物聯(lián)網(wǎng)中的邊緣計(jì)算:提高網(wǎng)絡(luò)效率以減少流量
企業(yè)對(duì)邊緣計(jì)算越來(lái)越感興趣,因?yàn)殡S著更多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的部署,企業(yè)需要快速分析和處理它們生成數(shù)據(jù)的方法。目標(biāo)是消除將數(shù)據(jù)傳輸回云或內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的需要。
根據(jù)Gartner 的數(shù)據(jù),今天只有20%的企業(yè)數(shù)據(jù)是在數(shù)據(jù)中心之外處理的。但是,到2022年,大多數(shù)企業(yè)數(shù)據(jù)將在數(shù)據(jù)中心外部產(chǎn)生和處理,Gartner說(shuō)。到2025年,邊緣設(shè)備可以處理高達(dá)90%的數(shù)據(jù)。根據(jù)Smoker的說(shuō)法,Purdue的研究人員使用邊緣計(jì)算有很多原因。例如,邊緣計(jì)算用于預(yù)處理數(shù)據(jù),允許工作人員僅從原始圖像中提取有價(jià)值的數(shù)據(jù)。這大大減小了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)文件的大小,并優(yōu)化了有限帶寬的使用。
在其他情況下,邊緣計(jì)算允許研究人員分析傳感器數(shù)據(jù)以確保質(zhì)量,然后再將其添加到更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)以供進(jìn)一步研究或者,他們可以向傳感器數(shù)據(jù)添加適當(dāng)?shù)脑獢?shù)據(jù),例如GPS坐標(biāo)和繪圖信息。
“在其他方面,我們可以用邊緣計(jì)算在農(nóng)場(chǎng)封閉系統(tǒng)內(nèi)做出決策,就像在今天的汽車(chē)中使用車(chē)載計(jì)算一樣,”Smoker解釋說(shuō)。
這包括使用傳感器跟蹤工具的性能,并根據(jù)收集到的信息采取實(shí)時(shí)操作。這些信息可以涵蓋許多變量,其中包括農(nóng)場(chǎng)中耕田地的速度,種子密度或與優(yōu)化相關(guān)的行動(dòng),如燃料消耗或施肥量。
“我們用這些工具來(lái)研究作物遺傳,”Smoker說(shuō)。“到2050年,我們希望能夠養(yǎng)活全世界的人口,因此我們必須提高我們生產(chǎn)糧食的能力,增加糧食營(yíng)養(yǎng)并使作物能在新的地區(qū)生長(zhǎng)“。
專(zhuān)注于物聯(lián)網(wǎng)中的邊緣計(jì)算
Gartner副總裁兼分析師Thomas Bittman認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的采用是推動(dòng)邊緣計(jì)算發(fā)展的主要力量之一。因此,公司正在競(jìng)相尋找重組IT基礎(chǔ)設(shè)施的方法,以便利用現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)技術(shù)將傳感器和其他遠(yuǎn)程設(shè)備縫合在一起。
Bittman說(shuō):“重要的是不要把邊緣計(jì)算看作是一個(gè)市場(chǎng),而是一種計(jì)算拓?fù)洌鼘⑦m用于許多獨(dú)特的市場(chǎng):企業(yè)、消費(fèi)者、工業(yè)和移動(dòng)等領(lǐng)域。”
“我想說(shuō),只要有工廠,員工,客戶或地點(diǎn),所有垂直行業(yè)都將出現(xiàn)邊緣計(jì)算,”他補(bǔ)充道。“主要的努力將是實(shí)現(xiàn)全新的用例,追求更小的延遲,更廣泛地在工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,并為購(gòu)物者和員工增加身臨其境的體驗(yàn)。”
數(shù)據(jù)處理,壓縮和過(guò)濾是將在邊緣執(zhí)行的常見(jiàn)任務(wù),“德克薩斯州Round Rock的制造自動(dòng)化公司自動(dòng)化解決方案部門(mén)總監(jiān)Mike Boudreaux表示。
服務(wù)提供商可以很好地部署沒(méi)有應(yīng)用軟件的邊緣設(shè)備。然后,云系統(tǒng)可以將特定應(yīng)用程序的軟件推送到設(shè)備。Boudreaux補(bǔ)充說(shuō),這將使公司能夠監(jiān)控他們想要的應(yīng)用程序并定期提供軟件更新。
物聯(lián)網(wǎng)中的邊緣計(jì)算有助于養(yǎng)活全世界
Purdue大學(xué)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)計(jì)劃依賴(lài)于物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的各種設(shè)備,包括傳感器,太陽(yáng)能無(wú)線設(shè)備,服務(wù)器和其他設(shè)備 - 所有設(shè)備都旨在幫助Smoker跟蹤大學(xué)里1,408英畝農(nóng)場(chǎng)的情況。
在給定的研究實(shí)驗(yàn)期間,計(jì)算設(shè)備會(huì)精確地計(jì)算需要處理的內(nèi)容,地點(diǎn)和程度。在大多數(shù)情況下,一旦工具完成其工作,最終數(shù)據(jù)將被發(fā)送到主校區(qū)的學(xué)院中央數(shù)據(jù)中心。
“對(duì)我們來(lái)說(shuō),使用內(nèi)部數(shù)據(jù)中心更具成本效益,”Smoker說(shuō)。“我們研究過(guò)云計(jì)算服務(wù),但對(duì)于我們正在做的工作,它太貴了。”
