国家工程研究中心核心成员郭永安教授团队与南京市鼓楼区人民政府、南京华脉科技股份有限公司三方共建的南京市新型研发机构南京边缘智能研究院。研究院依托国家工程研究中心，致力于物联网、边缘计算和人工智能等关键技术研发、推动技术转移转化、助力地方经济创新发展。紧密结合产业应用中的技术需求，突破工程应用中的瓶颈技术，加快技术到产品的转化效率，保证产品的快速产业化实现。以培育“互联网+”产业、抢占产业制高点为目标，以应用为先导，以示范工程为依托，大力发展“互联网+”系统平台与服务。以促进融合型技术和业务发展、推动系统和终端融合化、多媒体化和集成化升级换代为重点，联合企业开发基于先进网络技术的新一代CPS系统设备、应用终端、服务产品。在智能制造等公共领域集中开展规模化商用试验和应用示范，统筹网络部署、应用系统、技术研发，加快网络设备、智能终端、射频识别、传感器及重要应用系统的研发和产业化。
一.关键技术研发
在未来网络、“互联网+”、智能制造等高新技术领域，智能研究院针对移动通信等行业需求，开展深入研究，进行未来网络路由协议、行业物联网操作系统、智能制造等关键技术攻关，掌握材料、工艺、模型、电路设计、系统自建、平台建设、封装、测试全流程的关键技术。目前已实现多维标识解析与映射技术、多层融合协议技术、智能原生网络技术、云边智能技术、群体智能技术；在未来网络基础层，拥有网络监管技术、网络传输技术、新型路由选择技术、域间通信技术、协议控制与验证技术；在“互联网+”应用服务层，拥有融合服务技术、网络标识管理技术、网络遥测技术、南北向适配技术；构建了自有协议族，包括VSAP视频流传输协议、ADTP抗干扰容迟协议、M2M协议、M2X协议、V2X协议、V2V协议等；针对工业物联网操作系统应用，拥有资源表示与调度技术、操作系统内核开发技术、AI算法优化关键技术、支持异构智能处理器的软件基础运行环境关键支撑技术、基础软件研制技术、资源自适应的智能化调度方法及安全机制关键支撑技术、模式匹配等机器学习技术、多层融合技术、短距离无线通信技术、云边一体化技术、通感算一体化技术；面向智能制造领域自建智能交换系统，拥有核心边缘计算技术、边缘智能交换机技术、边缘代理网关技术、边缘智能中间件技术、人工智能算法、5G+机器视觉技术、5G+智能生产管控技术、5G+视频应用技术、5G+工业线体运行控制技术、5G+园区AI云控技术、5G+智能检测技术、云化AGV技术、GTR智能送料技术、XR+协同评审技术、分布式精准云技术、数字孪生技术。
二.核心产品研发
（1）物联网平台
研究院自主研发了物联网智慧服务平台，是一个高度灵活、多用途的物联网中间件平台，用于实现完整的端到端物联网解决方案，是介于操作系统(包括底层通信协议)和各种分布式应用程序之间的一个软件层，在上层的应用系统和底层终端设备之间起到连接和过渡作用，是减小用户应用需求与网络复杂性差异的一种有效解决方案，对加快物联网大规模产业化发展具有重要作用。
（2）边缘计算网关
自主开发边缘计算网关，①利用边缘计算技术，基于ARM架构，工业级高性能处理器，在数据源头的网络边缘侧进行数据预处理、存储以及智能分析应用，提升操作响应灵敏度、消除网络堵塞，并与云端数据分析形成协同；②多标准互通接入能力：支持多种协议接入，包括ZigBee、蓝牙、RFID、5G/4G，支持数据加密，保证数据接入安全。软硬件各类技术兼容性强；③多种协议转换能力：支持Modbus、CAN、OPC等现场总线协议，实现数据格式转换和统一，支持MQTT、Json、212协议，支持数据加密，与云端平台快速安全对接；④接口丰富：具有RS485、RS232、CAN、ADC等常见的工业端口，方便现场设备接入；⑤网关的可管理性：多种管理方式（云端/本地），具备一定的管理功能，包括注册登录管理、权限管理、任务管理、数据管理、故障管理、状态监测、状态诊断、参数查询和配置、事件处理、控制、固件升级等；⑥应用领域多样：可广泛应用于安防、能源、医疗、建筑、制造、家居、零售和农业等领域。
图 自主研发边缘计算网关
（3）物联网智慧服务系统
