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從邊緣走向中心:邊緣計(jì)算在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)嶄露頭角
  • 點(diǎn)擊數(shù):5425     發(fā)布時(shí)間:2019-06-27 11:23:00
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隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)以及云計(jì)算應(yīng)用增加,傳統(tǒng)的云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足終端側(cè)“大連接、低時(shí)延、大帶寬”的需求,邊緣計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。本文分析了邊緣計(jì)算的發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù),總結(jié)了在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的需求,并提出了解決方案。
關(guān)鍵詞:

[ 億歐導(dǎo)讀 ]  隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)以及云計(jì)算應(yīng)用增加,傳統(tǒng)的云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足終端側(cè)“大連接、低時(shí)延、大帶寬”的需求,邊緣計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。本文分析了邊緣計(jì)算的發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù),總結(jié)了在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的需求,并提出了解決方案。

目前業(yè)界對(duì)邊緣計(jì)算(Edge Computing,EG)的定義有很多種。ISO/IEC JTC1/SC38對(duì)邊緣計(jì)算的定義:邊緣計(jì)算是將主要處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)放在網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)的分布式計(jì)算形式[1]。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)的定義:在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邊緣提供IT服務(wù)環(huán)境和計(jì)算能力,強(qiáng)調(diào)靠近移動(dòng)用戶,以減少網(wǎng)絡(luò)操作和服務(wù)交付的時(shí)延,提高用戶體驗(yàn)[2]。邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)的定義:在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)路邊緣側(cè),滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實(shí)施業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求[3]

對(duì)邊緣計(jì)算的定義雖然表述上各有差異,但可以達(dá)成共識(shí):在更靠近終端的網(wǎng)絡(luò)邊緣上提供服務(wù)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)深度融合的產(chǎn)物,是制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的重要載體。邊緣計(jì)算在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的位置如下圖所示。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)由邊緣層、Iaas層、平臺(tái)層和應(yīng)用層組成[4]。邊緣計(jì)算技術(shù)涵蓋設(shè)備接入、協(xié)議轉(zhuǎn)換和邊緣數(shù)據(jù)處理,極大地拓展了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)收集和管理數(shù)據(jù)的范圍和能力。

邊緣計(jì)算發(fā)展歷程

從近5年的谷歌趨勢(shì)可看出,邊緣計(jì)算的關(guān)注度持續(xù)走高,表明邊緣計(jì)算在當(dāng)前信息科技發(fā)展中的重要性愈加凸顯。從圖2中也看出,2016年前,邊緣計(jì)算處于原始技術(shù)積累階段,2017年開(kāi)始邊緣計(jì)算開(kāi)始被熟知,進(jìn)入快速發(fā)展期。

注:圖中數(shù)字代表相對(duì)于圖標(biāo)中最高點(diǎn)的搜索熱度,例如,熱度最高得100分。

邊緣計(jì)算的發(fā)展與面向數(shù)據(jù)的計(jì)算模型的發(fā)展密不可分。為解決面向數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算和存儲(chǔ)過(guò)程中的計(jì)算負(fù)載和帶寬問(wèn)題,在邊緣計(jì)算產(chǎn)生前,研究者進(jìn)行了數(shù)據(jù)邊緣處理和計(jì)算任務(wù)遷移的研究,主要包括分布式數(shù)據(jù)庫(kù)模型、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)等。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括SQL、NoSQL以及NewSQL分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等,主要用于實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)和共享,較少關(guān)注設(shè)備端的異構(gòu)計(jì)算和存儲(chǔ)能力,且所需空間較大,數(shù)據(jù)隱私性較低[5]。P2P計(jì)算技術(shù)與邊緣計(jì)算模式具有很大程度的相似性,但邊緣計(jì)算將P2P的概念擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備,涵蓋了P2P計(jì)算和云計(jì)算的融合[6]。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)是AKAMAI公司提出的一種基于互聯(lián)網(wǎng)的緩存網(wǎng)絡(luò)[7]。邊緣計(jì)算的概念最早可以追溯到2000年左右CDN的大規(guī)模部署,隨著技術(shù)發(fā)展,邊緣計(jì)算遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)CDN的范疇,不局限于邊緣節(jié)點(diǎn)且更強(qiáng)調(diào)計(jì)算功能。

