1、延迟问题
延迟是指处理和分析捕获数据所需的时间。连接到互联网的设备必须在100毫秒内响应,有时甚至不到10毫秒。因此,计算过程必须尽可能本地化,以抵消远距离传输数据的固有延迟。
通过物联网中的边缘计算,计算将在源头附近完成,例如传感器,如果汽车上的传感器判断出将要发生碰撞,那么系统就必须具有足够的确定性,能够在一定的时间范围内部署安全气囊,如果在长距离传输数据方面有任何滞后,那就是根本不安全的。
2、带宽问题
运行软件和生成数据的大多数物联网设备需要链接到云以存储和进一步处理该数据。因此,需要大量的功率和带宽将IoT数据传输到云。
在物联网中使用边缘计算,组织可以减少互联网带宽的使用,因为可以在源附近处理大量数据。
例如,边缘计算相机可以通过分析警察仪表板的视频源来帮助执法机构减少带宽,相机摄像头可以实时生成大量的视频和音频记录,但只有在必要时才将相关数据发送到云端。
3、带宽成本问题
物联网应用程序生成大量相对低价值的时间序列数据。这意味着带宽成本,设备获得带宽的机会成本,存储和分析成本,以及云中这些低价值时间序列数据的计算成本。
有了边缘计算,这些数据就可以被捕获,如果有必要的话,在将数据发送到云或其他上游聚合点之前进行分析和汇总,这比通过WAN链路发送未经过滤的数据要便宜得多,后者通常非常昂贵。
4、传统系统连接问题
公司经常连接到物联网的传统系统具有非IP/以太网接口。因此,他们需要来自模拟或专有系统接口的物理转换,以便能够使用和分析数据。这只能在生成数据的原始设备旁边完成。
这是物联网中的边缘计算可以提供帮助的地方。边缘可以充当新旧之间的中介,为没有现代计算能力的传统资产添加智能功能。
5、物联网安全问题
尽管云服务提供商已经为终端客户的物联网产品开发了出色的安全性,但运营技术专业人员仍然担心他们的敏感数据一旦离开企业的墙壁就不会安全。
为了解决这个问题,可以在边缘添加更多智能来保护系统,使其更强大,可以抵御黑客攻击和入侵。因此,任何中断都将仅限于边缘计算设备和这些设备上的本地应用程序。
边缘计算在物联网中应用的领域非常广泛,特别适合具有低时延、高带宽、高可靠、海量连接、 异构汇聚和本地安全隐私保护等特殊业务要求的应用场景。为了打造更适合行业应用的物联网通讯终端产品,四信通信充分利用边缘计算技术,大力研发生产出了F-G200边缘计算网关,该系列产品可帮助用户快速接入高速互联网,实现安全可靠的数据传输。
按照中国电子技术标准化研究院和阿里云计算有限公司联合发布的《边缘云计算技术及标准化白皮书》里给出的边缘云计算定义为:边缘云计算,简称边缘云,是基于云计算技术的核心和边缘计算的能力,构筑在边缘基础设施之上的云计算平台。形成边缘位置的计算、网络、存储、安全等能力全面的d性云平台,并与中心云和物联网终端形成“云边端三体协同” 的端到端的技术架构,通过将网络转发、存储、计算,智能化数据分析等工作放在边缘处理,降低响应时延、减轻云端压力、降低带宽成本,并提供全网调度、算力分发等云服务。边缘云计算的基础设施包括但不限于:分布式 IDC,运营商通信网络边缘基础设施,边缘侧客户节点(如边缘网关,家庭网关等)等边缘设备及其对应的网络环境。边缘云计算本质上是基于云计算技术,为“万物互联”的终端提供低时延、自组织、可定义、可调度、高安全、标准开放的分布式云服务。边缘云可以最大程度上与中心云采用统一架构、统一接口、统一管理,这样能够最大程度地降低用户开发和运维成本,真正实现将云计算的范畴拓展至距离数据源产生更近的地方,弥补传统架构的云计算在某些应用场景中的不足之处。
以我们的HC-EdgeStack® 边缘计算平台为例,
基于轻量级容器编排框架云边端协同技术,打造“云 + 边缘 + 端”的云边端协同架构,将容器云计算能力下沉至边缘节点,从基础设施层、系统组件层、容器化应用层全方位监控计算资源,提供节点分组分区域细粒度访问控制,立体资源管理能力,边缘节点区域自治能力,边缘节点故障隔离能力。
功能包括边缘节点管理、边缘应用生命周期管理、边缘安全、边缘自治等等。
一、什么是物联网网关?