物联网智慧服务系统专注IoT消息层，覆盖从边缘到云端，主要包含SISP智慧信息服务平台与SIPS智能信息处理系统。
SISP拥有跨数据机房与亿级接入容量，提供物联网平台建设全生命周期服务；SIPS按照分布式架构建设，拥有千万级接入量、毫秒级时延，支持MQTT、CoAP/LwM2M，拥有丰富的行业协议。
产品主要部署边缘计算平台、终端管理平台、终端连接平台、物联网平台这四大平台，平台使用Apache Thirft 组件进行节点间通信，端点SDK支持多种物联网操作系统和编程语言，平台支持多种类型的物联网网关设备接入和管理，设计兼顾开放性、可配置性、兼容性、安全性等多性能指标。
三.解决“卡脖子”问题，助力形成未来网络自主知识产权
IP面向的是网际互连，是TCP/IP体系中的网络层协议。然而无论是IP本身的知识产权还是DNS服务器都不在中国。这是目前中国未来网络发展的一大“卡脖子”问题，也是研究院致力研究发展的方向，研究院设计一种能够支持网络传输功能的网络标识去完成IP的革命，提高网络的可扩展性，解决互联网现有问题，实现大规模、异构网络的互联互通，分割顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系，以利于两者的独立发展。摒弃传统端到端的设计原则，支持分段互联、多段互联。
针对传统TCP/IP网络在移动性管理能力、内生安全、面向超大连接情况下的扩展性等方面的严重不足，本项目针对未来网络泛在、宽带、智能、安全、融合、绿色等六大主要特征，设计基于时空基准多维属性标识体系，包含对象、通信和应用一体的多维标识体系，从时空基准、多属性、对象能力描述和命名方法、映射机制、以及安全身份认证等方面创新标识内涵，支持网络认知、兼容内生安全体系，支撑未来网络移动性、可溯源、可扩展性和安全性等要求。
针对“互联网+”行业与智能制造业对低时延、高可靠性以及时空精准度等多维属性的要求，研究院研究设计新型网络路由寻址方法，创新出适合各种针对性的快速寻址与路由方法。将有中心与无中心相结合，兼顾网络性能和可靠性；设计面向连接和无连接的寻址方式，在时延、安全性等方面满足多种作战需求；设计新的寻址路由协议，在网络可扩展性、性能、安全性、移动性等方面实现突破。
积极发挥南京邮电大学在边缘计算、人工智能和物联网等领域的科教资源，结合国家和江苏省在产业、政策和投资环境等方面的创新资源优势，专注于理论研究、应用创新、示范应用与技术转移。形成了以学术促进产业，以产业反哺科研的新模式，为学校科技创新、成果转化和服务社会发挥了重要作用，已经形成创新链、产业链、资本链融合发展的良好势头，是学校服务社会的窗口。
四.打造产业化服务平台，助力特色产业高质量发展
边缘智能研究院积极探索市场化运行模式，面向医疗机构研发了“智慧病房管理系统”和“慢病管理系统”，面向电信运营商研发了“油机监控平台”，面向公安和消防研发了“城市级智慧停车联网平台”、“视频智能运维平台”和“智能消防管控系统”，相关成果已经在江苏省人民医院、国家电网公司、盐城市公安局、山西联通、海军航空大学、南京地铁等地落地应用。研究院与奥地利维也纳科技大学、澳大利亚悉尼科技大学等开展国际合作，并成功引进欧洲科学院院士Dustdar教授来宁创业。研究院以学术促进产业，以产业反哺科研，打造了学术链、技术链、产业链“三链”融合发展的新模式，形成了物联网产业发展生态圈。
（1） 重点产业特色服务
边缘智能研究院实现通信与网络核心技术突破，形成完善的系统应用解决方案；实现自主知识产权,形成技术应用标准的完备体系；研发基于物联网的通信与网络应用的系统，推进示范工程建设。建立产业化服务平台，创新商务模式，实现产业服务智慧化；优化产业结构，实现规模应用和产业化发展；建立完善的产业化服务体系。对构建新一代未来网络予以大力支持，以期待在不久的将来突破新一代网络技术壁垒，摆脱长期以来面临卡脖子技术的威胁。
