邊緣計算處于物理實體和工業(yè)連接之間,或處于物理實體的頂端。而云端計算,仍然可以訪問邊緣計算的歷史數(shù)據(jù)。
主要用途
看似“生僻”的邊緣計算其實并不“邊緣”,而且意義重大。邊緣計算和云計算有些類似,都是處理大數(shù)據(jù)的計算運行方式。但不同的是,這一次,數(shù)據(jù)不用再傳到遙遠(yuǎn)的云端,在邊緣側(cè)就能解決,更適合實時的數(shù)據(jù)分析和智能化處理,也更加高效而且安全。
如果說物聯(lián)網(wǎng)的核心是讓每個物體智能連接、運行,那么邊緣計算就是通過數(shù)據(jù)分析處理,實現(xiàn)物與物之間傳感、交互和控制。它是物聯(lián)網(wǎng)從概念到應(yīng)用的一把鑰匙,更是制造業(yè)從“笨拙”變得“智慧”的重要途徑。
工信部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司副司長安筱鵬在會上說,傳統(tǒng)制造業(yè)向智能化升級的過程中,特別需要通過邊緣計算技術(shù),將車間里的生產(chǎn)設(shè)備智能連接,提高效率,創(chuàng)新模式。
當(dāng)前,全球數(shù)字化革命正引領(lǐng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革。物聯(lián)網(wǎng)也被普遍認(rèn)為是推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)變革和全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一次浪潮。據(jù)統(tǒng)計,到2020年將有超過500億的終端與設(shè)備互聯(lián)。未來超過50%的數(shù)據(jù)需要在邊緣側(cè)分析、處理和儲存。邊緣計算應(yīng)用廣闊,機遇無限。
專家觀點
邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所所長于海斌指出:“中國在‘十三五"規(guī)劃中提出的兩化融合、中國制造2025等國家戰(zhàn)略,對ICT與OT的融合提出了迫切的需求,而邊緣計算是ICT與OT融合的支撐與使能技術(shù),產(chǎn)業(yè)發(fā)展將進(jìn)入重要機遇期。工業(yè)自動化技術(shù)體系將從分層架構(gòu)、信息孤島向物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)演進(jìn)。而邊緣計算將是實現(xiàn)分布式自治控制工業(yè)自動化架構(gòu)的重要支撐。
邊緣計算的主要用途體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、優(yōu)化數(shù)據(jù)處理:
邊緣計算通過在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭附近進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的即時處理和分析。
這種即時處理能力對于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場景(如自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等)至關(guān)重要。
2、減輕云端負(fù)擔(dān):
邊緣計算可以處理大量原本需要上傳至云端的數(shù)據(jù),從而減輕了云端的計算和存儲負(fù)擔(dān)。
這有助于降低云服務(wù)的成本,并提高整體系統(tǒng)的效率。
3、增強數(shù)據(jù)安全性:
在邊緣端處理數(shù)據(jù)可以減少數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸,從而降低數(shù)據(jù)被竊取或篡改的風(fēng)險。
對于涉及敏感信息的應(yīng)用場景(如金融交易、個人隱私等),邊緣計算提供了更高的數(shù)據(jù)安全保障。
4、支持低延遲應(yīng)用:
邊緣計算的低延遲特性使其成為支持實時應(yīng)用(如在線游戲、視頻會議等)的理想選擇。
這些應(yīng)用需要快速的數(shù)據(jù)處理和響應(yīng),以確保用戶體驗的流暢性。
5、實現(xiàn)資源高效利用:
邊緣計算可以充分利用邊緣設(shè)備的計算資源,避免資源的閑置和浪費。
這有助于提高整體系統(tǒng)的資源利用效率,并降低運營成本。
綜上所述,邊緣計算的主要用途包括優(yōu)化數(shù)據(jù)處理、減輕云端負(fù)擔(dān)、增強數(shù)據(jù)安全性、支持低延遲應(yīng)用以及實現(xiàn)資源高效利用。這些用途使得邊緣計算在多個領(lǐng)域和場景中都具有廣泛的應(yīng)用價值。
從分布式開始
邊緣計算并非是一個新鮮詞。作為一家內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN和云服務(wù)的提供商AKAMAI,早在2003年就與IBM合作“邊緣計算”。作為世界上最大的分布式計算服務(wù)商之一,當(dāng)時它承擔(dān)了全球15-30%的網(wǎng)絡(luò)流量。在其一份內(nèi)部研究項目中即提出“邊緣計算”的目的和解決問題,并通過AKAMAI與IBM在其WebSphere上提供基于邊緣Edge的服務(wù)。
