什么是邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng) (EC-IoT)？

物聯(lián)網(wǎng)正在迅速發(fā)展，并向萬(wàn)物互聯(lián) (IoE) 邁進(jìn)。在全連接時(shí)代，設(shè)備連接數(shù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量的激增推動(dòng)了邊緣計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新地將邊緣計(jì)算架構(gòu)帶入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，在靠近物的邊緣提供數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和應(yīng)用。它解決了物聯(lián)網(wǎng)通信的“最后一公里”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的智能連接和高效管理。

為什么我們需要邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)？

如今，物聯(lián)網(wǎng)已成為推動(dòng)全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量。

什么是物聯(lián)網(wǎng)？簡(jiǎn)單地說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)讓物聯(lián)網(wǎng)，它的最終目標(biāo)是連接一切。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，各行各業(yè)開(kāi)始數(shù)字化轉(zhuǎn)型，將越來(lái)越多的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2025年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將達(dá)到1000億。在這一趨勢(shì)下，企業(yè)將面臨以下挑戰(zhàn)：

當(dāng)海量數(shù)據(jù)遷移到云端進(jìn)行處理時(shí)，缺乏實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析處理能力，大大增加了云端的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)。

難以集中部署和管理眾多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用程序以及多樣化的接口和協(xié)議。

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)：邊緣計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合

邊緣計(jì)算極大地簡(jiǎn)化了云端海量終端數(shù)據(jù)的處理。

邊緣計(jì)算部署在靠近事物或數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)邊緣，通過(guò)一個(gè)集網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)和應(yīng)用能力于一體的開(kāi)放平臺(tái)，提供邊緣智能服務(wù)。終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)直接在網(wǎng)絡(luò)邊緣本地實(shí)時(shí)分析處理，無(wú)需上傳云端處理。邊緣計(jì)算滿足行業(yè)數(shù)字化對(duì)敏捷連接和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)優(yōu)化的關(guān)鍵要求。

邊緣計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合催生了邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)。邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)將邊緣計(jì)算架構(gòu)引入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。在靠近設(shè)備或數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)邊緣部署集網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)和應(yīng)用能力為一體的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，可以在網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)上提供設(shè)備管控服務(wù)。因此，邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)解決了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信的“最后一公里”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能連接和高效管理。

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)有什么用途？

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)致力于滿足以下要求：

適配多樣化的物理接口和協(xié)議，使物聯(lián)網(wǎng)終端能夠快速、流暢地接入互聯(lián)網(wǎng)。

實(shí)現(xiàn)對(duì)大量終端設(shè)備的統(tǒng)一管理。

實(shí)現(xiàn)本地流量本地處理，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

打開(kāi)行業(yè)協(xié)作系統(tǒng)。

下圖是邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，具有邊緣智能和云管理的特點(diǎn)。通過(guò)網(wǎng)關(guān)開(kāi)放的邊緣計(jì)算能力，邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)快速適應(yīng)各行各業(yè)的智能數(shù)據(jù)處理需求，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)關(guān)鍵業(yè)務(wù)快速響應(yīng)、數(shù)據(jù)本地聚合優(yōu)化、高價(jià)值數(shù)據(jù)主動(dòng)回傳到云端。

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)使用兩個(gè)核心組件：邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)是具有邊緣計(jì)算能力的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，對(duì)海量終端數(shù)據(jù)進(jìn)行本地分析處理。支持豐富的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接口（如PLC、RF、RS-485、DI）和協(xié)議，靈活接入各種傳感器和終端。開(kāi)放軟硬件資源，支持容器部署。行業(yè)應(yīng)用可按需部署在容器中，實(shí)現(xiàn)接入終端設(shè)備數(shù)據(jù)本地處理?；谠频奈锫?lián)網(wǎng)平臺(tái)可以與各種行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的智能連接：采用云管理架構(gòu)，集中管理大量終端設(shè)備，降低運(yùn)維成本。采用開(kāi)放式架構(gòu)，開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)北向應(yīng)用編程接口（API），與第三方行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)互通。

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)的主要特點(diǎn)

云平臺(tái)開(kāi)放

在邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)利用云計(jì)算技術(shù)在云端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、容器和應(yīng)用的統(tǒng)一管理。平臺(tái)還提供開(kāi)放的北向API，支持與第三方行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的靈活對(duì)接，如下圖所示。

開(kāi)放式架構(gòu)

云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采用開(kāi)放式軟件架構(gòu)，提供標(biāo)準(zhǔn)RESTful北向API，與各行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用增值服務(wù)。

服務(wù)融合

基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)網(wǎng)關(guān)、容器和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一管理，并支持容器和應(yīng)用的安裝。

