H[本地報警器]

  G -->|WiFi/MQTT| I[控制終端]

四、關(guān)鍵技術(shù)與優(yōu)勢

1. 邊緣計算性能優(yōu)化

• ‌模型輕量化‌：使用TensorRT量化人流檢測模型，推理延遲≤50ms（1080p@30fps）。
• ‌資源隔離‌：通過Cgroups限制AI任務(wù)CPU占用率≤60%，保障通信服務(wù)穩(wěn)定性。

2. 多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同

• ‌5G鏈路冗余‌：支持APN專網(wǎng)與公網(wǎng)雙備份，斷網(wǎng)自動切換。
• ‌WiFi Mesh‌：通過OpenWRT擴(kuò)展為Mesh節(jié)點，覆蓋500米半徑設(shè)備接入。

3. 可靠性設(shè)計

• ‌看門狗機(jī)制‌：內(nèi)置硬件看門狗，系統(tǒng)無響應(yīng)10s后自動重啟。
• ‌寬溫支持‌：-20℃~70℃工業(yè)級溫度范圍，適應(yīng)戶外機(jī)柜部署。

五、部署與實施

1. 硬件部署示意圖

[智慧路燈桿]

  ├── eFish-SBC-RK3576（內(nèi)置5G/WiFi）

  ├── 4路環(huán)境傳感器（ADC接口）

  ├── AI攝像頭（USB3.0加速棒）

  └── 聲光報警器（GPIO控制）

2. 成本與周期

項目	明細(xì)
單節(jié)點硬件成本	≈¥3,800（含工控機(jī)+5G模塊+AI加速棒）
軟件定制開發(fā)周期	2-3周（模型訓(xùn)練+系統(tǒng)集成）
部署調(diào)試周期	1周/節(jié)點

六、方案亮點

1. ‌接口高密度‌：單板集成5G+WiFi+多路工業(yè)接口，減少擴(kuò)展復(fù)雜度。
2. ‌AIoT融合‌：邊緣端完成傳感器數(shù)據(jù)聚合與AI推理，降低云端負(fù)載。
3. ‌靈活擴(kuò)展‌：剩余接口支持接入照明控制、充電樁管理等子系統(tǒng)。

此方案充分挖掘eFish-SBC-RK3576的硬件潛力，可快速復(fù)制到智慧園區(qū)、交通樞紐等場景。

路過

雞蛋

鮮花

握手

雷人