對物聯(lián)網(wǎng)而言,邊緣計算技術(shù)取得突破,意味著許多控制將通過本地設(shè)備實現(xiàn)而無需交由云端,處理過程將在本地邊緣計算層完成。這無疑將大大提升處理效率,減輕云端的負(fù)荷。由于更加靠近用戶,還可為用戶提供更快的響應(yīng),將需求在邊緣端解決。
和云計算區(qū)別
邊緣計算和云計算在多個方面存在顯著的區(qū)別,主要包括以下幾個方面:
數(shù)據(jù)處理位置
云計算是將數(shù)據(jù)集中處理存儲在云端的數(shù)據(jù)中心,而邊緣計算則將數(shù)據(jù)處理放置在更接近數(shù)據(jù)來源的邊緣設(shè)備上。這意味著邊緣計算能夠更快地響應(yīng)和處理數(shù)據(jù),減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。
數(shù)據(jù)處理方式
云計算是以大規(guī)模數(shù)據(jù)中心為核心,通過高效的計算和存儲設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。而邊緣計算則通過在設(shè)備端的計算能力,對數(shù)據(jù)進(jìn)行本地處理,降低了數(shù)據(jù)傳輸和處理延遲。這種本地處理方式使得邊緣計算在實時性要求較高的應(yīng)用場景中具有優(yōu)勢。
應(yīng)用場景
云計算主要適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲和處理,如企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、大型科研項目等。而邊緣計算主要適用于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場景,如智能家居、智能制造、物流配送等。這些場景需要實時響應(yīng)和快速處理數(shù)據(jù),因此邊緣計算能夠提供更加高效的服務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)通信模式
云計算主要依賴互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。而邊緣計算則通過本地網(wǎng)絡(luò)或無線傳輸技術(shù),降低了數(shù)據(jù)傳輸時延。這使得邊緣計算在處理實時數(shù)據(jù)和需要快速響應(yīng)的應(yīng)用中更具優(yōu)勢。
安全性
云計算數(shù)據(jù)存儲在云端數(shù)據(jù)中心,需要保證云端的安全性。而邊緣計算通過在設(shè)備端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,保護(hù)了數(shù)據(jù)隱私和安全性。因為數(shù)據(jù)在傳輸過程中可能面臨被截獲或篡改的風(fēng)險,而在設(shè)備端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理可以減少這種風(fēng)險。
架構(gòu)模式和計算方式
從架構(gòu)模式看,云計算實現(xiàn)了計算服務(wù)的集中化,通過虛擬化和網(wǎng)絡(luò)將所有的資源整合到巨大的資源池后再按需分發(fā)。而邊緣計算則采用分布式架構(gòu),在邊緣節(jié)點對數(shù)據(jù)就近處理,減少了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源占用、降低了對云端的依賴性。從計算方式看,云計算完全在云端進(jìn)行,數(shù)據(jù)被傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理或提?。欢吘売嬎憧梢园l(fā)生在邊緣設(shè)備和云平臺之間的各個節(jié)點,數(shù)據(jù)處理及計算過程可直接在本地進(jìn)行。
總的來說,邊緣計算和云計算在數(shù)據(jù)處理位置、方式、應(yīng)用場景、網(wǎng)絡(luò)通信模式、安全性和架構(gòu)模式等方面存在顯著的差異。這些差異使得它們在不同的應(yīng)用場景中具有不同的優(yōu)勢和適用性。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
邊緣計算在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中有廣泛的應(yīng)用,以下是一些主要的應(yīng)用場景:
智能交通系統(tǒng)
在智能交通系統(tǒng)中,邊緣計算技術(shù)被用來實時處理和分析來自交 通信 號燈、路牌和攝像頭等設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以幫助推斷交通擁堵狀況并優(yōu)化信號控制,從而提高交通流量的管理和監(jiān)控效率。
工業(yè)自動化
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,許多傳感器和機器被用來監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)并采集實時數(shù)據(jù)。邊緣計算技術(shù)可以將數(shù)據(jù)處理推向設(shè)備邊緣,實現(xiàn)快速實時的決策和反應(yīng)。例如,在生產(chǎn)線上,邊緣計算設(shè)備可以分析實時數(shù)據(jù),檢測設(shè)備故障并發(fā)送警報,以及優(yōu)化設(shè)備調(diào)度,提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)。
