中国大学生计算机设计大赛（下面简称“4C”或大赛）是由教育部计算机相关教指委于2008年创办的、我国最早的面向普通高校本科生的赛事之一。大赛的目的是以赛促学、以赛促教、以赛促创，为国家培养德智体美劳全面发展的应用型、复合型、创新型人才服务，是教育部A类学科竞赛赛事之一。

在云端层，我们构建了集控制、训练与分析于一体的智慧大脑。统一控制台提供全局资源拓扑与运行状态的可视化监控，实现对边缘节点与终端设备的批量管理与OTA升级。集成化的AI开发平台支持基于Jupyter和Kubeflow的模型训练流水线，并能自动将训练好的模型进行蒸馏、压缩后下发至边缘或终端。云端数据湖汇聚全链路数据，支持学生进行离线分析、趋势预测和联邦学习等高级实验。这一层不仅赋能教学中的集中管控与智能开发，更为科研提供了可扩展的大数据与算力基础。

在边缘层，我们基于KubeEdge等云原生边缘计算框架构建了分布式的区域智能中心。每个边缘节点实为轻量化的Kubernetes集群，既能接受云端的统一编排与管理，又能在网络中断时实现本地自治。该层部署了边缘AI推理服务、流式规则引擎与本地消息总线，能够对终端数据进行实时聚合、分析与决策，执行如视频结构化分析、工业异常实时检测等低延迟任务。通过这一层，学生可直观学习从云端“下沉”应用到边缘、管理边缘服务网格以及设计边端协同算法的全过程，掌握产业界主流的边缘智能化范式。

在终端层，我们的方案核心在于实现海量异构设备的智能纳管与轻量化协同。通过提供统一的设备SDK与数字孪生建模框架，我们将各类传感器、摄像头、工控设备等终端抽象为可被上层统一管理的数字实体，并支持基于TensorFlow Lite或TinyML的轻量级AI模型本地部署与推理。同时，我们创新性地引入了高保真软件模拟终端集群，使学生在物理设备有限的情况下，依然能进行大规模设备接入、故障注入和边缘协同策略验证实验，从而彻底解决传统实验室“重硬轻软、难规模化”的痛点。

整个三层架构通过安全可靠的网络信道连接，并由协同调度引擎与全链路可观测系统贯穿始终。调度引擎能根据网络状况、资源负载与业务需求，智能地将计算任务动态分配至云、边、端最合适的节点执行；可观测系统则提供从终端传感数据到云端训练任务的全链路追踪与度量可视化。