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什么是边缘计算?
边缘计算(Edge Computing)是一种分布式计算范式,旨在将计算和数据存储功能放置在接近数据源或终端设备的边缘位置,以便在本地进行数据处理、分析和决策,从而减少数据传输延迟并提高系统的响应速度和效率。
其应用运行在边缘侧,能够实现更快的网络服务响应,满足实时业务、人工智能、安全和隐私保护等行业的基本需求。
用于边缘计算的智能设备可以是具有专门处理能力的物联网终端、具有一定数据采集和数据计算能力的物联网网关或路由器。本文将详细解释什么是边缘计算网关?
在使用物联网边缘计算技术的过程中,相关业务需要使用各种智能网关、边缘设备和云来进行数据收集、处理和存储。这些设备与分布式数据库和数据处理一起构成了完整的边缘计算系统。但这个系统并不是独立存在的,它和云计算平台之间会有大量的数据传输和应用交互。
为什么物联网网关需要边缘计算能力?
🔺东胜物联边缘计算网关DSGW-210
企业经常为其物联网解决方案部署大量物联网设备,这给管理和监控它们带来了挑战。物联网网关是将物联网设备连接到云并促进双向数据传输的集中器。因此,可以上传物联网传感器数据进行处理,并且基于云的应用程序可以向物联网设备发送命令。
如果物联网网关具备边缘计算能力,可以减少网络流量和延迟,同时解决海量数据带来的中央处理能力不足的问题。下面将详细介绍物联网网关为什么需要边缘计算能力?
管理不断增长的数据量
随着互联网的加速发展和物联网设备数量的不断增加,全球产生的数据量呈指数级增长。可以预计,由于5G技术的快速加速和硬件CPU计算能力的进步,每十年就会发生一次重大变化,需要强大的边缘计算网关来应对不断扩大的数据量。
扼制云计算成本上升
边缘计算能帮助企业节省成本。随着数据量和用户数量的增长,计算和存储的成本将呈指数级增长。一般来说,不同用户规模所需的服务器可以如下所示(粗略估计):
从表中可以看出,用户数量从10万增长到1亿,增长了近100倍。为什么服务器呈现1000倍的增长?因为当体量增大时,架构变得复杂,各种任务,比如缓存、队列、服务发现、网关、自动化运维、监控等就成为必须的。
如果采用去中心化的边缘计算,大量的计算工作将在边缘完成,这将大大降低服务器投资,大大降低成本。
分担计算负担
通过部署物联网边缘网关设备,有效处理附近物联网终端产生的海量数据,可以轻松解决云中心计算能力带来的诸多问题。边缘计算理论上可以满足很多行业在敏捷性、实时性、数据优化、AI智能、安全隐私保护等方面的关键需求。
边缘计算网关的优点
物联网设备会生成大量数据。当企业拥有重要的物联网设备生态系统并希望将数据从所有这些设备传输到云时,这些物联网设备可能会使用企业的所有互联网带宽,而云存储价格昂贵。
通过使用边缘计算仅处理一些基本且有价值的数据,可以避免此类问题。通过限制需要发送到云的数据量,此方法有助于削减支出和带宽利用率。
边缘设备可以区分出企业认为值得保留的有意义的片段和不相关的片段,并将需要审核的视频片段发送到网关设备,然后网关设备将数据上传到云端。
物联网边缘计算网关架构
物联网边缘网关基础设施由四个架构级别组成:
网络层:在这一层,来自各种来源的数据被编译并以安全的方式发送到处理系统。数据采集系统(DAS)负责执行数据聚合和格式转换。在这一层,物联网边缘计算网关可以安全地连接物联网设备和处理基础设施。
传感器层:在传感器层,设备收集数据以供后续处理。
数据预处理层: 在传输到基于云的基础设施之前,物联网传感器数据在该层进行预处理并进行基础数据分析。物联网边缘设备在这一层运行。
云应用层: 借助基于云的基础设施,用户和应用程序可以访问数据和深入数据分析的结果。数据存储在这一层也是可行的。
物联网边缘计算网关如何工作?
连接物联网设备
物联网边缘计算网关充当连接设备之间数据传输的中央枢纽。通过云,人们和物联网设备能够相互通信。当您向 IoT 设备发送或接收信息时,会利用 IoT 网关和支持云的软件与 IoT 设备进行通信。
另一方面,物联网网关允许越来越多的物联网设备和智能传感器相互连接,通过将数据过滤为有用信息来促进通信,并简化其在整个物理空间中的功能。
数据过滤
物联网边缘计算网关通过将数据过滤为有价值的信息以及实现设备之间的连接来促进通信。由于物联网设备可以在短短一秒内收集新的数据,因此查看每条记录是毫无意义的,而且会减慢其操作和连接速度。
物联网边缘计算网关可以在边缘运行,在交付之前检查并分析所提供的数据。仅将必要的数据发送到云端以缩短响应时间。
边缘计算网关应用场景
边缘计算引入物联网网关是不可避免的,哪些场景需要边缘计算网关?当组织需要处理一些实时响应的业务时(比如即时响应用户的一些本地需求,比如共享单车解锁、利用人脸识别系统进行门禁管理),对数据进行采集和结构化(比如提取车牌)视频中的信息,文本化后传回数据中心),实现实时设备监控(主要是离线设备的数据采集和监控),以及一些去中心化的P2P应用(边缘节点可以方便附近的P2P通信)设备,它们将需要物联网边缘计算网关。
边缘计算的应用场景多种多样,例如:
1.电力。路灯控制,城市电网电压电流数据实时监测报警,或太阳能电池板监测;
2.安全。远程门禁系统、防盗装置报警;
3.能源。 油田、煤矿、石油、天然气数据采集、供热系统监测;
4.交通。车辆牌照监控系统、车辆违章监控、红绿灯控制;
5.环境保护。收集实时数据,用于自来水、污水管道、泵站、水厂的监测和维护。
关于东胜物联
东胜(Dusun)成立于2005年,以嵌入式软硬件开发及物联网通信技术为核心,为客户在物联网与行业应用结合过程中产生的“场景碎片化”问题,提供专业的一站式嵌入式物联网产品化解决方案。
产品服务体系包括嵌入式芯片解决方案、系统模块、核心板、工业控制主板、物联网网关,以及自有品牌的智能安防解决方案。
东胜(Dusun)凭借快速的ODM能力、专业服务能力、完整解决方案能力使其在行业享有不错的口碑。其中,快速ODM能力可以支持多类型芯片平台、多操作系统、多标准功能模块化,快速满足客户的多样化需求,有效缩短产品开发周期,为客户灵活定制各种物联网嵌入式产品。
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