隨著數(shù)據(jù)的爆發(fā)性增長(zhǎng),研究者開(kāi)始探索萬(wàn)物互聯(lián)服務(wù)功能的上行,具有代表性的是移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)、霧計(jì)算和海云計(jì)算。

1、移動(dòng)邊緣計(jì)算

移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)出現(xiàn)于2013年,是在接近移動(dòng)用戶的無(wú)線接入網(wǎng)范圍內(nèi),提供信息技術(shù)服務(wù)和云計(jì)算能力的一種新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并已成為一種標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的技術(shù)[8]。2014年ETSI提出移動(dòng)邊緣計(jì)算術(shù)語(yǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化,并指出:移動(dòng)邊緣計(jì)算提供一種新的生態(tài)系統(tǒng)和價(jià)值鏈。利用移動(dòng)邊緣計(jì)算可將密集型移動(dòng)計(jì)算任務(wù)遷移到附近的網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器。移動(dòng)邊緣計(jì)算同時(shí)也是發(fā)展5G的關(guān)鍵技術(shù)之一,有助于從延時(shí)、可編程性、擴(kuò)展性等方面滿足5G的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

移動(dòng)邊緣計(jì)算模型強(qiáng)調(diào)在云計(jì)算中心與邊緣設(shè)備之間建立邊緣服務(wù)器,在邊緣服務(wù)器上完成終端數(shù)據(jù)的計(jì)算任務(wù),但移動(dòng)終端設(shè)備基本被認(rèn)為不具有計(jì)算能力。相比而言,邊緣計(jì)算模型中的終端設(shè)備具有較強(qiáng)的計(jì)算能力,因此,移動(dòng)邊緣計(jì)算類似一種邊緣計(jì)算服務(wù)器的架構(gòu)和層次,作為邊緣計(jì)算模型的一部分。

2、霧計(jì)算

霧計(jì)算于2012年由思科(Cisco)提出,并被定義為遷移云計(jì)算中心任務(wù)到網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備執(zhí)行的一種高度虛擬化的計(jì)算平臺(tái)[9]。霧計(jì)算通過(guò)在云與移動(dòng)設(shè)備之間引入中間層,擴(kuò)展基于云的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),而中間層實(shí)質(zhì)是由部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣的霧服務(wù)器組成的“霧層”。通過(guò)霧計(jì)算服務(wù)器,可以顯著減少主干鏈路的帶寬負(fù)載和能耗,此外,霧計(jì)算服務(wù)器可以與云計(jì)算中心互連,并使用云計(jì)算中心強(qiáng)大的計(jì)算能力、豐富的應(yīng)用和服務(wù)。

邊緣計(jì)算和霧計(jì)算概念具有很強(qiáng)的相似性,在很多場(chǎng)合表示同一個(gè)意思。二者的區(qū)別上主要體現(xiàn)在處理能力的位置:霧計(jì)算的處理能力在IoT設(shè)備的LAN里,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的IoT網(wǎng)關(guān)(霧節(jié)點(diǎn))用于數(shù)據(jù)收集、處理和存儲(chǔ),處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送回需要該數(shù)據(jù)的設(shè)備。而邊緣計(jì)算進(jìn)一步推進(jìn)了霧計(jì)算LAN內(nèi)處理的理念,在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各設(shè)備中實(shí)施處理,處理能力更靠近數(shù)據(jù)源。

3、海云計(jì)算

萬(wàn)物互聯(lián)背景下,待處理數(shù)據(jù)量將達(dá)到ZB級(jí),信息系統(tǒng)的感知、傳輸、存儲(chǔ)和處理的能力需相應(yīng)提高。針對(duì)這一挑戰(zhàn),中國(guó)科學(xué)院于2012年啟動(dòng)了下一代信息與通信技術(shù)倡議(NICT倡議)。倡議的主旨是要開(kāi)展“海云計(jì)算系統(tǒng)項(xiàng)目”的研究,其核心是通過(guò)“云計(jì)算”系統(tǒng)與“海計(jì)算”系統(tǒng)的協(xié)同和集成,增強(qiáng)傳統(tǒng)云計(jì)算能力,其中,“海”端指由人類本身、物理世界的設(shè)備和子系統(tǒng)組成的終端(客戶端)。

與邊緣計(jì)算相比而言,海云計(jì)算關(guān)注“海”的終端設(shè)備,而邊緣計(jì)算關(guān)注從“海”到“云”數(shù)據(jù)路徑之間的任意計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源,海云計(jì)算是邊緣計(jì)算的一個(gè)非常好的子集實(shí)例。

