边缘计算(Edge computing)的用例和物联网(IoT)

边缘计算(Edge computing)的用例和物联网(IoT),第1张

现今世界网络和数据普及,不单止智能手机能连接网络,就连手表,闹钟,家电等日常用品,也能即时在网络中提取资讯,并配合环据数据作出分析,将最好的体验反馈给 用家。而透过网络来连接人,流程,资讯和装置这个概念,亦是我们平常所说的物联网(物联网,又名物联网)。

承接上文介绍了雾计算的简单的应用和由来,下文将会介绍物联网的一个重要技术 - 边缘计算(Edge computing)。下文将会阐述边缘计算的由来,并介绍它与物联网的关系,而且会利用无人驾驶作为用例,介绍云计算的短处和边缘计算的应用。

先定义一下边缘计算(wikepedia,2019):

这里提到很多艰涩的专业名词,例如是“分散式运算”,“节点”等,其实只是描述:边缘技术是一种技术将大型应用程式的一部分转移到(即分散式运算)日常设备中处理(即边缘节点中)。

在云计算的典型结构中(如上图),通常可分为“云(云层) - 网(雾层) - 端(边缘)”三层。“端”这一层覆盖所有终端的应用程式,亦通常是被管理的角色。当云计算一计算出结果,就会到透过“网”层,将指令发送到“端”层的应用程式执行,而应用程式收到数据后,则会发送到“云”层作计算。

而边缘计算则可以想像为给予“端”层一定程度的“自治”。在边缘计算的架构中,终点被赋予简单的存储和计算能力(与雾计算不同,这里重点是“简单”的功能) ,令它能偶尔脱离云的管理,并根据环境数据作出回应。

增加终端系统简单的计算和存取能力看似一小步,但其实这个布局有着莫大的好处,当中包括:

  - 低延迟:数据由近场产生,能快速回应

  - 独立性:在没有网络连接下,系统亦能运作

  - 合规性:无需传送用户资料,保护个人数据

  - 简化数据:终端先处理部份数据,数据简化后才向云服务器传输

  - 安全性:数据传输减少,减少网络安全风险

无人驾驶是边缘计算其中一个经典用例,亦是一个很好例子说明云计算的短处和为什么需要边缘计算。

下图展示的是常用的云计算架构,当中包括1)一架智能汽车(客户端),并且正在使用无人驾驶功能,2)互联网(Internet),用作传输数据,以及3)云服务(云计算)服务器),用作提供无人驾驶服务。

假设汽车正在以60ms-1的速度行驶,并在起始位置感测到前方3m有阻碍物。由于汽车正在使用云计算的架构,汽车本身并没有分析的功能,汽车会将感测到的影像 传送到云服务器中作分析(步骤1)。

很不幸地,由于汽车现在在北区甚远,信息在005s后才能到云服务 无上停驶,但也要经过005s才能将指令发送到汽车上执行(步骤2)。

在这段发送信息到回收指令的过程中(~01s),汽车会继续以均速行驶(60ms-1),并到6m后(= 60ms-1×01s)才会收到指令停下来 。而且会撞到在3m前的路人,酿成车祸。

汽车在起始位置感测到前方3m有阻碍物,会立刻执行停车指令(步骤1)。然后再发送影像和决策内容到云服务器中作进阶分析(步骤2),以改善无人驾驶性能。 (注:这里看似与雾计算方式相似,但在过程中,应用程式没有作任何的数据分析,只根据感应器内容作出回应。若然是雾计算的话,感应器信息会发送到雾服务中,再作分析,然后通知终端设备作出回应。)

由此可见,云服务器距离数据产生的位置较远,因此会造成较大的延迟。而无人驾驶这些需要实时作出决策的活动,则很大机会需要使用边缘计算,使计算的服务靠近产生数据的源头,做到计算更接近实际行动。

随着科技的进步,数据传输速度的快速提升,不少日常物品,例如是家用电器,车辆等,都已经嵌入感测器,并透过网络接结与互联网交换资讯,形成了庞大的物件网络(即物联网)。

