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物聯(lián)網(wǎng)中的冗余

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:嵌入式計算設(shè)計 ? 作者:Nick Cravotta ? 2022-10-14 09:22 ? 次閱讀
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無論你認為加州最近的停電實際上是為了消防安全還是PG&E的政治姿態(tài),一個明確的是:電力可以在幾乎沒有警告的情況下關(guān)閉。

電源故障應(yīng)該是良好的IT災(zāi)難計劃的一部分。但是,當(dāng)它們都被故意關(guān)閉時,擁有冗余電源并不重要。許多企業(yè)可以通過發(fā)電機和良好的汽油供應(yīng)來緩解長時間的停電。業(yè)務(wù)可以繼續(xù),基本上照常進行。

除非訪問互聯(lián)網(wǎng)對操作至關(guān)重要。

備用電源可以使路由器啟動并再次運行,但它無法支持將企業(yè)連接到Internet的接入點的基礎(chǔ)架構(gòu)。就我而言,我必須行駛40英里才能到達有電源和工作WAN連接的位置。

計劃內(nèi)停電凸顯了每個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計人員需要考慮的一個主要架構(gòu)和設(shè)計問題:如果電源但沒有互聯(lián)網(wǎng),會發(fā)生什么?

智能世界,單點故障

工廠、建筑物和城市等智能應(yīng)用程序使用云的原因有很多,包括數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析。當(dāng)對云的訪問受損時,對此存儲和異地智能的訪問將中斷。對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的影響取決于它對這些云資源的依賴。

考慮一個由Alexa控制的智能燈泡。Alexa 將語音處理卸載到云中。沒有互聯(lián)網(wǎng),沒有亞歷克莎。但是,由于智能燈泡連接到本地網(wǎng)絡(luò),因此像手機這樣的本地處理器可以作為智能設(shè)備的冗余UI。因此,用戶仍然可以以不同的方式控制燈光。

當(dāng)您在智能工廠車間工作時,問題變得更加復(fù)雜。如果運行工業(yè)機器的程序保存在云中,則機器將無法訪問其程序并且無法運行。在中斷期間,發(fā)電機可以為機器供電,但機器仍然不能使用,除非有其程序的冗余(即本地)副本以及將它們發(fā)送到機器的機制。在這種情況下,互聯(lián)網(wǎng)訪問代表單點故障。

這并不是說物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要冗余的互聯(lián)網(wǎng)。相反,他們需要一種替代方法來實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入。換句話說,您需要提供一種本地方法來執(zhí)行在云中執(zhí)行的操作。不幸的是,遷移到云的原因是這些資源不必是本地的,也不必在不使用時付費。如果本地資源可用,那么云首先確實是必要的。

事實上,大多數(shù)應(yīng)用程序不需要完全的互聯(lián)網(wǎng)冗余。在許多情況下,云提供了其他功能,例如優(yōu)化工作負載、分析傳感器數(shù)據(jù)或啟用預(yù)測性維護。從長遠來看,這些功能通常會提高效率并降低運營成本。如果這些類型的自動化功能以可選或有條件的方式實現(xiàn),則可以使系統(tǒng)在沒有它們的情況下運行。如果工廠在運行效率較低(即沒有優(yōu)化)和根本不運行之間做出選擇,那么運行效率較低的工廠無疑會獲勝。

任務(wù)關(guān)鍵型功能(如程序存儲)將需要本地冗余(即備份功能)。但是,請考慮實際需要多少冗余。例如,并非工廠車間的每臺機器都需要自己的程序服務(wù)器。由于程序加載不規(guī)則,因此單臺計算機可能能夠提供臨時修復(fù)程序,雖然不是最有效或最方便的方法,但仍能保持業(yè)務(wù)運行(即,功能降低)。

云通常用于自動化功能,例如觀察系統(tǒng)是否遇到問題并需要人工干預(yù)。如果云不可用,本地計算機可以接管此任務(wù)。這要求軟件的非云版本可用?;蛘撸腥丝梢宰咴诘匕迳蠈ふ议W爍的紅燈,以便機器可以繼續(xù)運行。

一些云函數(shù)收集數(shù)據(jù)并對其進行分析。例如,傳感器可以跟蹤電機性能以識別問題并調(diào)整操作算法,以提高性能并降低故障風(fēng)險。此數(shù)據(jù)不是運行時所必需的,缺乏訪問權(quán)限不應(yīng)關(guān)閉計算機。但你必須以這種方式設(shè)計它。

很多時候,云被用來收集數(shù)據(jù)。如果云已關(guān)閉,則系統(tǒng)可以緩沖數(shù)據(jù)或根本不收集數(shù)據(jù)??紤]數(shù)據(jù)是什么,以及它是否如此重要,以至于用戶在無法捕獲計算機時寧愿不運行計算機。如果數(shù)據(jù)與計費等重要事項有關(guān),則系統(tǒng)仍然可以運行。企業(yè)可以對客戶有利。每小時賺得比賠錢要好。企業(yè)還可以選擇老派,使用紙和筆作為最后的手段。

物聯(lián)網(wǎng)中的冗余對于需要云訪問才能運行的自動駕駛汽車來說也是一個嚴(yán)肅的考慮因素。重要的不是車輛的互聯(lián)網(wǎng)接入,而是他們賴以做出安全駕駛決策的所有智能城市傳感器。當(dāng)所有智能傳感器都因計劃停電而關(guān)閉時,車輛會停在街上嗎?還是人們會被困在家里,無法開車?

世界在云之前工作。最近的停電事件非常清楚地表明,我們將定期提醒我們這一點。如果這使得互聯(lián)網(wǎng)接入成為單點故障,那么我們就無法節(jié)省這么多錢來建造智能工廠,建筑物和城市。

審核編輯:郭婷

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