网关就是为了不同协议之间转换难而诞生的一个产品,对内负责整个智能家居系统不同设备的协议转换,对外通过以太网或者WiFi进入互联网实现远程通信。
相比于互联网时代,物联网的通信协议更加多样,物的碎片化非常严重,网关的重要性也就由此凸显——物联网网关能够把不同的物收集到的信息整合起来,并且把它传输到下一层次,因而信息才能在各部分之间相互传输。物联网网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换;既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。
比如电视机、洗衣机、空调、冰箱等家电设备;门禁、烟雾探测器、摄像头等安防设备;台灯、吊灯、电动窗帘等采光照明设备等,通过集成特定的通信模块,分别构成各自的自组网子系统。而在家庭物联网网关设备内部,集成了几套常用自组网通信协议,能够同时与使用不同协议的设备或子系统进行通信。用户只需对网关进行 *** 作。便可以控制家里所有连接到网关的智能设备。
网关在系统里面起着很重要的核心作用,网关有哪几种形态呢
我们这里也简单说说:
无线转无线:WiFi转433MHz、红外、ZigBee(家庭常见)
GPRS(2G、3G、4G)转433MHz、红外、ZigBee(工业常见)
无线转有线:WiFi转RS485、RS232、CAN(工业居多)
有线转无线:以太网转433MHz、红外、ZigBee(家庭常见)
有线转有线:以太网转RS485、RS232、CAN(工业居多)
二、物联网网关的历史
设备数据的采集、传输、监测是整个流程的关键步骤,在市场需求不断更新以及技术提升中,物联网智能网关就此出现,要更好地了解它的价值和出现的契机,要从设备机器数据的采集、传输、监测过程发展历程说起。
在发展早期,数据采集的意识才刚刚出现的时候,由于传感器的匮乏加上传输技术的落后,大多都是依靠人工进行数据计量。人工计量的弊端不言而喻,耗时耗力并且能够检测的范围是非常狭窄的,所以人工计量的方式很快就被淘汰。
1、初期的本地监测,数据采集的首次尝试
真正意义上的数据监测应该从本地监测开始。通过有线网络将设备总控和 PLC 或者 HMI 连接起来,进行本地的人机交互和信息交换,设备上的数据直接显示在 PC 或者 HMI 上面。
而PC需要近距离地安装在设备旁,同时需要人员一天 24 小时的监控以及反馈。此时,人工的力量还是占了主导地位,本地监测的实际意义不大,只是停留在简单的数据统计工作上。
2、以太网出现,延伸物理传输距离
由于本地监测局限性太大,人们开始把以太网等有线宽带技术运用在数据采集、传输上,数据的传输在范围上有了一定的延伸。当设备节点接入传感器,通过一定的转换到达以太网,再到达终端显示。就传输范围而言,在原有范围基础上是有了一定的拓展。
但是中间存在的协议标准差异导致通信并不能畅通无阻,且有线网络的固有限制就是无法远程监测,这又一次给数据市场提供一个巨大的需求。
3、网关的出现,适配更多协议标准
伴随着 2G/3G/4G 网络、Wi-Fi、蓝牙等无线网络传输技术的出现,数据的远程传输问题出现转机,但多种通信协议的多重协议标准也阻碍了设备与设备之间的“对话”。此时为了能够适配更多协议标准,网关的出现非常及时,在通信协议和数据之间,网关是一个翻译器,与网桥只是简单地传达信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应系统的需求。
网关的转换能力结合无线通信协议技术,大大提高了物联网延伸距离,但物联网技术也面临一些独特的挑战。其中一个挑战是,受限于系统内存、数据存储容量和计算能力,很多物联网节点无法直接连接基于 IP 的网络,这样就难以做到万物互联。而物联网网关可以填补这块空白,在基于IP的公共网络与本地物联网之间架起一座网络桥梁,使用在不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间。
通俗来讲,有了网关,所谓的 M2M 不再是狭义上机器与机器的对话,而是设备、系统、人之间没有障碍的沟通。
4、现代物联网智能网关,推动设备预测性运维
现代物联网智能网关,在物联网时代扮演非常重要的角色,它不仅是连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备,物联网智能网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换,既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。此外物联网智能网关还需要具备设备管理功能,运营商通过物联网智能网关可以管理底层的各感知节点,了解各节点的相关信息,并实现远程控制,特有的物联网边缘计算能力,让传统工厂在数字化转型的过程中实现了更为快速、精准的数据采集及传输。
三、物联网智能网关的特点
支持远程更新维护。例如 Ruff 的物联网智能网关可随时根据软件的升级,添加支持协议,对外提供基于 JS 语言的开发接口,只需下载相应的配置应用即完成对硬件产品功能的修改。在网关使用过程中出现了问题,也无需去现场进行维修只需利用 Ruff Explorer 远程管理工具在软件层面进行修改即可,从远端提前发现和解决隐患,使维护更智能,设备运行更稳定可靠。
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