物件会在运行时会收集到大量的环境数据。有些人会问,为什么不把数据都在本地(local drive)处理,其他数据再传到云服务做储存。这可能是其中一个可以实行的方法,但如果所有数据都在本地处理,物件本身要设有很多的存储装置和处理服务器。这会大大增加电力消秏和物件重量,增加成本。

因此,最好的方法是结合云计算和边缘计算的优势做出最佳的配置。在一些决定物件重大安全性的事件(例如如上文无人驾驶例子的刹车)可将决定的主导权放到边缘上,其他没有急切性的事情,则放到云服务器低成本集中处理。透过云与边缘的良好分工,大大减少成本,亦能提高运算效率。

1、物联网(The Internet of Things,简称IOT)是指通过 各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息。

2、组成:物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理 。

(1)整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。

(2)可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。

(3)智能处理—使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。

扩展资料:

常见的运用案例有:

1、物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前,上海世博会也与无锡传感网中心签下订单,购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

2、ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。

3、智能交通系统(ITS)是利用现代信息技术为核心,利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术,实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统,是发展ITS的基础,成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统,都涉及交通动态信息的采集,交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。

参考资料来源:百度百科-物联网

物联网,Internet of Things,简称“IoT”,即通过传感器或物理识别装置等感知技术,对物理世界进行感知,通过ICT通信传输技术将数据传输至物联网云处理平台进行计算和处理,实现人与人、人与物、物与物的链接,进而对物理世界进行管理和控制。一句话解释:互联网的升级迭代版,互联网实现人与人的链接,物联网增加人与物理世界的链接;感知物理世界的变化,并对物理世界进一步的管理和控制

萌芽期:(1991年-2004年):1994年美国麻省理工学院Kevin教授提出物联网概念,1995年,比尔盖茨在《未来之路》中构想物物互联,并未引起广泛关注。1999年,麻省理工学院首先提出物联网的定义。2003年,美国《技术评论》将传感网络技术列为未来生活的十大技术之首。

初步发展期:(2005年-2008年):2005年,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,2008年第一届国际物联网大会在瑞士苏黎世举行。

高速发展期(2009年-至今):2009年美国政府将新能源和物联网确定为美国国家战略。2009年温家宝总理在无锡视察时提出“感知中国”,无锡率先建立“感知中国”研究中心,中科院、运营商和多所大学建立物联网研究院。中国正式开始物联网行业战略部署。2010年中国政府将物联网列为关键技术,并宣布物联网是长期发展计划的一部分。2015年,欧盟成立物联网创新联盟。2016年,NB-IoT技术即将进入规模商用阶段。2018年6月,5G通信技术成熟化,第一阶段全功能标准化工作完成,进入产业全面冲刺阶段。

总结中国物联网产业发展,大致经历:

第一阶段:智能消费产品的涌现

2012-2015年期间,消费类物联网产品一夜爆发,过后却慢慢消退。包括智能灯泡、智能插座、智能水壶、智能电饭煲等等智能产品出现在市场上。大致思路是将传统硬件产品,添加上Wi-Fi、蓝牙、ZiBbee等无线技术,再结合APP进行控制。这股热潮来的快、去的也快,因为害怕的稳定性和用户体验存在问题,再加上价格比较高,对于消费者而言性价比不高,市场认可度比较低。

第二阶段:底层技术完善

第二阶段相对于上个阶段,技术有更深层次的突破。这个时候涌现了各种各样的针对物联网的技术,比如NB-IoT、LoRa等新型的传输技术、AI算法、智能语音技术等等,边缘计算、智能计算等计算存储技术走上台,传感器产品也更加的智能化,具有更多的功能。

第三阶段:行业级应用兴起

完成技术突破之后,物联网的应用逐渐从早期的消费类应用往企业级应用发展。更多的应用于城市建设、政府政务、各行各业产业当中。

物联网IoT产业架构分四层:感知层、网络层、平台层、应用层;物联网IoT产业链:端——管——边——云——用

随着云端数据处理能力开始下沉,更加贴近数据源头,使得边缘计算成为物联网产业的重要关口;将来将有75%的数据需要在网络的边缘侧分析、处理和存储。因而物联网产业链由之前的“端——管——云——用”发展为现在的“端——管——边——云——用”;