智能家居
邊緣計算技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用案例豐富多樣。智能音箱、智能照明、智能安防等設(shè)備可以通過邊緣計算技術(shù)實現(xiàn)實時響應(yīng)和智能控制。例如,智能音箱可以通過邊緣計算設(shè)備實時處理語音指令,并與其他智能設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)。
智能城市
邊緣計算有助于實現(xiàn)智能城市,通過將處理和數(shù)據(jù)存儲移動到設(shè)備邊緣,可以更快地收集和分析城市數(shù)據(jù),從而更好地管理城市資源和提高城市效率。例如,在智能環(huán)保領(lǐng)域,邊緣計算可以幫助實現(xiàn)更高效和準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)和環(huán)保監(jiān)測,通過收集和分析環(huán)境數(shù)據(jù)來更好地管理資源。
醫(yī)療保健
邊緣計算技術(shù)在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越受到關(guān)注。通過將處理和數(shù)據(jù)存儲移動到設(shè)備邊緣,可以更快地收集和分析醫(yī)療數(shù)據(jù),從而更快速地實現(xiàn)診斷和治療。這有助于更好地管理患者病情和提高治療效果。
視頻監(jiān)控
邊緣計算可以幫助實現(xiàn)更高效和準(zhǔn)確的視頻監(jiān)控。通過將處理和分析移動到設(shè)備邊緣,可以更快地檢測到事件和目標(biāo),從而更早地發(fā)出警報。這對于安全監(jiān)控和事件響應(yīng)具有重要意義。
物流和運輸
在物流和運輸領(lǐng)域,邊緣計算可以幫助實現(xiàn)更高效和準(zhǔn)確的物流和運輸管理。通過將處理和數(shù)據(jù)存儲移動到設(shè)備邊緣,可以更快地收集和分析運輸數(shù)據(jù),從而優(yōu)化物流路徑和運輸效率。
此外,邊緣計算還可以降低能源消耗,特別是在處理大量分散的設(shè)備或物體時。同時,它還可以延伸網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍并增強安全性,因為數(shù)據(jù)只在本地進(jìn)行處理,減少了數(shù)據(jù)傳輸過程中的泄露風(fēng)險。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加,產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。邊緣計算可以實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的實時處理和分析,滿足大規(guī)模多樣化數(shù)據(jù)分析的需求。
總之,邊緣計算在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和優(yōu)勢,可以幫助提高數(shù)據(jù)處理速度、降低延遲、增強安全性并優(yōu)化資源管理。
發(fā)展前景
邊緣計算的發(fā)展前景十分廣闊,以下是一些可能的發(fā)展趨勢和前景:
市場規(guī)模迅速增長
隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的快速發(fā)展,邊緣計算市場規(guī)模正迅速增長。預(yù)計未來幾年,邊緣計算市場將持續(xù)保持高速增長,特別是在智能制造、智慧城市、自動駕駛等領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛。
實時性和低延遲性需求增加
邊緣計算將數(shù)據(jù)處理和分析推向設(shè)備邊緣,能夠?qū)崿F(xiàn)更快的響應(yīng)速度和更低的延遲。因此,對于需要實時響應(yīng)和低延遲的應(yīng)用場景,如智能制造、自動駕駛等,邊緣計算具有顯著優(yōu)勢。未來,這些領(lǐng)域?qū)吘売嬎愕男枨髮⑦M(jìn)一步增加。
與云計算協(xié)同發(fā)展
邊緣計算和云計算并不是相互替代的,而是協(xié)同發(fā)展的關(guān)系。云計算提供大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲和計算能力,而邊緣計算則提供實時性和低延遲性。未來,邊緣計算和云計算將更加緊密地結(jié)合,共同推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級。
安全性需求提升
隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加,網(wǎng)絡(luò)安全問題日益凸顯。邊緣計算通過將數(shù)據(jù)處理和分析推向設(shè)備邊緣,可以減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的泄露風(fēng)險。因此,未來邊緣計算在安全性方面的需求將進(jìn)一步提升,包括數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證、訪問控制等方面的技術(shù)將不斷得到加強。
技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展
隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用場景的拓展,邊緣計算將不斷涌現(xiàn)新的應(yīng)用場景和技術(shù)創(chuàng)新。例如,在人工智能領(lǐng)域,邊緣計算可以與人工智能技術(shù)結(jié)合,實現(xiàn)更快速、更智能的數(shù)據(jù)處理和分析。在智能制造領(lǐng)域,邊緣計算可以實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的實時監(jiān)測和預(yù)測性維護(hù)等。
產(chǎn)業(yè)合作和生態(tài)構(gòu)建
邊緣計算涉及多個產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域,需要各方共同合作和構(gòu)建生態(tài)。未來,邊緣計算產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步加強合作和協(xié)同,形成更加完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。同時,隨著邊緣計算技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用場景的拓展,將吸引更多的企業(yè)和資本進(jìn)入該領(lǐng)域,推動產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
總之,邊緣計算作為一種新型的計算范式,具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。未來隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用場景的拓展,邊緣計算將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級。
架構(gòu)
在中國,邊緣計算聯(lián)盟ECC正在努力推動三種技術(shù)的融合,也就是OICT的融合(運營Operational、信息Information、通訊Communication Technology)。而其計算對象,則主要定義了四個領(lǐng)域,第一個是設(shè)備域的問題, [1]出現(xiàn)的純粹的IoT設(shè)備,跟自動化的I/O采集相比較而言,有不同但也有重疊部分。那些可以直接用于在頂層優(yōu)化,而并不參與控制本身的數(shù)據(jù),是可以直接放在邊緣側(cè)完成處理;第二個是網(wǎng)絡(luò)域。在傳輸層面,直接的末端IoT數(shù)據(jù)、與來自自動化產(chǎn)線的數(shù)據(jù),其傳輸方式、機制、協(xié)議都會有不同,因此,這里要解決傳輸?shù)臄?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)問題,當(dāng)然,在OPC UA架構(gòu)下可以直接的訪問底層自動化數(shù)據(jù),但是,對于Web數(shù)據(jù)的交互而言,這里會存在IT與OT之間的協(xié)調(diào)問題,盡管有一些領(lǐng)先的自動化企業(yè)已經(jīng)提供了針對Web方式數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C制,但是,大部分現(xiàn)場的數(shù)據(jù)仍然存在這些問題。第三是數(shù)據(jù)域,數(shù)據(jù)傳輸后的數(shù)據(jù)存儲、格式等這些數(shù)據(jù)域需要解決的問題,也包括數(shù)據(jù)的查詢與數(shù)據(jù)交互的機制和策略問題都是在這個領(lǐng)域里需要考慮的問題。
最后一個,也是最難的應(yīng)用域,這個可能是最為難以解決的問題,針對這一領(lǐng)域的應(yīng)用模型尚未有較多的實際應(yīng)用。
邊緣計算聯(lián)盟ECC對于邊緣計算的參考架構(gòu)的定義,包含了設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)與應(yīng)用四域,平臺提供者主要提供在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)(包括總線)、計算能力、數(shù)據(jù)存儲與應(yīng)用方面的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施。
而從產(chǎn)業(yè)價值鏈整合角度而言,ECC提出了CROSS,即在敏捷聯(lián)接(Connection)的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)實時業(yè)務(wù)(Real-time)、數(shù)據(jù)優(yōu)化(Data Optimization)、應(yīng)用智能(Smart)、安全與隱私保護(hù)(Security),為用戶在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)帶來價值和機會,也就是聯(lián)盟成員要關(guān)注的重點。
產(chǎn)業(yè)
