通俗講解邊緣計算

通俗講解邊緣計算


隨着物聯網越來越火,同時伴隨着物聯網而來的,就是各種概念和各種技術,其中一個就是邊緣計算,當然還有霧計算。其實邊緣計算和霧計算都差不多,霧計算只是和雲計算是相對的。只是叫邊緣計算呢,比較高大上吧。


下面我們要通俗地講一講邊緣計算。

爲什麼要通俗的講呢,怕如果不通俗,你聽不明白。新的東西在出來的時候,往往是需要一個接納和理解的過程。就像以前互聯網剛出來的時候,很多人都不知道互聯網,於是就得慢慢科普,讓大家慢慢接受和理解呀。誰現在還解釋什麼是互聯網呀。

而邊緣計算也有一段時間了,只是隨着物聯網的發展,邊緣計算的概念也開始流行起來。我們先看一段非通俗的介紹邊緣計算的概念:


邊緣計算,是一種分散式運算的架構。在這種架構下,將應用程序、數據資料與服務的運算,由網絡中心節點,移往網絡邏輯上的邊緣節點來處理。

或者說,邊緣運算將原本完全由中心節點處理大型服務加以分解,切割成更小與更容易管理的部分,分散到邊緣節點去處理。

邊緣節點更接近於用戶終端裝置,可以加快資料的處理與傳送速度,減少延遲。


以上是我從網絡文章摘抄的一段對於邊緣計算的解釋。整個解釋基本都是專業術語,搞工控的你,看完這段話,你來告訴我什麼是邊緣計算。

作爲一名參與研發產品邊緣計算的程序員,我決定寫一篇文章來通俗講解一下這個邊緣計算。


首先,我要舉一個不太恰當的例子。

比如有一款APP,用戶在使用這款APP的時候,就會收集用戶的信息,比如收集這個用戶的年齡,性別,手機號,地址位置,搜索記錄等等信息,而收集這些信息主要是更好地分析這個用戶的行爲和感興趣的東西,比如車,房子,書,美食等什麼感興趣。然後更爲準確地爲其投放內容及廣告。

    這個是很常見的一個功能,但是就是這樣一個功能,怎麼和邊緣計算掛鉤呢。

在邊緣計算之前,就是雲計算了。

如果是使用雲計算,這款APP的行爲是這樣的:

    APP收集到信息後,把所有的基本信息,上傳到服務器中,然後由服務器來執行算法,計算和識別出用戶的興趣愛好,甚至可能推算出這個用戶的消費能力。然後服務器就可以根據這個推算出來的結果,爲用戶投放其感興趣的內容和廣告。

如果是使用邊緣計算,這款APP的行爲就是這樣:

    APP收集了信息後,不上傳到服務器中。然後由APP自己計算和識別出這個用戶的興趣和愛好,也可以推算出這個用戶的消費能力,也就是服務器的計算功能,直接由APP來完成。然後服務器只需要問一下APP,哪個用戶是有可能是年薪百萬的,哪個用戶是單身的。APP只需要告訴服務器說,這個一路向東用戶很帥,而且還單身,喜歡旅遊,寫詩,可以爲其投放相親美女內容。

就這樣,整個過程並沒有服務器參與計算,服務器也沒有參與收集信息。因爲這個信息在APP本身收集和計算,並沒有進行上傳,所以也沒有涉及信息收集。

而,這就是邊緣計算。

也就是以前由服務器作計算的部分,現在改由信息採集的設備直接計算了,再把計算的結果,直接輸出到服務器中。服務器只要結果,並不需要過程的數據。




下面我們就以回答問題的形式來通俗的聊一聊這個邊緣計算吧。

所以,什麼是邊緣計算呢。

邊緣計算,說白了,就是(服務器)雲計算懶得算了,就這點數據,你在數據採集的時候,順便自己算得了,什麼都丟到服務器來算,很累的。於是,邊緣計算就這麼來了。


那麼,工控領域行業中使用到邊緣計算的都有哪呢

這個就太多了。隨着很多PLC,控制器和觸摸屏等都開始接入到物聯網中,每個設備需要採集的信息不一樣,有溫度,溼度,產量,生產數據,運行狀態等。而不同行業的參數指標,性能數據都不一樣,這很難在服務器通過雲計算來形成一套標準,這使得PLC,控制器等,都會用到邊緣計算。

