物联网IoT边缘的技术趋势
经历了PC互联网、移动互联网,未来物联网的市场还是一片蓝海,而技术的发展趋势在哪里?
云计算技术日趋成熟,企业对低延时、海量数据、隐私安全、本地自治有更高的要求,未来的趋势是物联网企业下云,计算和分析会下沉到哪里?答案是:边缘。
在物联网云平台和现场设备之间一直存在着巨大的“断层”。相对云计算而言,边缘计算的行为发生在靠近数据生成的本地设备和网络中。
边缘计算采用新的网络、新的方法、新的设备和新的架构,打通万物互联的“最后一公里”,并创造可持续的商业模式。
华为云IoT边缘简介及技术架构说明
IoT边缘(IoT Edge),是华为物联网的边缘计算平台。IoT Edge作为物联网边缘“小脑”,在靠近物或数据源头的边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,就近提供计算和智能服务,满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。
IoTEdge分为云、边两层架构,边侧部署软件到硬件上,基于操作系统,提供各种应用的运行框架;云侧提供远程的统一资源管理、应用管理等服务。包含云服务、边缘运行时软件、边缘模块应用,利用云服务将云端能力快速拓展至边缘,提供系统适配、云边协同、通信代理等运行时软件,部署数据采集、边缘计算、数据清洗等模块应用,在园区、城市、工业等场景,作为数据源切入点,解决客户对设备上云、本地计算、数据预处理等诉求。IoT边缘支持园区/城市/交通/工业等行业设备数采,作为切入点给IoT平台引流;支持边缘智能计算,快速实现生态拓展,丰富行业解决方案;提供SDK、API、点位配置等,满足客户或ISV的二次开发诉求。
概念串联
IoTEdge作为物联网边缘计算平台,串联起了端边云的协同框架,本文档也主要以云端、边缘节点、设备端展开介绍。
云端
首先,需要先理解一个概念:租户。您在华为云注册了一个账号后,开通了IoT边缘服务,就成为了我们的客户,像租户一样可以享用物联网边缘计算平台提供的能力。其次,控制台就是IoT边缘服务提供给租户的操作平台,您可以在IoT边缘的控制台上,查看、管理边缘节点状态,通过云边协同通道下发配置,执行应用远程部署升级,数据路由转发上云等能力;最后,控制台上的很多能力,在应用侧也都提供了开发接口(例如应用管理,节点管理等),供您在做应用侧开发时调用。可以参考:基于API开发应用。
边缘节点
IoT边缘提供一组软件,可以从云端下发部署在网关或服务器上,纳管其硬件作为边缘节点,在边缘节点上可以实现设备数据的采集、预处理、数据流转、路由转发,同时边缘侧提供应用托管、边缘计算等功能,方便业务本地自治、业务扩展。如何快速将硬件变成边缘节点,可以参考如何将一台机器注册成边缘节点。如何将应用下发部署到指定的边缘节点上执行,可以参考如何将应用部署到边缘节点。
设备端
首先,顾名思义是指设备,那么什么叫设备呢?靠近客户现场,能够执行生产任务的加工设备,能够监控环境信息的传感设备,能够计量水电煤的仪器仪表等,只要能够上电通过蜂窝网、以太网连接,我们都可以称之为设备。其次,不具备通讯模组无法直接联网的“哑设备”,是依赖现场部署的硬件作为边缘节点,进行主动的数据采集。最后,通过边缘节点的数据采集能力,就近接入设备,提取有用的数据信息,从而实现设备的管理、智能控制、数据治理。可以参考数据采集配置指南。
部署形态
IoTEdge倡导“软硬件解耦”的原则,不依赖具体硬件型号,提供兼容性强的软件,通过屏蔽底层硬件差异,提供不同规格的版本来实现不同部署形态,满足例如轻量级的工业网关,AI智能网关,视频网关,资源高的服务器,虚拟机等硬件资源的部署。
· 软硬件解耦,边缘软件不依赖硬件类型部署;支持X86/ARM 架构,支持网关、虚机、服务器部署。
· 已支持LinuxOS、CentOS、 Ubuntu、EulerOS、Debian、OpenEuler、Fedora、KylinOS、UnionTech等主流操作系统的部署纳管。
IoT边缘服务常见行业名词解释
名词
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描述
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IoT边缘 |
IoT边缘(IoT Edge),是一组软件产品,需要部署到硬件上,实现边缘硬件与云端的协同管理。 |
边缘节点 |
IoT边缘软件部署的硬件载体,在硬件上部署一组软件应用,将硬件的状态信息与云端互通,在云端管理控制台可实现对硬件的远程监控与操作。 |
节点纳管 |
通过云端管理控制台,可以远程与边缘节点进行通信,管理边缘节点的状态、应用。 |
应用托管 |
通过云端把应用部署下发都边缘节点,在边缘节点上运行应用,云端可监控、管理、升级边缘上的应用。 |
数据流转 |
边缘节点上的数据,可以在同一节点下的不同应用之间进行流转互通。 |
路由管理 |
边缘节点上的数据,可以路由转发给节点外的第三方接收目标端。 |
数据采集 |
边缘节点所在的硬件,与客户现场的设备对接,将设备数据采集到边缘节点上,再进行数据预处理、流转、路由转发上云。也支持从云端下发命令,反向控制数据采集对接的设备。 |
MQTT协议 |
全称为Message Queuing Telemetry Transport(消息队列遥测传输)是ISO标准下基于发布/订阅范式的“轻量级”消息协议。互联网的基础网络协议是TCP/IP,其工作在 TCP/IP协议族上,为硬件性能低下的远程设备以及网络状况糟糕的情况下而设计的一种发布/订阅型消息协议。 |
Modbus协议 |
Modbus协议是一项应用层报文传输协议,包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。 |
OPC-UA协议 |
全称为OPC Unified Architecture(OPC统一架构),是一项开源的、独立于平台的标准协议;通过此协议,使用不同系统的设备可以通过网络在客户端和服务器之间发送消息进行通信。 |