邊緣計算是在高帶寬、時間敏感型、物聯(lián)網(wǎng)集成這個背景下發(fā)展起來的技術(shù),“Edge”這個概念的確較早為包括ABB、B&R、Schneider、KUKA這類自動化/機器人廠商所提及,其本意是涵蓋那些“貼近用戶與數(shù)據(jù)源的IT資源”。這是屬于從傳統(tǒng)自動化廠商向IT廠商延伸的一種設(shè)計,2016年4月5日Schneider已經(jīng)號稱可以為邊緣計算定義了物理基礎(chǔ)設(shè)施——盡管,主打的還是其“微數(shù)據(jù)中心”的概念。而其它自動化廠商提及計算,都是表現(xiàn)出與IT融合的一種趨勢,并且同時具有邊緣與泛在的概念在其中。
IT與OT事實上也是在相互滲透的,自動化廠商都已經(jīng)開始在延伸其產(chǎn)品中的IT能力,包括Bosch、SIEMENS、GE這些大的廠商在信息化、數(shù)字化軟件平臺方面,也包括了像貝加萊、羅克韋爾等都在提供基礎(chǔ)的IoT集成、Web技術(shù)的融合方面的產(chǎn)品與技術(shù)。事實上IT技術(shù)也開始在其產(chǎn)品中集成總線接口、HMI功能的產(chǎn)品,以及工業(yè)現(xiàn)場傳輸設(shè)備網(wǎng)關(guān)、交換機等產(chǎn)品。
IoT被視為未來快速成長的一個領(lǐng)域,包括最前沿的已經(jīng)出現(xiàn)了各種基于Internet的技術(shù),高通已經(jīng)提出了Internet of Everything—可以稱為IoX。因此新一個產(chǎn)業(yè)格局呼之欲出,邊緣計算聯(lián)盟ECC的邊界定義而言,華為其主旨在提供計算平臺,包括基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)、云、邊緣服務(wù)器、傳輸設(shè)備與接口標(biāo)準(zhǔn)等,而Intel、ARM則提供為邊緣計算的芯片與處理能力保障,信通院則扮演傳輸協(xié)議與系統(tǒng)實現(xiàn)的集成,而沈陽自動化所、軟通動力則扮演實際應(yīng)用的角色。
但是,邊緣計算/霧計算要落地,尤其是在工業(yè)中,“應(yīng)用”才是最為核心的問題,所謂的IT與OT的融合,更強調(diào)在OT側(cè)的應(yīng)用,即運營的系統(tǒng)所要實現(xiàn)的目標(biāo)。
邊緣計算產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一,以下是對該產(chǎn)業(yè)的詳細(xì)分析:
一、邊緣計算的定義與特點
定義:邊緣計算是一種新的計算架構(gòu),它將計算資源移動到靠近終端用戶的邊緣設(shè)備中,以實現(xiàn)更快、更可靠、更安全的數(shù)據(jù)傳輸和處理。邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將其定義為:在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè),融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的開放平臺,就近提供邊緣智能服務(wù),滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。
特點:
低時延:邊緣計算將計算能力下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣,減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x和時間,從而降低了時延。
高效性:通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,邊緣計算提高了數(shù)據(jù)處理的效率和響應(yīng)速度。
安全性:邊緣計算可以減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全風(fēng)險,保護(hù)用戶隱私和數(shù)據(jù)安全。
二、邊緣計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
市場增長:根據(jù)中國信通院發(fā)布的《邊緣計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告(2024年)》,中國的邊緣計算市場處于穩(wěn)步增長階段,自2020年以來,邊緣計算市場快速擴張,多年年均增長率超過40%。
政策支持:近年來,我國邊緣計算相關(guān)政策陸續(xù)出臺,如《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》和《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》等,為邊緣計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力支持。
應(yīng)用場景:邊緣計算已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,如智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、智能制造、增強現(xiàn)實(AR)和虛擬現(xiàn)實(VR)等。
三、邊緣計算產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)
硬件技術(shù):包括邊緣服務(wù)器、智能傳感器等,這些硬件設(shè)備為邊緣計算提供了強大的計算能力和存儲能力。
