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物聯(lián)網(wǎng)正在迅速發(fā)展,并向萬物互聯(lián) (IoE) 邁進(jìn)。在全連接時(shí)代,設(shè)備連接數(shù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量的激增推動了邊緣計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新地將邊緣計(jì)算架構(gòu)帶入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,在靠近物的邊緣提供數(shù)據(jù)處理、存儲和應(yīng)用。它解決了物聯(lián)網(wǎng)通信的“最后一公里”問題,實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能連接和高效管理。邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)(簡稱 邊緣網(wǎng)關(guān))將云端功能擴(kuò)展到本地的邊緣設(shè)備,使邊緣設(shè)備能夠快速自主地響應(yīng)本地事件,提供低延時(shí)、低成本、隱私安全、本地自治的本地計(jì)算服務(wù)。邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān):具有強(qiáng)大的邊緣計(jì)算功能,為邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)提供強(qiáng)勁的計(jì)算資源,并有效分擔(dān)云端負(fù)荷。顧名思義,具有邊緣計(jì)算的網(wǎng)關(guān)稱為邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)。
下面我們從四個(gè)方面來介紹邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)
1、為什么我們需要邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)?
2、緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)有什么用途?
3、緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)的主要特點(diǎn)
4、緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)的典型應(yīng)用
為什么我們需要邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)?
如今,物聯(lián)網(wǎng)已成為推動全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量。
什么是物聯(lián)網(wǎng)?簡單地說,物聯(lián)網(wǎng)讓物聯(lián)網(wǎng),它的最終目標(biāo)是連接一切。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)開始數(shù)字化轉(zhuǎn)型,將越來越多的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測,到2025年,全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將達(dá)到1000億。在這一趨勢下,企業(yè)將面臨以下挑戰(zhàn):
當(dāng)海量數(shù)據(jù)遷移到云端進(jìn)行處理時(shí),缺乏實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析處理能力,大大增加了云端的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)。
以集中部署和管理眾多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用程序以及多樣化的接口和協(xié)議。邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng):邊緣計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合邊緣計(jì)算極大地簡化了云端海量終端數(shù)據(jù)的處理。
邊緣計(jì)算部署在靠近事物或數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)邊緣,通過一個(gè)集網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲和應(yīng)用能力于一體的開放平臺,提供邊緣智能服務(wù)。終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)直接在網(wǎng)絡(luò)邊緣本地實(shí)時(shí)分析處理,無需上傳云端處理。邊緣計(jì)算滿足行業(yè)數(shù)字化對敏捷連接和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)優(yōu)化的關(guān)鍵要求。
邊緣計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合催生了邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)。邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)將邊緣計(jì)算架構(gòu)引入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。在靠近設(shè)備或數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)邊緣部署集網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲和應(yīng)用能力為一體的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),可以在網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)上提供設(shè)備管控服務(wù)。因此,邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)解決了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信的“最后一公里”問題,實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能連接和高效管理。
邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)致力于滿足以下要求:
下圖是邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),具有邊緣智能和云管理的特點(diǎn)。通過網(wǎng)關(guān)開放的邊緣計(jì)算能力,邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)快速適應(yīng)各行各業(yè)的智能數(shù)據(jù)處理需求,實(shí)現(xiàn)毫秒級關(guān)鍵業(yè)務(wù)快速響應(yīng)、數(shù)據(jù)本地聚合優(yōu)化、高價(jià)值數(shù)據(jù)主動回傳到云端。
邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)使用兩個(gè)核心組件:邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺。
邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)是具有邊緣計(jì)算能力的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),對海量終端數(shù)據(jù)進(jìn)行本地分析處理。
支持豐富的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接口(如PLC、RF、RS-485、DI)和協(xié)議,靈活接入各種傳感器和終端。
開放軟硬件資源,支持容器部署。行業(yè)應(yīng)用可按需部署在容器中,實(shí)現(xiàn)接入終端設(shè)備數(shù)據(jù)本地處理。
基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺可以與各種行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián),實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的智能連接:
采用云管理架構(gòu),集中管理大量終端設(shè)備,降低運(yùn)維成本。
用開放式架構(gòu),開放標(biāo)準(zhǔn)北向應(yīng)用編程接口(API),與第三方行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)互通。
緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)的主要特點(diǎn)
云平臺開放
在邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)解決方案中,基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺利用云計(jì)算技術(shù)在云端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、容器和應(yīng)用的統(tǒng)一管理。平臺還提供開放的北向API,支持與第三方行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的靈活對接,如下圖所示。
開放式架構(gòu)
云物聯(lián)網(wǎng)平臺采用開放式軟件架構(gòu),提供標(biāo)準(zhǔn)RESTful北向API,與各行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用增值服務(wù)。
服務(wù)融合
基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺對網(wǎng)關(guān)、容器和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一管理,并支持容器和應(yīng)用的安裝。
基于云的部署
基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺支持分布式集群部署、無縫擴(kuò)容、集中管理大量物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。
網(wǎng)關(guān)開放
如下圖所示,邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)支持容器部署,允許用戶在容器中安裝自己的業(yè)務(wù)應(yīng)用。此外,它還為容器和應(yīng)用程序調(diào)用資源提供了各種eSDK接口。
Container是一種基于Linux的輕量級虛擬化隔離方法。傳統(tǒng)的虛擬機(jī)由 CPU、內(nèi)存、磁盤和外圍設(shè)備組成,用作真機(jī)。相比之下,Linux 容器基于 Linux 內(nèi)核實(shí)現(xiàn)資源隔離和分配,使其中的應(yīng)用程序認(rèn)為它們運(yùn)行在獨(dú)立的機(jī)器上。
邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用
邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)已廣泛應(yīng)用于配電、智慧城市、智慧綜合能源服務(wù)(IES)等領(lǐng)域。它已成為跨行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動力。下面介紹邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)在配電和智能IES場景中的應(yīng)用。
配電物聯(lián)網(wǎng)
配電物聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)配電自動化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。這解決了許多傳統(tǒng)工控技術(shù)無法解決的長期存在的問題,例如對眾多終端設(shè)備的管理以及業(yè)務(wù)管理和控制。因此,配電物聯(lián)網(wǎng)可以提供更好的用戶服務(wù)體驗(yàn),提高服務(wù)運(yùn)營效率。
在配電物網(wǎng)場景中,邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)采用“云-管-邊-端”架構(gòu),實(shí)現(xiàn)全連接和智能管理。
云:指云主站。它由下一代配電自動化主站、微應(yīng)用管控中心和Agile Controller-IoT組成。這些組件協(xié)同提供各種服務(wù)和功能,包括配電終端單元 (DTU) 管理、在線設(shè)備監(jiān)控、停電故障修復(fù)、資產(chǎn)管理、大數(shù)據(jù)分析和人工智能 (AI) 應(yīng)用程序。
管道:指用于實(shí)現(xiàn)云與邊緣之間數(shù)據(jù)交換的通信網(wǎng)絡(luò)。WAN 通信網(wǎng)絡(luò)包括以太網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)。本地通信網(wǎng)絡(luò)主要使用PLC-IoT、RF-Mesh等通信技術(shù)在終端設(shè)備和邊緣之間傳輸數(shù)據(jù)。
邊緣:在網(wǎng)絡(luò)邊緣部署邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),提供容器平臺,允許用戶在容器中安裝業(yè)務(wù)應(yīng)用,滿足業(yè)務(wù)需求。此外,邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)在容器中提供開放的 API 供應(yīng)用程序調(diào)用。
設(shè)備:低壓配電設(shè)備采用智能核心通信模塊,實(shí)現(xiàn)智能終端設(shè)備與邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)之間的通信。華為提供智能核心通信模塊和開放API,供第三方廠商進(jìn)行低壓設(shè)備的二次集成。