“端”:物联网终端,主要是完成数据采集以及向网络端发送的作用;包含芯片、感知技术(传感器+识别技术)、 *** 作系统;

“管”:管道层,保证通信的作用,无线连接、卫星和量子通信等方式;

“边”:边缘计算,将集中式架构分解成边缘位置的点;

“云”:云平台,主要进行数据的计算和存储;包含云计算平台和AI技术;按厂商类型分:运营商、ICT、互联网和工业制造厂商以及第三方物联网平台;按商业模式分PaaS和本地部署;按照平台功能可以划分:设备管理平台、连接管理平台、应用开发平台和业务分析平台;

“用”:物联网IoT应用层,落地到不同行业应用场景中;三大业务主线:消费性物联网、政策驱动物联网和生产性物联网;(政策驱动物联网和生产性物联网并称产业物联网)

从产业集聚发展情况来看,我国已初步形成以北京—天津、上海—无锡、深圳—广州、重庆—成都为核心的 环渤海、长三角、珠三角、中西部 地区四大物联网产业集聚区的空间布局。

其中, 环渤海地区 凭借丰富的产学研资源和总部优势,成为我国物联网产业重要的研发、设计和生产制造基地; 长三角地区 以上海、无锡双核发展为带动,整体发展比较均衡,在技术研发与产业化、应用推广方面发挥了引领示范作用; 珠三角地区 是国内物联网市场化最成熟、体系最完备的地区,目前已形成了一批自主的、竞争力强的物联网应用技术成果和信息增值服务模式,产业规模领先其他地区; 中西部地区 软件、信息服务、传感器等领域发展迅猛,成为第四大产业基地,且在自然资源和人力资源方面均存在优势,对物联网产业链底端感知层具有一定的促进作用。

产业集聚区的形成有利于产业规模效应凸显,形成产业链;有助于改善协作条件,节约生产成本;而且能更好的发挥核心城市的辐射带动作用,促进区域一体化发展。目前,四大产业集聚区相互独立、各有特色,汇聚了一批具有全国影响力的龙头企业,产业链逐渐完善,研发机构和公共服务等配套体系基本完备。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。