围绕泛在通信环境与物联网、新一代无线网络理论与技术、泛在设备终端设备射频技术与天线、泛在智无线光通信及其集成芯片等研究方向，深入研究完善网络与信息安全的防护技术，实现个大规模异构数据的保密性、完整性、真实性；进一步完善相应的安全技术，设计和实现新的安全架构和技术。以国家中长期科学与技术发展规划为指导，面向国家和江苏省下一代网络与自主应用服务系统产业化发展的需求，结合学校学科整体发展规划，将边缘智能研究院建设特色鲜明、国内一流、国际先进的，面向通信网络发展的需求，研究与开发异构无线网络与信息物理系统、无线接入和传输技术与传输示范系统、海量多媒体信息数据采集与有效处理、物联网大数据处理平台与信息安全、5G+智能制造与泛在应用等关键技术的平台建设、应用示范和商业模式基地，形成具有行业领先水平、结构合理的技术创新团队，构建长效的产学研用合作机制，成为通信与网络领域应用研究成果向工程技术转化的有效渠道，提升企业和行业创新能力，支撑国家和地区未来网络产业发展。
（2） 科技成果转移转化
边缘智能研究院积极发挥南京邮电大学在边缘计算、人工智能和物联网等领域的科教资源，结合国家和江苏省在产业、政策和投资环境等方面的创新资源优势，专注于理论研究、应用创新、示范应用与技术转移。形成了以学术促进产业，以产业反哺科研的新模式，为学校科技创新、成果转化和服务社会发挥了重要作用，已经形成创新链、产业链、资本链融合发展的良好势头，是学校服务社会的窗口。研究院主持国家电网、江苏移动、江苏省人民医院等企业合作项目20余项；与南京华脉科技股份有限公司、小江家护（南京）科技有限公司等建立校企共建实验室。申请国家发明专利100余件，授权发明专利50余件，合同金额超过3000万元。
（3） 服务地方高度认可
边缘智能研究院成功地打造特色品牌，让创新和服务两个要素成为推动地方产业结构转型升级的动力，赢得了江苏省及地方政府和产业界的认可，获得南京市“边缘智能”工程研究中心，江苏省企业研究生工作站，江苏省“慢病大数据应用与智慧健康服务”工程研究中心，南京市“边缘智能”众创空间等多个荣誉称号。
边缘智能研究院的创新工作曾获得南京电视台等媒体的报道，同时，疫情期间研究院研发并投入使用的基于边缘智能技术开发的疫情防控应急指挥平台获得了科技日报、南京日报、江苏省教育厅、中国江苏网、交汇点新闻、南邮官网等媒体报道，人民网、中国江苏网、新华日报、今日头条、农工民主党官网等媒体也对边缘智能研究院做出过报道。
图 边缘智能研究院特色品牌打造
五.建设专业化工程示范基地，助力科技成果产业孵化
边缘智能研究院建设基础：边缘智能研究院现有数字医疗与生物信息、泛在无线通信网络、健康信息终端与感知仪器、大数据分析处理等方面。
图 3S智能信息处理系统与物联网大数据平台
设计开发了3S智能信息处理系统、物联网大数据平台，并在物联网3S智慧医疗服务系统的开发中应用。另外，随着物联网大数据的增加，原有的云计算平台已经无法满足存储需求，对云平台的计算、存储整体进行扩容、扩建，以满足大数据计算的需求。
具有健康服务验证系统、立体视频、虚拟现实实验设备，数字电视测量设备，高速图像处理设备，语音工作站，音频消音室、网络在线检测设备、网络协议分析仪等设备，基于BSS/OSS的实验平台，软件测试平台，NGN网络监测与管理平台，互联网业务流量监测与控制实验平台，P2P等自组织网络实验平台，基于IP的NGN实验平台，认知网络实验平台，无线局域网接入实验平台。
图 泛在网络多终端协同控制平台
六.专业化工程示范基地
面向“互联网+”大规模产业化应用的信息化解决方案，开展工程化验证单项工程，包括健康大数据中心、移动健康医院平台、物联网技术与应用协同创新公共服务平台等。
（1）5G+大数据中心
与中兴合作建立5G+大数据中心，通过统一数据接口、智能云计算及数据云台门户的分层建设，建立数据应用商店，为不同类型用户群实现丰富多样、跨地域、实时的数据应用服务。面向行业应用的移动健康信息服务平台整体架构，面向智能维修行业应用的统一数据接口，实现多源异构数据的无缝集成、实时交互和及时响应；针对行业数据的特点，建设绿色节能、虚拟化、安全可信的新一代数据中心；建立数字孪生行业应用中的智能云计算平台及相关后台处理系统架构模型，在此基础上研究面向海量实时数据的智能融合、分析和处理技术，实现基于异构数据的统计决策、安全防范能力，构建基于大数据中心的智能信息处理能力套件。