4、邊緣計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀

邊緣計(jì)算因?yàn)槠渫怀龅膬?yōu)點(diǎn),滿足未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)的需求,引起國(guó)內(nèi)外的密切關(guān)注。2015年,思科、ARM、戴爾、英特爾、微軟和普林斯頓大學(xué)聯(lián)合成立了Openfog聯(lián)盟。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)于2017年3月,將移動(dòng)邊緣計(jì)算行業(yè)規(guī)范工作組正式更名為多接入邊緣計(jì)算,致力于更好地滿足邊緣計(jì)算(包括IoT)的應(yīng)用需求。全球性產(chǎn)業(yè)組織工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟ICC在2017年成立Edge Computing TG,致力于定義邊緣計(jì)算參考架構(gòu)。2016年11月30日,邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在北京正式成立,旨在搭建邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)合作平臺(tái),推動(dòng)運(yùn)行技術(shù)(OT)和信息與通信技術(shù)(ICT)產(chǎn)業(yè)開(kāi)放協(xié)作,引領(lǐng)邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,深化行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。美國(guó)聯(lián)邦政府,包括國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局,在2016年分別把邊緣計(jì)算列入項(xiàng)目申請(qǐng)指南。目前,多所大學(xué)和企業(yè)展開(kāi)關(guān)于邊緣計(jì)算的研究,邊緣計(jì)算領(lǐng)域的相關(guān)國(guó)際會(huì)議已經(jīng)開(kāi)始興起,ACM和IEEE從2016年開(kāi)始聯(lián)合舉辦邊緣計(jì)算的頂級(jí)年會(huì)IEEE/ACM SEC,ICDCS、INFOCOM MiddleWare等重要國(guó)際會(huì)議也都開(kāi)始增加邊緣計(jì)算的分會(huì)或?qū)n}研討會(huì)。在標(biāo)準(zhǔn)化方面,2017年IEC發(fā)布了VEI白皮書,介紹了邊緣計(jì)算對(duì)于制造業(yè)等垂直行業(yè)的重要價(jià)值。ISO/IEC JTC1 SC41成立了邊緣計(jì)算研究小組,以推動(dòng)邊緣計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化工作。

邊緣計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)

1、網(wǎng)絡(luò)

邊緣計(jì)算將計(jì)算推至靠近數(shù)據(jù)源的位置,甚至于將整個(gè)計(jì)算部署于從數(shù)據(jù)源到云計(jì)算中心的傳輸路徑上的節(jié)點(diǎn),因此對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出了新的要求。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(software defined network, SDN)采用網(wǎng)絡(luò)控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離的架構(gòu),利用集中控制替代原有分布式控制,并通過(guò)開(kāi)放和可編程接口實(shí)現(xiàn)“軟件定義”,可以很好地支持計(jì)算服務(wù)和數(shù)據(jù)的遷移。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織IEEE制訂了TSN(Time-Sensitive Networking)系列標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)、時(shí)鐘等關(guān)鍵服務(wù)定義了統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是工業(yè)以太聯(lián)接未來(lái)的發(fā)展方向。

5G數(shù)據(jù)通信技術(shù)是下一代移動(dòng)通信發(fā)展新時(shí)代的核心技術(shù),三個(gè)典型技術(shù)場(chǎng)景為增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、海量機(jī)器類通信和超可靠低時(shí)延通信。邊緣設(shè)備通過(guò)處理部分或全部計(jì)算任務(wù),過(guò)濾無(wú)用信息和敏感信息后,仍需將中間或追中數(shù)據(jù)上傳到云中心,因此5G技術(shù)將是移動(dòng)邊緣終端設(shè)備降低數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)的必要解決方案。