智能电网与能源参考设计
用于塑壳断路器 (MCCB) 的低功耗、低噪声模拟前端设计
高压 12V-400VDC 电流感测参考设计
用于 G3-PLC 电力线通信的模块上系统(CENELEC 频段)
我这周在浏览物联网 (IoT) 时,想仔细看看IoT将如何使电网更加智能(反之亦然),在整个基础设施和住宅内提供更多的信息,实现更佳的互联互通。通过IoT,用户、制造商和公共事业服务供应方将揭示一种全新的方法来管理设备,并最终节省资源和开销。让我们看一看世界上的智能电表将智能电网与你的住宅连接在一起的实现方式。
在全球都在关注能源管理和节能的当下,IoT将把智能电网的连接优势扩展到公共事业供应方所完成的配电、自动化和监视之外。住宅和楼宇内,管理系统的使用将帮助用户监视他们自己的用量并调整使用习惯。这些系统将最终通过在非高峰用电时间运行来自动调节,并且连接至传感器来监视用户数、光照条件以及更多参数。但是,这一切都源自一个更加智能和互连程度更高的电网。
智能电网使IoT成为现实的第一个关键步骤是大量采用智能仪表。目前已经连接了数百万个仪表,并且互连电网的势头仍在增长。然而,要发挥其最大潜能,智能电网的第一步是从机械电表向智能电子仪表的转变,其目的是建立仪表和公共事业供应方的双向通信。
美国的智能电子仪表的采用率接近50%,目前现场已经安装了数百万个电表,与电网互连并定期通信。从本质上说,电表正在将它们的功能从电能计量设备扩展成为双向通信系统。
现代的电子仪表必须符合特定的标准才能在智能电网和IoT中发挥如此关键的作用。首先,仪表需要在住所和楼宇中将能耗信息报告给公共事业单位。在美国,合适的解决方案是低功耗RF (LPRF) 通信,使用的是Sub-1 GHz网状网络。然而,根据国别和电网属性的不同,无线解决方案也许不是最佳选择,比如说在西班牙或法国等使用有线窄带正交频分复用 (OFDM) 电力线通信 (PLC) 的国家。没有放之四海而皆准的互联互通解决方案。使IoT成为现实需要更大量的产品组合,能够支持从有线到无线,而有时需要将二者结合起来。
第二,仪表需要通过住宅内显示器或网关将有用的能耗信息传送到屋内。这些信息使得用户相应地调整用电习惯并降低这方面的开销。在美国,ZigBee标准与智能能源应用系统组合使用。其他像英国或日本等国,正在评估Sub-1 GHz RF或PLC解决方案,以实现更大的覆盖范围,或者混合RF和PLC的组合实现。所以,本质上说,电表正在成为智能传感器,用于在住宅和楼宇内外进行双向通信的IoT,以网状网络的方式互连,同时将基本能量数据报告给公共事业单位。
此外,智能仪表需要支持诸如动态定价、需求响应、远程连接和断开、网络安全、无线下载和安装后升级等高级功能,这样的话,公共事业供应方也就没有必要为每个仪表都派遣一名技师了。
如你所见,智能电网在支持IoT方面发挥了关键作用—但这只是开始。将楼宇和住宅中的设备连接在一起是发挥智能电网全部优势的下一件要做的事,而很多创新型解决方案和便利化应用已经向用户提供。专用家庭能源网关、智能应用中心或能量管理系统将使用户更快地感受到互连电网和IoT所带来的益处。
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智能电网与能源参考设计
用于塑壳断路器 (MCCB) 的低功耗、低噪声模拟前端设计
高压 12V-400VDC 电流感测参考设计
用于 G3-PLC 电力线通信的模块上系统(CENELEC 频段)
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物联网你听过吗?随之万物互连的定义明确提出,物联网愈来愈被大家所悉知,物联网别称IOT,可是绝大多数的人都只知物联网一词,但不知道IOT的含意,以便让大伙儿更强的掌握物联网制造行业,接下来就对物联网行业的专业名词给大伙儿归纳梳理了一下,仅供参考。

物联网行业十大专业名词,你知道哪几个?

1、IoT

物联网是新一代信息 科技 的关键构成。其英文名字是「The Internet of things」。从而,说白了,「物联网就是说物物相接的互联网技术」。这有双层含意:

第一,物联网的关键和基本依然是互联网技术,是在互联网技术基本上的拓宽和拓展的互联网;

第二,其局端拓宽和拓展来到一切物件与物件中间,开展信息内容互换和通讯。

因而,物联网的界定是根据 射频识别(RFID)、红外线感应器、卫星导航系统、激光器扫码器 等信息内容传感技术机器设备,按承诺的协议书,把一切物件与互联网技术相互连接,开展信息内容互换和通讯,以保持对物件的智能化系统鉴别、精准定位、追踪、监控器和管理方法的一种互联网。

2、APN

APN 指一种网络接入技术,是根据移动上网时务必配备的一个主要参数,它决策了设备上根据哪样连接方法来浏览互联网。针对移动用户而言,能够浏览的外界网络类型有许多,比如:Internet、WAP 网址、集团公司公司内部互联网、制造行业内部专用型互联网。而不一样的接入点能够浏览的范畴及其连接的方法是不一样的,互联网侧怎样了解设备上激话之后要浏览哪家网络进而分派哪家网段的 IP 呢,这还要靠 APN 来区别了,中亿物联表明 APN 决策了客户硬件设备上根据哪样连接方法来浏览哪些的网站。

3、BSS

业务流程支撑点系统软件(Business Support Systems)