图 5G+大数据中心
（2）5G+智能开发平台
边缘智能研究院建设的关键是通过产学研用各方面的协同实现信息通信技术与智能开发、高效服务的有机结合，从而达到通过生理信息传感、智能处理、无线移动传输和网络平台集成，提升智慧化的开发服务能力。为此，在项目建设中，必须充分集成参加各方专家的知识和相关技术，建设支撑技术平台；研究开发全周期的状态监测与分析技术，涵建设包括物理、化学、生物、生理等多类型开发参数大数据综合分析平台；建设无线移动智能终端综合开发平台；建设面向智能开发服务的泛在综合应用平台。
图 面向智能开发服务的泛在综合应用平台
（3）5G+移动监测平台
建立5G+移动监测平台，实现集运营管理、绩效分析、安全管控、险情防范、协同管理为目标的智能化、可视化统一视图，以及具备第三方扩充能力的应用商店；研究现有的物联网信息融合技术，研究面向不同行业应用的基于物联网的信息处理与监管标准，实现对工业线体全流程的监测与管理。
图 5G+移动监测平台
（4）物联网技术与应用协同创新公共服务平台
物联网技术与应用公共服务平台，根据物联网技术创新和产业化应用的发展需求，围绕“互联网+”的行动计划，打造物联网技术与应用协同创新模式，构建三条融合发展的价值链和融合五个平台的物联网技术与应用公共服务平台，为促进江苏区域物联网技术与应用产业发展和推进我省“互联网+”战略行动计划发挥支撑平台和基地的作用。建设目标是以应用创新为基础，以物联网应用技和共性支撑技术研发、物联网标准制定、物联网应用产品检测与分析、行业标准研制、成果转化、物联网行业应用解决方案、物联网产业化等为工作中心，努力打造一个能提供技术检测、研发设计、成果转化、标准制定、人才培养和知识产权等功能的公共技术服务平台，具体包括平台建设、技术创新、产业应用、教育培训和社会服务。
图 物联网技术与应用公共服务平台
（5）基于物联网的居家健康养老智慧服务系统平台
基于物联网的居家健康养老智慧服务系统能够充分利用物联网技术、信息网络技术和现代健康技术的融合与协同，研究建立面向居家健康养老服务的信息系统体系架构，开发居家健康养老环境中多类型传感节点异构协同的虚拟感知终端子系统，开发面向居家健康养老服务需求的多网络协同接入子系统，开发基于大数据融合处理的异构健康服务数据融合处理子系统，开发居家健康养老智慧服务系统，在鼓楼区、江宁区等地方建立示范基地。
图 物联网居家健康养老智慧服务系统
（6）医养结合的养老云服务平台
提出以物联网为技术基础构建域协同的“社区－患者－医院”一体化的疾病管理模式，开发基于家庭和社区的养老云服务平台，形成集养老、监护、诊疗等功能为一体的区域综合化养老信息服务平台；攻克养老健康云服务平台架构、微型智能化健康数据采集终端设备、监护数据融合与分析、老年个人健康档案管理、泛在老年健康咨询、紧急救助、老年疾病诊疗绿色通道、老年疾病双向转诊等关键技术；研发医养结合的养老云服务平台体系下的系列软硬件产品，面向社区和家庭开展老年人健康服务规模化应用示范，真正把健康送到每一个老人，形成便捷化、智能化、一站式、全生命周期的健康管理新模式和新渠道。
图 医养结合的养老云服务平台
七. 产业化项目培育
边缘智能研究院依托国家工程中心平台持续开展边缘操作系统的研究，承担了一系列重大科研任务；拥有实验室机房、成套的计算机系统和网络设备、服务器和数据存储等软硬件支撑平台，为本课题的实施提供良好的研究积累和平台基础，保证本项目顺利实施。边缘智能研究院将边缘操作系统理论与产业相结合，拥有了丰富的社会服务成果，具体包括：
（1）基于大数据智能处理的工业互联网的智慧工厂系统
智慧工厂项目要求基于工业互联网、物联网、智能网关、数字孪生等关键技术，构建全要素全系统全产业链互联互通的新型智慧工厂系统，并在生产车间建立应用示范。即时正确地采集生产、质量、销售、采购、能耗等数据，合理编排生产计划与生产进度，实现公司产购销全流程规范管理，提高生产过程的可控性、提高产品生产效率和产品质量、降低人工成本。
图 工业互联网大数据智慧工厂系统