2、計(jì)算

異構(gòu)計(jì)算是邊緣側(cè)關(guān)鍵的計(jì)算硬件架構(gòu),旨在協(xié)同和發(fā)揮各種計(jì)算單元的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),目標(biāo)是整合同一個(gè)平臺(tái)上分立的處理單元使之成為緊密協(xié)同的整體來(lái)協(xié)同處理不同類型的計(jì)算負(fù)荷。同時(shí)通過(guò)開(kāi)放統(tǒng)一的編程接口,實(shí)現(xiàn)軟件跨多種平臺(tái)。異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)包括:內(nèi)存處理優(yōu)化、任務(wù)調(diào)度優(yōu)化和集成工具鏈等。同時(shí),以深度學(xué)習(xí)為代表的新一代AI在邊緣側(cè)應(yīng)用也需進(jìn)一步優(yōu)化。優(yōu)化方向包括自頂向下的優(yōu)化,即把訓(xùn)練完的深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行壓縮來(lái)降低推理階段的計(jì)算負(fù)載;或自底向上的優(yōu)化,即重新定義一套面向邊緣側(cè)嵌入系統(tǒng)環(huán)境的算法架構(gòu)。

3、存儲(chǔ)

邊緣計(jì)算在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理方面具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性要求,相比嵌入式存儲(chǔ)系統(tǒng)而言,邊緣計(jì)算存儲(chǔ)系統(tǒng)具有低延遲、大容量、高可靠性等特點(diǎn)。高效存儲(chǔ)和訪問(wèn)連續(xù)不間斷的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

新一代時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)TSDB是存放時(shí)序數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù),采用分布式存儲(chǔ)、分級(jí)存儲(chǔ)和基于分片的查詢優(yōu)化[10]。TSDB支持時(shí)序數(shù)據(jù)的快速寫入、持久化、多緯度的聚合查詢等基本功能,但依然面臨成本敏感等挑戰(zhàn)。

4、安全

邊緣計(jì)算設(shè)備通常處于靠近用戶側(cè)或者傳輸路徑上,具有更高的潛在可能被攻擊者入侵,因此邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)自身安全性是一個(gè)不可忽略的問(wèn)題。邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的分布式和異構(gòu)型也導(dǎo)致一系列新的安全問(wèn)題和隱私泄露問(wèn)題,同時(shí),也普遍存在共性安全問(wèn)題,包括應(yīng)用安全、網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全和系統(tǒng)安全等。

目前常采用傳統(tǒng)安全方案來(lái)進(jìn)行防護(hù),如通過(guò)基于密碼學(xué)的方法進(jìn)行信息安全保護(hù)、通過(guò)訪問(wèn)控制策略來(lái)對(duì)越權(quán)訪問(wèn)進(jìn)行防護(hù)等。可信執(zhí)行環(huán)境包括Intel軟件防護(hù)擴(kuò)展,Intel管理引擎、X86系統(tǒng)管理模式、AMD內(nèi)存加密技術(shù)、AMD平臺(tái)安全處理器和ARM TrustZone技術(shù)[11]。通過(guò)將應(yīng)用運(yùn)行與可信執(zhí)行環(huán)境中并且對(duì)外部存儲(chǔ)進(jìn)行加解密,可以在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)被攻破時(shí),仍然保證應(yīng)用及數(shù)據(jù)的安全性。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的行業(yè)需求分析

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)孤立,不同行業(yè)的數(shù)字化和智能化水平不同,對(duì)邊緣計(jì)算的需求也存在較大差別。以機(jī)械制造行業(yè)為例對(duì)行業(yè)需求進(jìn)行分析。

機(jī)械制造業(yè)在國(guó)家行業(yè)中處于基礎(chǔ)性地位,同時(shí)也是一個(gè)國(guó)家的支柱型行業(yè)。通過(guò)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,查閱資料、文獻(xiàn)等方式對(duì)機(jī)械制造行業(yè)邊緣計(jì)算現(xiàn)狀和需求進(jìn)行分析,機(jī)械制造行業(yè)整體基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平不一,建設(shè)質(zhì)量參差不齊,普遍面臨如下問(wèn)題:

1、數(shù)據(jù)開(kāi)放性差且工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

目前在機(jī)械制造行業(yè)領(lǐng)域,設(shè)備基本具有數(shù)據(jù)接口,但設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)開(kāi)放性不夠,缺乏數(shù)據(jù)開(kāi)放接口及文檔說(shuō)明。存在RS232、RJ45、Profibus、MTConnect、MODBUS/TCP、Profinet等多種工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)及集成商還會(huì)自己開(kāi)發(fā)各種私有的工業(yè)協(xié)議,各種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、互不兼容,導(dǎo)致協(xié)議適配、協(xié)議解析和數(shù)據(jù)互聯(lián)互通困難。