主要运用于通讯行业,根据该对系统客户实行相对业务流程实际 *** 作。它选用省管理中心/全国性管理中心二级系统架构图,二级系统软件紧密联系,相互搭建各大网站服务项目/各大网站经营的运营支撑工作能力。

4、OSS

运营支撑系统软件(Operations Support System)

OSS是一个综合性的业务流程经营和管理系统,另外都是真实结合了传统式IP数据业务与移动增值业务的综合性管理系统。中亿物联网表明OSS是通信运营商的一体化、信息内容共享资源的终端软件,它关键由网络安全管理、管理信息系统、收费、运营、帐务和顾客服务等一部分构成,系统软件间根据统一的信息内容系统总线有机化学融合在一起。

5、BOSS

业务流程运营支撑系统软件(Business and Operation Support System)

BOSS 是业务流程运营支撑系统软件(Business Operation Support System)的通称,公司的运营支撑服务平台,出示端到web端经营流程来适用营运商解决如顾客服务、批价、收费、清算及其催交等的日常工作。

它包括客户关系管理(CBOSS)、产品经营(PBOSS)、资源优化配置、顾客服务、渠道营销、收费、帐务、清算、合作方管理方法等多方面的作用。它对各种各样业务流程作用开展集中化、统一的整体规划和融合,是一体化得、信息内容资源充足共享资源的支撑点系统软件。

一般 常说的 BOSS 分成四个一部分:

收费及清算系统软件

运营与帐务系统软件

智能客服系统

信息处理系统

BOSS 从业务流程方面看来就是说一个架构,来承重业务管理系统、CRM系统软件、收费系统。保持统一架构中的竖向、横着管理方法。

业务流程经营终端软件应对顾客是统一的。应对业务流程营运商,它结合了业务流程支撑点系统软件(BSS)与运营支撑系统软件(OSS),是一个综合性的业务流程经营和管理方法支撑点服务平台,另外都是真实结合业务流程(不一样的营运商有不一样业务流程的结合,如传统式互联网接入业务流程、IP数据业务、内容出示业务流程与移动增值业务等)的综合性管理系统。

6、NE

网元 (network element)

即网络单元,包括硬件环境及运作其上的手机软件。一般 一个网络单元最少具备一块主控板,承担全部网络单元的管理方法和监控器。服务器手机软件运作在主控板上。

三大网元详细介绍:

物联网专业化支撑点系统软件连接的核心网分成三大块,各自是 HSS、SCP、PCRF。

HSS(Home Subscriber Server)所属签订客户服务

PCRF(Policy and Charging Rule Function)对策与收费标准作用

SCP(Service Control Point)业务流程基准点

7、网关ip(Gateway)

将2个应用不一样协议书的互联网段联接在一起的机器设备。它的作用就是对2个互联网段中的应用不一样传送协议书的信息开展互相的汉语翻译变换。

8、IMEI

国际性移动终端标志(International Mobile Equipment Identity)

标志每一台 GSM 和 UMTS 手机上的大数字,具备唯一性。该标志一般 坐落于充电电池正下方的手机上内部,还可以根据在手机上中键入字符串数组#06#来查询该手机上的国际性移动终端标志。

9、IMSI

国际性手机用户标识码(International Mobile Subscriber Identity)

在 GSM 和 UMTS 互联网中用以唯一鉴别手机用户的一个号。这一号一般 被储放在 SIM 卡上,由手机上发给互联网。它也可用以获得储存在当地部位寄存器(HLR)中的手机用户的更多信息,或拷贝在本地拜会部位寄存器中。

为了避免根据无线网络插口对客户开展监听和追踪的 IMSI 是非常少被推送的,只是被做为尽量由一个任意转化成的 TMSI 替代推送。

10、M2M

设备与设备(machine-to-machine)

设备与设备是将信息从一台终端设备传输到另一台终端设备,也就是说设备与设备(Machine to Machine)的会话。M2M 管理系统中,重中之重保持三种方法的通讯:设备对设备,设备对移动手机(出示客户远程控制监控工作能力),移动手机对设备(出示客户远程 *** 作工作能力)。


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