軟件技術(shù):包括邊緣操作系統(tǒng)、邊緣數(shù)據(jù)庫、邊緣AI等,這些軟件技術(shù)使得邊緣設(shè)備能夠高效地運行各種應(yīng)用程序和算法。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù):5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展為邊緣計算提供了強大的網(wǎng)絡(luò)支持,使得邊緣設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。
四、邊緣計算產(chǎn)業(yè)的未來展望
技術(shù)融合:隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI等技術(shù)的不斷發(fā)展和融合,邊緣計算將實現(xiàn)更加智能化、高效化和安全化的數(shù)據(jù)處理和分析。
應(yīng)用場景拓展:未來,邊緣計算將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用,如智慧城市、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)等,為人們的生產(chǎn)和生活帶來更多便利。
產(chǎn)業(yè)協(xié)作深化:邊緣計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)云服務(wù)商、運營商、設(shè)備廠商、軟件及解決方案廠商等之間的協(xié)作與融合,共同推動邊緣計算產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。
綜上所述,邊緣計算產(chǎn)業(yè)是一個充滿活力和潛力的領(lǐng)域,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展,邊緣計算將在未來發(fā)揮更加重要的作用。
計算的本質(zhì)
自動化事實上是一個以“控制”為核心??刂剖腔凇靶盘枴钡?,而“計算”則是基于數(shù)據(jù)進(jìn)行的,更多意義是指“策略”、“規(guī)劃”,因此,它更多聚焦于在“調(diào)度、優(yōu)化、路徑”。就像對全國的高鐵進(jìn)行調(diào)度的系統(tǒng)一樣,每增加一個車次減少都會引發(fā)調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)整,它是基于時間和節(jié)點的運籌與規(guī)劃問題。邊緣計算在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用更多是這類“計算”。
簡單地說,傳統(tǒng)自動控制基于信號的控制,而邊緣計算則可以理解為“基于信息的控制”。
值得注意的是,邊緣計算、霧計算雖然說的是低延時,但是其50mS、100mS這種周期對于高精度機床、機器人、高速圖文印刷系統(tǒng)的100μS這樣的“控制任務(wù)”而言,仍然是非常大的延遲的,邊緣計算所謂的“實時”,從自動化行業(yè)的視角來看——很不幸,依然被歸在“非實時”的應(yīng)用里的。
邊緣計算盒子
邊緣計算盒子(Edge Computing Box)是一種集成了邊緣計算功能的硬件設(shè)備,它通常包括計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和安全等功能,旨在將數(shù)據(jù)處理和分析的能力推至離數(shù)據(jù)源最近的邊緣位置,提供高效的數(shù)據(jù)處理和實時響應(yīng)。以下是對邊緣計算盒子的詳細(xì)解析:
一、定義與功能
定義:邊緣計算盒子是一種小型計算機設(shè)備,可以放置在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器或其他邊緣設(shè)備附近,用于處理和計算這些設(shè)備生成的數(shù)據(jù),并將處理結(jié)果傳輸?shù)皆贫嘶蚱渌胤健?/p>
功能:它支持實時數(shù)據(jù)分析、本地存儲、數(shù)據(jù)加密和隱私保護(hù)等,能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器在邊緣計算中的需求。
二、技術(shù)特點
計算能力:邊緣計算盒子的核心能力在于計算,通常配備高效的處理器(如CPU、GPU)和存儲功能,以支持復(fù)雜的算法和應(yīng)用程序。高性能的處理器可以支持更復(fù)雜的應(yīng)用場景和更多的并發(fā)連接。
數(shù)據(jù)處理:具備實時數(shù)據(jù)處理能力,可以在數(shù)據(jù)產(chǎn)生后立即進(jìn)行快速處理和分析,支持?jǐn)?shù)據(jù)過濾、壓縮和加密等操作,以保護(hù)用戶隱私和數(shù)據(jù)安全。
網(wǎng)絡(luò)性能:需要與云端進(jìn)行通信,因此無線通信模塊的速率、頻段、天線數(shù)量以及有線通信接口的速度和類型都是關(guān)鍵參數(shù)。
安全性:采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),如防火墻、VPN、DDoS防護(hù)等功能,以及加密算法和認(rèn)證機制來保護(hù)數(shù)據(jù)安全。
擴展性與兼容性:支持多路IO、外設(shè)接入等功能,以及固件升級和遠(yuǎn)程管理,便于根據(jù)項目需求進(jìn)行功能擴展。
能效比:關(guān)注產(chǎn)品的功耗水平和散熱設(shè)計,以確保在保證性能的同時實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。