2、數(shù)據(jù)采集種類有限

機(jī)械制造行業(yè)車間內(nèi)的設(shè)備多數(shù)已有數(shù)據(jù)采集功能,但是采集的種類有限,如數(shù)控機(jī)床多數(shù)能采集電壓、電流等信號(hào),但是振動(dòng)信號(hào)等多需要外置傳感器的方式進(jìn)行采集,部分機(jī)床還沒(méi)有部署此功能。

3、工業(yè)數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性要求難以保證

生產(chǎn)線的高速運(yùn)轉(zhuǎn),精密生產(chǎn)和運(yùn)動(dòng)控制等場(chǎng)景則對(duì)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性要求不斷提高,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)對(duì)于高精度、低時(shí)延的工業(yè)場(chǎng)景難以保證重要的信息實(shí)時(shí)采集和上傳,無(wú)法滿足生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控需求。

4、全車間統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)尚未實(shí)現(xiàn)

機(jī)械制造行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平不一,車間內(nèi)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)水平也參差不齊。部分設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),但尚未形成全車間統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)。

5、工業(yè)數(shù)據(jù)采集存在數(shù)據(jù)安全隱患

工業(yè)數(shù)據(jù)采集會(huì)涉及到大量重要工業(yè)數(shù)據(jù)和用戶隱私信息,在傳輸和存儲(chǔ)時(shí)都會(huì)存在一定的數(shù)據(jù)安全隱患,也存在黑客竊取數(shù)據(jù)、攻擊企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

解決方案建議

基于邊緣計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù),針對(duì)典型行業(yè)的實(shí)際需求,依據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系中的邊緣層架構(gòu),從設(shè)備接入、協(xié)議轉(zhuǎn)換和邊緣數(shù)據(jù)處理三個(gè)方面提出建議方案。

圖3 邊緣計(jì)算體系架構(gòu)

1、設(shè)備接入

針對(duì)典型行業(yè)不同企業(yè)開(kāi)發(fā)專用的數(shù)據(jù)采集聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,為非企業(yè)自主所有的外國(guó)設(shè)備裝上“中國(guó)腦”,徹底改造國(guó)外的自動(dòng)化控制系統(tǒng);為專用設(shè)備配置數(shù)據(jù)采集端口,采用即插即用的方式,安全的從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備里實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行傳輸,解決不同設(shè)備制造商之間設(shè)備的互通互聯(lián),實(shí)現(xiàn)設(shè)備的泛在連接。

2、協(xié)議轉(zhuǎn)換

基于OPC UA設(shè)計(jì)工業(yè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,將現(xiàn)場(chǎng)各種工業(yè)設(shè)備、裝置采用的標(biāo)準(zhǔn)或私有通信協(xié)議轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)OPC UA通訊協(xié)議。針對(duì)異構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線及以太網(wǎng)總線的不同報(bào)文結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),通過(guò)標(biāo)配數(shù)據(jù)接入模塊,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)文拆解。工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持多種網(wǎng)絡(luò)接口、總線協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

3、邊緣數(shù)據(jù)處理

部署邊緣端設(shè)備實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算與云計(jì)算協(xié)同。基于邊緣端設(shè)備,根據(jù)典型行業(yè)數(shù)據(jù)接入特點(diǎn),基于流式數(shù)據(jù)分析對(duì)數(shù)據(jù)即來(lái)即處理,快速響應(yīng)事件和不斷變化的業(yè)務(wù)條件與需求。通過(guò)分布式邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)和知識(shí)的交換,支持計(jì)算、存儲(chǔ)資源的橫向彈性擴(kuò)展,完成本地的實(shí)施決策和優(yōu)化操作,同時(shí)將非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聚合后送到云端處理,實(shí)現(xiàn)與云計(jì)算協(xié)同。

總結(jié)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域典型行業(yè)由于數(shù)字化、智能化水平不一,對(duì)邊緣計(jì)算的需求也不盡相同,但隨著網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)和安全等方面技術(shù)的不斷提升,邊緣計(jì)算將充分利用物端計(jì)算能力,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的泛在連接和邊緣管理。

可預(yù)見(jiàn)的是,隨著應(yīng)用在計(jì)算部署上的靈活性不斷增加,云計(jì)算和邊緣會(huì)走向融合,并越來(lái)越難以區(qū)分。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)中充滿了隨處可取、隨處即用的計(jì)算能力時(shí),“泛在計(jì)算”將應(yīng)運(yùn)而生。

來(lái)源:億歐

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