現(xiàn)代生活中，連接至物聯(lián)網(wǎng)的智能設(shè)備愈來愈多，在給我們的工作生活帶來便利的同時(shí)，也產(chǎn)生了龐大的數(shù)據(jù)。科學(xué)家們預(yù)估，海量數(shù)據(jù)將會(huì)給物聯(lián)網(wǎng)中心的云功能帶來很大的計(jì)算負(fù)擔(dān)。因此，人們正在尋求邊緣計(jì)算技術(shù)的幫助，以此擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)的邊緣優(yōu)勢(shì)。

IoT Edge，即物聯(lián)網(wǎng)邊緣，是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的一種術(shù)語，包含設(shè)備、傳感器、執(zhí)行器、網(wǎng)關(guān)等遠(yuǎn)離云端服務(wù)器的系統(tǒng)端點(diǎn)。而邊緣計(jì)算是一種將計(jì)算和分析放在數(shù)據(jù)源附近的新興技術(shù)，能夠?yàn)楣I(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供通用和可擴(kuò)展的基礎(chǔ)。

本期歐時(shí)課堂將為大家簡(jiǎn)要介紹IoT Edge的相關(guān)信息，以及邊緣計(jì)算在應(yīng)用上的技術(shù)潛力和應(yīng)用場(chǎng)景，幫助大家更好地將物聯(lián)網(wǎng)的邊緣優(yōu)勢(shì)最優(yōu)化。

急速擴(kuò)大的互聯(lián)網(wǎng)邊緣

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，需要連接的“事物”數(shù)量持續(xù)增加。根據(jù)Strategy Analytics最近的一份報(bào)告，到2025年，全球?qū)⒂谐^380億臺(tái)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)；到2030年，這一數(shù)字還將增加到500億。

但物聯(lián)網(wǎng)邊緣的急速擴(kuò)張，也給整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理帶來了考驗(yàn)，可擴(kuò)展性、靈活性和可管理性成為更重要的考慮因素。例如，如何能夠處理越來越大的互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)流，而不會(huì)受到諸如延遲之類問題的阻礙？在無法穩(wěn)定可靠地獲得蜂窩連接的情況下會(huì)發(fā)生什么？

目前，解決方案越來越多地取決于更加分布式的計(jì)算拓?fù)?，該拓?fù)湎宋锫?lián)網(wǎng)對(duì)集中式基礎(chǔ)設(shè)施的依賴，并將實(shí)時(shí)計(jì)算和分析推向了邊緣——邊緣計(jì)算誕生了。

邊緣計(jì)算的應(yīng)用潛力

邊緣計(jì)算技術(shù)能夠提供授權(quán)權(quán)限來控制定義的操作參數(shù)內(nèi)的特定功能，同時(shí)還提供運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序的環(huán)境，而無需持續(xù)的云連接，極大地提高了靈活性和敏捷性。GSMA最新的用例報(bào)告，確定了許多在物聯(lián)網(wǎng)邊緣部署邊緣計(jì)算的應(yīng)用潛力，這些包括：

● 低延遲：通過將計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)放置在離現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備更近的地方，從而減少了通信往返的等待時(shí)間。

●物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命更長(zhǎng)：隨著通信信道開放時(shí)間縮短，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命得以延長(zhǎng)。

● 訪問數(shù)據(jù)分析和AI：邊緣處理能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以全部結(jié)合起來，支持原位分析和AI技術(shù)的發(fā)展。

這些都說明了，采用邊緣計(jì)算可能會(huì)在醫(yī)療保健、零售、汽車、公用事業(yè)和物流等眾多行業(yè)中創(chuàng)造大量機(jī)會(huì)，使物聯(lián)網(wǎng)的邊緣優(yōu)勢(shì)最優(yōu)化。因此，無論是對(duì)于電子產(chǎn)品供應(yīng)商，還是能夠從中受益的企業(yè)，了解邊緣計(jì)算的潛力都變得至關(guān)重要。

尋找物聯(lián)網(wǎng)的邊緣

那么，可能生成或使用數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)邊緣在哪里？實(shí)際上，“邊緣”可以在有要求和能力執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，并將信息轉(zhuǎn)換為可操作見解的任何地方，例如工廠、海上平臺(tái)、水處理廠或道路上的車輛。

典型的邊緣架構(gòu)將包括通過使用各種現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議（例如藍(lán)牙、Zigbee和WiFi）與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，然后最終與物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)進(jìn)行通信。這種基礎(chǔ)架構(gòu)已經(jīng)得到廣泛使用，但是仍然存在一些技術(shù)和操作障礙。