三、應(yīng)用場景
邊緣計算盒子適用于多種場景,如智慧工地、智慧工廠、智慧園區(qū)和智慧城管等:
智慧工地:處理實時監(jiān)控視頻流,進(jìn)行人員和車輛識別、安全事件檢測等。
智慧工廠:監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備、故障檢測和預(yù)測維護(hù),以及生產(chǎn)線識別和品質(zhì)檢測與控制。
智慧園區(qū):智能停車管理、外來人員管理和煙火識別等。
智慧城管:市容市貌管理、垃圾管理、占道經(jīng)營和設(shè)施監(jiān)控等。
四、選型考慮因素
在選購邊緣計算盒子時,需要綜合考慮多個參數(shù):
計算能力:關(guān)注處理器的性能,如CPU、GPU等。
存儲空間:內(nèi)存大小(RAM)和存儲容量(ROM)需滿足實際應(yīng)用需求。
網(wǎng)絡(luò)性能:無線通信模塊的速率、頻段、天線數(shù)量以及有線通信接口的速度和類型。
安全性能:是否具備防火墻、VPN、DDoS防護(hù)等功能,以及加密算法和認(rèn)證機制。
操作系統(tǒng)與軟件:支持的操作系統(tǒng)版本以及預(yù)裝的軟件和服務(wù)。
擴展性與兼容性:是否支持多路IO、外設(shè)接入等功能,以及固件升級和遠(yuǎn)程管理。
能效比:功耗水平和散熱設(shè)計。
綜上所述,邊緣計算盒子是一種功能強大、靈活可配的智能設(shè)備,能夠顯著提升數(shù)據(jù)處理速度和實時響應(yīng)能力,在各種需要快速響應(yīng)和數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用場景中發(fā)揮重要作用。
邊緣計算軟件
邊緣計算軟件是針對邊緣計算場景設(shè)計的應(yīng)用程序和工具集合,它們旨在幫助開發(fā)者和管理員高效地在邊緣設(shè)備上部署、管理和優(yōu)化計算任務(wù)。以下是對邊緣計算軟件的一些詳細(xì)解析:
一、邊緣計算軟件的定義與特點
邊緣計算軟件是指在邊緣計算環(huán)境中運行的應(yīng)用程序和開發(fā)工具,它們具有以下特點:
1、實時性:邊緣計算軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時采集、處理和分析,以滿足對時延要求高的應(yīng)用需求。
2、低延遲:通過將數(shù)據(jù)處理和計算任務(wù)放在邊緣設(shè)備上執(zhí)行,減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫说难舆t。
3、高效性:針對邊緣設(shè)備的計算能力和存儲資源進(jìn)行了優(yōu)化,以提高運行效率。
4、安全性:支持?jǐn)?shù)據(jù)加密、訪問控制等安全措施,保護(hù)數(shù)據(jù)在傳輸和處理過程中的安全性。
二、邊緣計算軟件的主要功能
邊緣計算軟件通常具備以下主要功能:
1、數(shù)據(jù)采集:從各種傳感器、設(shè)備等數(shù)據(jù)源采集原始數(shù)據(jù)。
2、數(shù)據(jù)處理:對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、分析、挖掘等操作,提取有價值的信息。
3、決策支持:基于處理后的數(shù)據(jù),為邊緣設(shè)備提供決策支持,如控制指令、預(yù)警信息等。
4、通信與協(xié)同:支持邊緣設(shè)備與云端、其他邊緣設(shè)備之間的通信和協(xié)同工作。
三、邊緣計算軟件的應(yīng)用場景
邊緣計算軟件廣泛應(yīng)用于以下場景:
1、智能制造:用于設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和分析,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
2、智能交通:實現(xiàn)交通信息的實時感知和共享,優(yōu)化交通調(diào)度,緩解城市交通擁堵問題。
3、智慧城市:應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、公共安全、城市管理等領(lǐng)域,提升城市管理水平。
4、智能醫(yī)療:實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程診療,提高醫(yī)療效率和治療效果。
5、智能農(nóng)業(yè):利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實時監(jiān)測和智能控制,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。
四、邊緣計算軟件的案例分析
以下是一些邊緣計算軟件的案例分析:
1、騰訊云物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算平臺(IECP):能夠快速地將騰訊云存儲、大數(shù)據(jù)、人工智能等云端計算能力擴展至距離IoT設(shè)備數(shù)據(jù)源頭最近的邊緣節(jié)點,提供低延時、靈活、安全、便捷的邊緣計算服務(wù)。
2、阿里云物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算:為企事業(yè)單位的邊緣端業(yè)務(wù)或IT管理部門提供物聯(lián)網(wǎng)信息一體化解決方案,結(jié)合阿里云的大數(shù)據(jù)、AI學(xué)習(xí)等能力,打造出云邊端三位一體的計算體系。