在這裏插入圖片描述

爲什麼以前的DTU,或者物聯模塊等不流行邊緣計算,現在開始流行了呢。

因爲現在的IoT使用的模塊或者芯片的處理能力也越來越高,資源也比較豐富,隨着一些芯片成本的下降,以及開發模式的簡化,使得一些芯片或模塊在處理基本的數據採集功能後,仍存在資源過剩及功能利用率低的情況,也就是一個100%的芯片或模塊,你只使用了10%的來採集數據,那還有90%你可以用來作計算


那麼,使用邊緣計算的優勢在哪裏呢。

1 可以使得設備的支持數量提升幾個數量級。

   比如一個服務器有10000點血。而接入一個設備,就要消耗1點血,如果再對這個設備進行數據分析,需要消耗9點血。也就是接入並計算一個設備就需要10點血。那麼這個服務器最多隻能接入1000個設備就掛了。

   如果服務器只負責接入設備,不進行計算和分析,那麼接入一個設備,消耗1點血,由設備自己進行數據計算和分析,再輸出結果。這時候服務器就可以接入10000個設備了。

  沒有使用邊緣計算,服務器可以接1000個設備。

  如果使用了邊緣計算,服務器可以接10000個設備。提升了一個數量級。而對於一些複雜的設備,特別是一些工廠,現場作業等需要數據量多的,如果使用了邊緣計算來給服務器節省空間和資源,這個優勢更能體現出來了。

2 讓計算變得更爲靈活和可控

   前面說到,接入設備的服務器很難做到統一的計算分析標準,因爲物聯網可是一個萬物接入的網絡,每一個設備採集的數據不一樣。如果使用了邊緣計算,就可以單獨針對每一個設備進行相應的計算和分析。當然,如果相同的設備或者相同參數的,可以進行復制使用同一套計算標準或算法。如果將計算腳本開放出來給用戶,用戶就可以自定義去添加自己的計算公式和行爲。


邊緣計算的模式和拓撲結構是什麼樣的呢。

在這裏插入圖片描述


比如要在一套數據採集系統裏,以一個雲服務器爲中心,移動客戶端,PC客戶端或第三方接口等接入到雲服務器獲取數據,而數據採集方呢,由數據採集模塊來連接到雲服務中。

    數據採集模塊可以採集PLC,變頻器,智能儀表等,將數據上傳到雲服務器中,由服務器進行數據分析和計算,然後PC或移動客戶端,第三方接口就可以獲取數據分析的結果。但是這種情況下,隨着設備的接入越來越多,雲服務器的負擔也會越來越重,而且接入的PLC,控制器等的種類也越來越多,原來的雲服務數據計算模式難以滿足越來越複雜的應用。這時候邊緣計算就應運而生了。

    在原拓撲結構不變的情況,可無縫引入邊緣計算。在數據採集模塊端開放邊緣計算功能,將複雜的計算,策略,規則等,由數據採集模塊進行運算,得到輸出結果後,只需要將結果上傳到雲服務中。再由PC客戶端,移動客戶端及第三方接口從雲服務獲取。

    比如數據採集模塊需要採集一個電錶,電錶能採集的數據有電流,電壓,偏偏沒有功率。當然現在的電錶採集不到功率很少了,只是舉例。

    那怎麼辦呢,偏偏客戶很想看到功率。那在沒有邊緣計算的時候,爲了要看到功率,只好在雲服務裏,增加一定的計算規則,將採集到的電流和電壓通過計算得到功率。如果有1000個電錶,雲服務器就要對這1000個電錶進行計算。這就增加了雲服務器的工作量和負擔了。

    如果有了邊緣計算,那麼在數據採集模塊,就可以添加計算功能,直接將採集的電流和電壓通過計算得到功率,只需要把功率上傳給服務器就可以了。這樣,即便有50000個電錶,雲服務也毫無計算壓力,因爲它並不需要計算。


    這就是通俗的講一講邊緣計算。

原文鏈接 https://www.jianshu.com/p/81414823d05b

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