就實(shí)施障礙而言，安全性可能是最大的問題。由于邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的更復(fù)雜和相互關(guān)聯(lián)的性質(zhì)，似乎使其更容易在最脆弱點(diǎn)受到惡意軟件入侵等攻擊。不過，目前有許多先進(jìn)的安全工具和技術(shù)可以有效地應(yīng)用，也可以通過安全的傳輸鏈接來執(zhí)行固件更新，并且邊緣使任何攻擊都難以破壞整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

另一個(gè)潛在障礙是，為邊緣建立可靠的業(yè)務(wù)案例并準(zhǔn)確識(shí)別投資回報(bào)。由于企業(yè)希望通過將數(shù)據(jù)處理推離集中式平臺(tái)來實(shí)施邊緣部署，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大量投資。但是改變等于風(fēng)險(xiǎn)——有效的邊緣需要一個(gè)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、漸進(jìn)的實(shí)施方法，要求對(duì)一系列關(guān)鍵要素進(jìn)行全面評(píng)估。

這些包括現(xiàn)有的遺留基礎(chǔ)設(shè)施，例如工業(yè)控制、連接、分析，以及通過應(yīng)用人工智能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的潛力。簡(jiǎn)而言之，邊緣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)視為演化，而不是革命，它使企業(yè)有信心以最適合的速度取得進(jìn)步。

邊緣計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，許多新應(yīng)用程序可能需要在有限或間歇的連接下運(yùn)行，并且設(shè)備上需要足夠的計(jì)算能力，因此邊緣計(jì)算得到了大量的實(shí)際應(yīng)用機(jī)會(huì)：

01

自動(dòng)駕駛汽車

未來的無人駕駛汽車可能是邊緣計(jì)算的最明顯應(yīng)用。在這里，它可以實(shí)時(shí)收集和分析多種板載車輛傳感器接收的數(shù)據(jù)，并安全、可靠地做出反應(yīng)。智能的板載邊緣計(jì)算消除了無人駕駛汽車的延遲問題，為在靠近數(shù)據(jù)源的地方做出準(zhǔn)確、快速的決策提供了基礎(chǔ)。

02

面部識(shí)別

如今面部識(shí)別技術(shù)已成為基于視頻的監(jiān)控、訪問控制和許多其他方案的主要推動(dòng)力。從監(jiān)控上傳來的視頻會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到高性能后端進(jìn)行處理，需要較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬。而通過將邊緣計(jì)算部署用于圖像的預(yù)處理和過濾，云端的面部識(shí)別引擎僅識(shí)別質(zhì)量最好的關(guān)鍵幀，就可以減少計(jì)算經(jīng)費(fèi)并提高系統(tǒng)可靠性。

03

預(yù)測(cè)性維護(hù)

公用事業(yè)、鐵路、石油和天然氣以及建筑等行業(yè)的工業(yè)資產(chǎn)通常復(fù)雜且多種多樣，因此維護(hù)這些設(shè)備可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。通過將智能推向邊緣，可以更有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)節(jié)省云計(jì)算成本，提供更廣泛的資產(chǎn)監(jiān)控和部署的可能性。

04

質(zhì)量控制

許多制造商在努力滿足客戶對(duì)更低價(jià)格、更短交貨時(shí)間和更好選擇的期望。使用強(qiáng)大的邊緣計(jì)算，特別是通過使用可分析視頻流，識(shí)別質(zhì)量異常并觸發(fā)即時(shí)警報(bào)的深度學(xué)習(xí)算法，可以極大地改善質(zhì)量控制，并減少質(zhì)量問題對(duì)生產(chǎn)線的影響。

05

可穿戴設(shè)備

可穿戴設(shè)備在工廠車間中的作用越來越大，隨著低功耗處理能力的不斷發(fā)展，以AI為中心的邊緣設(shè)備有潛力改善可穿戴設(shè)備的用戶體驗(yàn)，從而提供更快、更令人印象深刻的可視化效果。

毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)的邊緣將繼續(xù)存在，并持續(xù)擴(kuò)張下去，邊緣計(jì)算也在一系列應(yīng)用中展現(xiàn)了更快、更通用的潛力。隨著物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，人們還將越來越多地以安全且具有成本效益的方式，實(shí)施部署邊緣計(jì)算，以使物聯(lián)網(wǎng)邊緣發(fā)揮最大潛力。

編輯：jq