3、百度智能邊緣BIE:由智能邊緣本地運行包和智能邊緣云端管理套件組成,實現(xiàn)“訓(xùn)練、管理、配置在云端,采集、轉(zhuǎn)發(fā)、計算、推斷在本地”的效果。
五、邊緣計算軟件的未來發(fā)展趨勢
隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的不斷發(fā)展,邊緣計算軟件將迎來更廣闊的發(fā)展空間。未來,邊緣計算軟件將更加注重實時性、安全性、可擴展性和智能化等方面的提升,以滿足更多復(fù)雜場景下的應(yīng)用需求。同時,隨著邊緣設(shè)備與云端的深度融合,邊緣計算軟件將更加注重云邊協(xié)同工作,實現(xiàn)更加高效、智能的計算模式。
綜上所述,邊緣計算軟件是邊緣計算技術(shù)的重要組成部分,它們在提高實時性、降低延遲、增強安全性等方面發(fā)揮著重要作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷擴展,邊緣計算軟件將在未來發(fā)揮更加重要的作用。
和算力區(qū)別
邊緣計算和算力是兩個不同的概念,它們在計算領(lǐng)域中有著不同的含義和應(yīng)用。以下是關(guān)于邊緣計算和算力區(qū)別的詳細(xì)解釋:
邊緣計算
1、定義:邊緣計算是一種分布式計算模型,其核心思想是將數(shù)據(jù)處理和計算資源放置在接近數(shù)據(jù)產(chǎn)生源頭的邊緣設(shè)備、傳感器或用戶設(shè)備上,以提供更快速、實時的計算和數(shù)據(jù)分析能力。
2、特點:
低延遲:通過將計算和數(shù)據(jù)處理能力部署在網(wǎng)絡(luò)的邊緣,邊緣計算能夠大幅降低延遲,優(yōu)化帶寬使用,增強數(shù)據(jù)隱私和提高系統(tǒng)的實時響應(yīng)能力。
高效性:邊緣計算使得數(shù)據(jù)無需長途傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理,從而減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和帶寬消耗,提高了數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用的效率。
安全性:邊緣計算有助于保護(hù)數(shù)據(jù)隱私和安全,因為敏感數(shù)據(jù)在邊緣設(shè)備上進(jìn)行處理,而不是在云端進(jìn)行集中處理。
3、應(yīng)用場景:邊緣計算通常用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用,如智能家居、智能交通、工業(yè)自動化等領(lǐng)域,這些領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)處理的實時性和安全性有較高要求。
算力
1、定義:算力是指計算機系統(tǒng)執(zhí)行計算任務(wù)的能力,它量化了數(shù)據(jù)處理的速度和效率。算力涵蓋了硬件(如CPU、GPU、TPU等處理器)、軟件算法以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等多個層面的綜合性能。
2、特點:
可衡量性:算力通常以計算速度、處理器性能、存儲容量和并行處理能力等指標(biāo)來衡量。
可提升性:算力的提升可以通過硬件升級、優(yōu)化算法和并行計算等方式實現(xiàn)。算力的增加可以帶來更高的計算效率和處理能力,使得計算任務(wù)可以更快地完成或處理更大規(guī)模的數(shù)據(jù)。
3、應(yīng)用場景:算力在各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,包括但不限于人工智能、大數(shù)據(jù)分析、科學(xué)計算、高性能計算等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展,算力已成為衡量一個國家或企業(yè)科技競爭力的重要指標(biāo)。
邊緣計算和算力的區(qū)別
1、關(guān)注點不同:邊緣計算主要關(guān)注計算資源和數(shù)據(jù)處理能力的部署位置,即靠近數(shù)據(jù)源頭或用戶設(shè)備;而算力主要關(guān)注計算機系統(tǒng)執(zhí)行計算任務(wù)的能力,即處理速度、效率和規(guī)模。
2、應(yīng)用場景差異:邊緣計算更適用于需要低延遲、高實時性和數(shù)據(jù)隱私保護(hù)的場景,如物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用;而算力則更廣泛應(yīng)用于需要大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和高性能計算的領(lǐng)域,如人工智能、大數(shù)據(jù)分析等。
3、提升方式不同:邊緣計算的提升主要通過優(yōu)化部署位置和計算資源分配來實現(xiàn);而算力的提升則主要依賴于硬件升級、算法優(yōu)化和并行計算等技術(shù)手段。
綜上所述,邊緣計算和算力在計算領(lǐng)域中各自扮演著不同的角色,具有各自獨特的特點和應(yīng)用場景。在實際應(yīng)用中,可以根據(jù)具體需求選擇合適的技術(shù)方案來實現(xiàn)高效、安全的計算和數(shù)據(jù)處理。
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