1.命题方向

边缘计算

2.题目类别

应用类

3.题目名称

基于ARM国产边缘网关的多协议解析系统

4.背景说明

【整体背景】

工业互联网作为“十四五”规划工业软件重点产业之一，是推动数字经济与实体经济深度融合的关键，是国家推动制造业转型升级的抓手。边缘计算网关平台是工业互联网中收集、存储、处理边缘数据的核心枢纽，在工业物联网场景中，边缘网关及软件平台是实现设备间智能互通互联的核心技术，而当前工业互联网边缘计算网关与软件平台的核心技术受控于国外，网关多协议交互形式存在普适性低、缺乏自适应能力等问题。

本赛题希望以鲲鹏芯片边缘网关为基础构建工业互联网多协议解析框架。

【公司背景】

四川长虹创建于1958年，历经60余年的发展，已发展成为集消费电子、核心器件研发与制造为一体的综合型跨国企业集团。2020年6月18日，由成都高新投资集团、申万宏源长虹股权投资基金等牵头成立混合所有制高科技创新企业——四川华鲲振宇智能科技有限责任公司，承接长虹计算产业战略转型升级重任，全面负责基于华为“鲲鹏+昇腾”处理器的“天宫”自主品牌服务器，以及“天宫”PC、机器视觉等系列产品的设计、生产、销售及服务，深度参与全国各地新基建项目，带动鲲鹏计算产业快速规模发展。

四川华鲲振宇为首批四川省数字化转型促进中心、四川信创产业联盟常务理事单位、成都鲲鹏计算产业联盟副理事长单位、成都高新区新基建龙头企业、西部鲲鹏产业牵头单位、西南鲲鹏唯一合作伙伴、金融行业鲲鹏领导者。

【业务背景】

目前我司正在基于ARM国产鲲鹏芯片研制支持GPU/NPU加速、支持国密算法的国产自主可控边缘计算基础网关，并在此基础上构建多种工控协议的自适应协议交互模型，从而解决网关在ARM国产异构系统交互上存在的适用性差、交互难等瓶颈问题，实现异构车间跨类协议智能交互解构。并用于公司自有服务器离散制造场景、用于长虹大规模离散制造场景。

5.项目说明

【问题说明】

在工业生产领域，不同的工控协议使用不同的实现方法，数据组织方式不同，语义表示也不尽相同。针对当前工业互联网边缘计算基础网关与软件平台多协议交互形式存在普适性低、缺乏自适应能力等问题，基于ARM国产化芯片，在工业物联网边缘计算场景下研制多种工控协议（例如Modbus、PPI、MP、profinet、Dvp与OPC等）的自适应协议交互模型，从而解决边缘网关在ARM国产异构系统交互上存在的适用性差、交互难等瓶颈问题，实现工业互联网异构资源的跨类协议智能交互解构。

【用户期望】

通过研究工控协议的特性，能在国产化环境下实现一套系统，并满足多种协议的快速、灵活、相互转换。

6.任务要求

【开发说明】

要求选手选择合适框架进行开发和设计，实现多种工控协议智能自适应交互。系统主要实现协议标准化与协议语义转换功能，将至少3种不同工控协议语义转化为标准化协议语义。系统由标准化协议客户端、网关和非标准化协议服务器三部分组成。标准化协议客户端代表由标准化协议构建的生态系统，负责获取标准化协议、其他协议或云平台提供的服务；非标准化协议服务器代表由不同工控协议构建的生态系统，它由非标准化协议的智能设备或云平台组成，如无线设备、智能工业云平台等，提供生产质量监测、自动化控制、传感服务等。

最终研发成果为可执行程序（不要求图形界面），非标准化协议服务器可进行模拟协议数据输入，使用Linux time命令进行计时，求得运行时间。

鼓励选手采用创新技术手段、创新算法、创新思路解决国产化环境下的工业协议问题。

【技术要求与指标】

（1）要求选手能够详细阐述系统的架构；

（2）要求最终能解析的工控协议为3种以上；

（3）协议信息交互过程采用Client/Server通信模型，并通过请求和响应实现双方之间的通信；

（4）协议标准化需定义服务抽象和逻辑抽象的所有功能，包括资源模型、资源操作、发现机制和消息协议。

【提交材料】

（1）项目概要介绍；

（2）项目简介PPT；

（3）项目详细方案；

（4）项目演示视频；

（5）企业要求提交材料：

1可以证明解析协议种类的材料

2设计方案优势的描述

3可执行程序，输入数据得到转换后的结果

（6）团队自愿提交的其他补充材料。

【任务清单】

（1）实现3种以上工控协议资源模型及操作的标准化；

（2）建立基于语义映射的多协议自适应交互框架。

【开发工具与数据接口】

（1）开发软件不限：Eclipse、Intellij IDEA等工具链；

（2）开发语言不限：Java、Python、C等。

7.参考信息

无

8.评分要点

本赛题评分要点参考附件一：A类企业命题统一评分标准。