平台面向工业企业数字化、网络化、智能化需求，设计边缘智能系统进行功能适配，采集海量工业互联网感知层数据，并基于工业互联网海量数据的采集、汇聚、分析提供开放式API接口，结合工业现场实际需求赋能应用。该项目获得南京市政府大力支持，承接江宁区工业互联网试点（示范）项目并形成落地示范，项目共获专项中央财政资金拨款500万。
图 边缘智能系统工业现场实际需求赋能应用
（2）基于智能感知技术的通信基站发电机系统
基于智能感知技术的通信基站发电机管控系统设计了一套涵盖发电机端数据采集器、网关通信设备、云服务平台的实时监测系统，并基于大数据相关算法做相应的处理与分析，对发电机的运行状态做出合理的检测与推断。
图 基于智能感知的通信基站发电机系统
基于智能感知技术进行应用平台与相关系统的开发，实现了从远程准确、实时地动态获取发电机发电量和发电机运行状态的信息，且其集成数据感知装置是便携式设计，将各功能模块以及中心控制模块集成为一个一体式装置，便于发电员携带调度至不同发电机进行运维，具有成本低、实用性强的优点。采集的数据传递至云端服务器后通过实时监控系统终端提供及时故障信息和基于大数据分析出的预警信息，可实时高效地为各类用户提供指导信息。可以很好地解决传统发电机运行监测存在的运维效率低、人为巡检耗时耗力、投入成本高、以及无法从远程实时、准确获取发电机运行数据等缺陷。
图 基于智能感知的通信基站发电机系统产业化展示
建立了面向发电机监控需求的异构网络接入机制，解决了泛在网络环境下多种网络资源融合协同问题。本项目成果已应用于山西晋中基站侧发电机智能监测系统建设，涵盖了全市的特殊环境（野外、荒山等），系统每天接收的发电机数据近千万条，实现了全市多地发电机智能监测系统服务。基于该设备完成了适用于各级地区工作环境下的多域发电机智能监测系统。对提高管理效率、服务质量及成本，实现传统油机改造为智能油机的转变，具有非常重要的理论意义和实用价值。
（3）基于泛在接入与传输技术的海上舢板帆船训练监测保障系统
以自研的边缘操作系统为基础进行设计开发，基于泛在接入与传输技术，主要研发海上舢板、帆船训练监测保障系统，以实现海上军事技能训练环境、船艇位置、状态等信息的远程监测，实现实时传输和存储，提高训练安全管理；通过建立数学模型和大数据分析解决训练效果分析评定问题，通过长期的训练数据积累建立大数据库；可实现指挥员远程训练监控、实时伴随指挥，通过有效的数据比对分析等手段，及时发现异常并立即进行信息告警，提高海上军事技能训练的科学性，最大限度保障海上训练安全。
图 海上舢板帆船训练监测保障系统
驻烟某单位海上舢板帆船训练监测保障系统已完成交付，其智能终端搭载自研边缘操作系统，终端与平台均已通过军方测试，并将进入大面积推广，项目合同预期款800万。
图 监测保障系统推广应用
八.制定行业前沿技术标准，推动新兴产业发展
（1）软件定义网络融合全网感知技术的智源生动态路由协议标准
该标准规定了控制平面与数据平面的南向交互协议、控制平面与开发者的北向交互协议、新型交换机的数据包解析协议、网络层转发协议，组建新型以智为核心的动态网络，适用于采用新型可编程交换机组网环境下的网络状态动态采集，适用于路由动态策略下发与网络传输。
（2） 面向“互联网+”行业综合应用的边缘操作系统应用验证标准
研发面向“互联网+”行业综合应用的边缘操作系统，完成一系列新技术研究、实现和落地，包括大规模异构资源的抽象封装与管理、智能调度与协同管控等机制组成、场景驱动的应用开发集成工具、智能适应异构资源的应用运行时环境、智能应用所需的多模态采集和算法优化技术等，为新型智能操作系统上的应用的开发和演进提供需求表达、代码生成、系统设计、应用部署及维护管理提供支持。
（3）人机物深度融合典型场景下的高可信网构软件应用验证标准
建设我省软件新信息产业标杆企业在工业互联网、智慧医疗等典型人机物深度融合应用场景下的软件系统，深入分析其在5G、人工智能等新技术浪潮的冲击下面临的安全性、可靠性等可信性升级改造需求，开展应用试验，通过真实环境使用反馈的各类性能指标优化相关技术方案，并形成最终领域解决方案，提升我省乃至我国相关企业软件产品的核心竞争力。