基于云的部署

基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)支持分布式集群部署、無(wú)縫擴(kuò)容、集中管理大量物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。

網(wǎng)關(guān)開(kāi)放

如下圖所示，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)支持容器部署，允許用戶在容器中安裝自己的業(yè)務(wù)應(yīng)用。此外，它還為容器和應(yīng)用程序調(diào)用資源提供了各種eSDK接口。

Container是一種基于Linux的輕量級(jí)虛擬化隔離方法。傳統(tǒng)的虛擬機(jī)由 CPU、內(nèi)存、磁盤和外圍設(shè)備組成，用作真機(jī)。相比之下，Linux 容器基于 Linux 內(nèi)核實(shí)現(xiàn)資源隔離和分配，使其中的應(yīng)用程序認(rèn)為它們運(yùn)行在獨(dú)立的機(jī)器上。

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用

邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)已廣泛應(yīng)用于配電、智慧城市、智慧綜合能源服務(wù)（IES）等領(lǐng)域。它已成為跨行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動(dòng)力。下面介紹邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)在配電和智能IES場(chǎng)景中的應(yīng)用。

配電物聯(lián)網(wǎng)

配電物聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)配電自動(dòng)化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。這解決了許多傳統(tǒng)工控技術(shù)無(wú)法解決的長(zhǎng)期存在的問(wèn)題，例如對(duì)眾多終端設(shè)備的管理以及業(yè)務(wù)管理和控制。因此，配電物聯(lián)網(wǎng)可以提供更好的用戶服務(wù)體驗(yàn)，提高服務(wù)運(yùn)營(yíng)效率。

在配電物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)采用“云-管-邊-端”架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全連接和智能管理。

配電物聯(lián)網(wǎng)

云：指云主站。它由下一代配電自動(dòng)化主站、微應(yīng)用管控中心和Agile Controller-IoT組成。這些組件協(xié)同提供各種服務(wù)和功能，包括配電終端單元 (DTU) 管理、在線設(shè)備監(jiān)控、停電故障修復(fù)、資產(chǎn)管理、大數(shù)據(jù)分析和人工智能 (AI) 應(yīng)用程序。管道：指用于實(shí)現(xiàn)云與邊緣之間數(shù)據(jù)交換的通信網(wǎng)絡(luò)。WAN 通信網(wǎng)絡(luò)包括以太網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。本地通信網(wǎng)絡(luò)主要使用PLC-IoT、RF-Mesh等通信技術(shù)在終端設(shè)備和邊緣之間傳輸數(shù)據(jù)。邊緣：在網(wǎng)絡(luò)邊緣部署邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，提供容器平臺(tái)，允許用戶在容器中安裝業(yè)務(wù)應(yīng)用，滿足業(yè)務(wù)需求。此外，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)在容器中提供開(kāi)放的 API 供應(yīng)用程序調(diào)用。設(shè)備：低壓配電設(shè)備采用智能核心通信模塊，實(shí)現(xiàn)智能終端設(shè)備與邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)之間的通信。華為提供智能核心通信模塊和開(kāi)放API，供第三方廠商進(jìn)行低壓設(shè)備的二次集成。

智能 IES

下圖展示了智能IES場(chǎng)景下邊緣計(jì)算IoT的核心架構(gòu)。在該架構(gòu)中，基于云的智能IES平臺(tái)用于提供數(shù)據(jù)感知、邊緣處理和智能應(yīng)用。該平臺(tái)展示全網(wǎng)終端設(shè)備（如電表、水表、燃?xì)獗淼龋┑母婢癄顟B(tài)、現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)，支持遠(yuǎn)程可視化管理，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

平臺(tái)層和應(yīng)用層：采用云管理架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量設(shè)備的遠(yuǎn)程全生命周期可視化管理以及海量能耗數(shù)據(jù)的分析處理。網(wǎng)絡(luò)層：支持有線和無(wú)線通信方式，可根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的現(xiàn)場(chǎng)需求靈活選擇。邊緣計(jì)算層：基于邊緣計(jì)算技術(shù)，重新定義智能IES物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)），使網(wǎng)關(guān)智能化。智能IES物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)功能可定制或按需加載，數(shù)據(jù)可靈活共享，實(shí)現(xiàn)與不同服務(wù)生態(tài)的互聯(lián)互通。因此，一個(gè)智能IES物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以用于多種用途，無(wú)需重復(fù)開(kāi)發(fā)硬件系統(tǒng)。采集終端層：采集終端或轉(zhuǎn)換器采用PLC-IoT技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)有電力線將終端設(shè)備（如電表、水表、燃?xì)獗恚┻B接到智能IES物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，可靠、高效地采集各種能耗信息，提供數(shù)據(jù)為綜合能源服務(wù)奠定基礎(chǔ)。