物聯網之邊緣服務

2021-10-06 16:48:57 字數 1653 閱讀 2511

邊緣服務,主要是在本地提供就近服務,滿足實時性、成本、安全與隱私保護等方面的訴求。許多業務將通過本地裝置實現而無需交由雲端,大大提公升處理效率,減輕雲端的負荷。

邊緣服務其實繼承了很多傳統自動化控制理念和業務概念,其又稱邊緣計算,則會涉及更多關於資料計算處理功能。在傳統的自動化控**務中,諸如資料歸一化、資料清洗、資料記錄、資料分析等在物聯網邊緣服務同樣適用,但又有通過雲邊協同的大資料處理來進行智慧型**,或生產、倉儲、物流等環節的生產資料的實時全鏈監控、跟蹤等等全新的內容。

下面看看邊緣服務都有那些基礎功能要求,又有那些高階功能要求。

基礎功能:

資料採集,通過不同的介面驅動與裝置通訊,獲得裝置推送的通訊報文。

報文解析或協議解析,這裡主要是指業務應用協議的報文解析,例如將裝置的modbus協議解析為具體的業務結構化資料。

資料清洗或過濾,裝置端資料採集很頻繁,通常到毫秒級別,這是確保實時性的需要,但是很多採集到的資料是大量冗餘的。最常見的做法就是對實時資料進行標註,實現在資料變位或一定間隔內定期進行上送、記錄等資料處理,進而加強與雲端通訊的有效性,又能降低通訊成本。

本地場景聯動(自動化排程策略),就是本地裝置之間發生關聯,產生業務鏈的一種業務規則,而聯動策略支援預先或實時配置。例如溫度感測器獲取的資料大於32度時,開啟空調的供電,並在間隔數秒後啟動空調。

分析告警,主要是實時分析,這和場景聯動前置很像,都是通過條件判定生成輸出,只不過場景聯動輸出的是新業務鏈排程,而分析告警輸出的是異常處置、訊息預警等等。訊息預警一般可以通過簡訊、郵件等方式,需要注意告警過濾策略很重要,防止訊息淹沒和提高告警精準度。

上面所列的基礎功能在傳統自動化控制系統中一樣存在,而高階功能:

本地機器學習,通常的做法是在雲端訓練好模型然後遠端部署到本地,在本地進行推理計算,提高業務穩定性和計算速度。

函式計算,本地各種事件業務的處置函式,諸如實現資料過濾歸

一、構建孿生資料和業務模型、資料**或提供第三方服務介面等等。

在實際專案中邊緣服務(計算)部署的載體通常有兩大類:

工業pc類,例如工控機、迷你電腦、工業電腦、伺服器,系統一般採用linux/win/ android,主要是部署資源要求相對較高的邊緣服務。通常這些裝置提供rj45、wifi、4g等通訊方式與雲端通訊。

嵌入式裝置,系統一般採用mcliunx、arm_linux、ppc-linux等或專有物聯網作業系統如alios-things,huawei liteos,rt-thread等,主要部署資源要求相對較低的邊緣服務。通常這些裝置會附帶wifi、4g等通訊模組實現與雲端通訊。

邊緣服務(計算)之上的霧計算,基於微型伺服器、工控機、嵌入式裝置的計算力問題,在區域性範圍為邊緣服務或裝置提供計算服務。霧計算相比邊緣服務具有更強的計算力和覆蓋範圍,相比雲平台具有更低的時延。霧計算,是一種分布式的計算模型,作為雲資料中心和物聯網(iot)裝置/感測器之間的中間層,它提供了計算、網路和儲存等能力,也可以看做是擴充套件的邊緣計算。

本人認為目前邊緣服務的最需解決的技術難點:

其一,確保資料採集既穩定可靠又精確無誤,尤其針對不同裝置、不同協議資料採集確保時延、時序、遞序是極不容易的事情。

其二,標準化與通訊,減少與行業標準間的隔閡,打破裝置隔離,提高互操作性,完善資料保護和訪問機制。

其三,動態排程能力,綜合考慮排程的粒度、組合、依據等,在邊緣裝置能耗、計算延時、傳輸資料量、頻寬等指標之間尋找平衡的解決方案。

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