農(nóng)業(yè)學(xué)院還使用被稱(chēng)為Phenomobile的車(chē)輛收集研究數(shù)據(jù),該車(chē)輛收集光反射和波長(zhǎng)等數(shù)據(jù)。在農(nóng)業(yè)研究的背景下,植物的表型描述了在環(huán)境影響它后產(chǎn)生的可觀察特征,例如高度,生物量和葉子形狀。
Purdue的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施使其能夠自動(dòng)化傳感器數(shù)據(jù)采集并實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。拖車(chē)外殼12 IoT排放傳感器還配備了Hewlett Packard Enterprise Edgeline服務(wù)器,收集的數(shù)據(jù)在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到學(xué)校的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)之前進(jìn)行分析和質(zhì)量檢查。Phenomobile收集的數(shù)據(jù)也可直接從現(xiàn)場(chǎng)流入中央數(shù)據(jù)中心。
“服務(wù)器對(duì)錯(cuò)誤的檢查以確保我們將正確的數(shù)據(jù)發(fā)送回主數(shù)據(jù)中心,”Smoker說(shuō)。“例如,如果數(shù)據(jù)不符合某個(gè)標(biāo)準(zhǔn),可能是因?yàn)閭鞲衅骺赡芤驯婚W電擊中。”
“關(guān)于要養(yǎng)活全世界的問(wèn)題,”他說(shuō)。“我們沒(méi)有太多時(shí)間耽誤了。到2050年,我們預(yù)計(jì)我們必須將糧食產(chǎn)量翻番,以滿足世界人口的需求。”
關(guān)于在物聯(lián)網(wǎng)中使用邊緣計(jì)算的4個(gè)問(wèn)題
在決定邊緣計(jì)算是否合適之前,企業(yè)需要考慮四個(gè)主要問(wèn)題,Hewlett Packard Enterprise公司Aruba戰(zhàn)略合作伙伴副總裁Michael Tennefoss表示。雖然邊緣計(jì)算,云和內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的使用可以互補(bǔ),但使用任何選項(xiàng)都有助于實(shí)現(xiàn)公司的業(yè)務(wù)目標(biāo)。
Tennefoss建議,公司不應(yīng)該急于將一切都轉(zhuǎn)移到云端,也不應(yīng)該決定所有的處理現(xiàn)在必須在邊緣進(jìn)行。一個(gè)很好的例子是:在世界各地運(yùn)營(yíng)多個(gè)工廠的制造商可能希望在工廠地板上集成邊緣計(jì)算,以跟蹤生產(chǎn)缺陷,但當(dāng)他們想看到明各工廠之間相互比較的數(shù)據(jù)時(shí),他們會(huì)在云中或內(nèi)部數(shù)據(jù)中心中收集數(shù)據(jù)。
需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題包括:
1. 公司需要多快的數(shù)據(jù)?
如果生產(chǎn)線每分鐘需要對(duì)1000瓶液體進(jìn)行快速檢測(cè),以實(shí)時(shí)識(shí)別缺陷。將這種環(huán)境與城市污水處理進(jìn)行比較,因?yàn)樵诔鞘形鬯幚磉^(guò)程中流體的水平會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化。企業(yè)應(yīng)該確定他們?cè)谶吘壦璧捻憫?yīng)時(shí)間有多快,以及他們是否能夠接受與在遠(yuǎn)處的云設(shè)施處理該數(shù)據(jù)相關(guān)的延遲。有時(shí),公司將邊緣和云計(jì)算混合在一起。例如,如果一家公司擁有多個(gè)工廠并希望在這些工廠中匯總性能數(shù)據(jù),那么它可以使用邊緣計(jì)算來(lái)支持高速?zèng)Q策并處理云中的聚合數(shù)據(jù)。
2. 公司在多大程度上可以容忍WAN中斷?
對(duì)于嚴(yán)重受中斷影響的公司,使用邊緣計(jì)算處理靠近生成的數(shù)據(jù)是有意義的。重視正常運(yùn)行時(shí)間并希望使用云計(jì)算的企業(yè)需要考慮使用蜂窩,互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星連接混合的冗余WAN鏈路的網(wǎng)絡(luò)。
3. 公司能買(mǎi)得起什么?
數(shù)據(jù)傳輸成本可能會(huì)迅速上升,特別是在使用衛(wèi)星通信或蜂窩等高成本服務(wù)的情況下。另一種方法是在邊緣處理數(shù)據(jù),并在每天結(jié)束時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接發(fā)送壓縮和聚合數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)。
4. 公司政策是否要求某些數(shù)據(jù)保留在本地?
在許多制造和國(guó)防應(yīng)用中,或者在公司處理敏感知識(shí)產(chǎn)權(quán)或商業(yè)機(jī)密的情況下,數(shù)據(jù)可能必須保持在本地。因此,公司可能希望將所有數(shù)據(jù)保留在邊緣,或者只將相關(guān)的摘要數(shù)據(jù)集通過(guò)安全的私有云發(fā)送到中央數(shù)據(jù)中心。出于安全性和合規(guī)性原因,全云計(jì)算選項(xiàng)可能永遠(yuǎn)不會(huì)有意義。