智能边缘或云计算:哪个是物联网的杀手级应用?

 智能家居产品     |      2019-12-04 12:06

导读:云计算是“边缘化”吗?随着物联网中硬件和传感器成本的不断下降,物联网中的设备变得越来越智能化和小型化,边缘计算已经成为可行的现实。随着5G等新型网络连接技术的出现,边缘架

云计算是“边缘化”吗?随着物联网中硬件和传感器成本的不断下降,物联网中的设备变得越来越智能化和小型化,边缘计算已经成为可行的现实。随着5G等新型网络连接技术的出现,边缘架构将为更快、更高效的物联网奠定基础。

基于云计算的数据分析极大地推动了物联网的发展,但是现在越来越多的企业将数据处理推向了边缘。事实上,到2019年,全球生成的50%的数据将在物联网的设备级进行处理。

鉴于物联网设备的认知能力通常受限于其外部尺寸和较短的电池寿命,边缘计算是否会在未来几年取代云计算?

为什么云计算被边缘化了

基于云计算的物联网系统的主要缺点是,每当用户触发操作时,软件层需要时间来捕获命令,将其发送到服务器并等待响应,然后以图片的形式显示信息。这可能是对在给定时间段内收集的设备状态数据的请求。这种行为在连接设备、智能家居产品甚至轻量级可穿戴设备中很常见。延迟被认为是构建能够实时自主决策的物联网解决方案的主要障碍。

物联网设备生成大量数据,但不需要将所有数据推送到云中。

到2021年,物联网设备每年将产生847 ZB的原始数据(2016年仅为218ZB)。例如,智能石油钻机可以使用多达30,000个传感器来监控各种性能参数,包括工作时间、泵速和冲程计数。然而,制造公司需要实时分析不到1%的传感器数据,以识别异常并防止事故发生。其余99%是所谓的状态数据,可以用来训练预测性维护模型,但不需要立即采取措施。

黑客可以拦截在物联网设备和云计算服务器之间来回移动的数据

与本地服务器相比,在大多数情况下,在云中存储和处理物联网数据更安全。然而,企业网络中物联网设备执行的91.5%的数据交易是未加密的。这给黑客提供了摧毁本地路由器和捕获物联网流量的机会。

带宽和能源成本正在上升,但目前没有移动通信连接的替代方案。

AT&T和威瑞森等主要通信运营商正在为M2M通信引入低功耗网络,这种网络比LTE更便宜,并且通过将数据速率降低到仅120千比特/秒来节省能源。但是,从长远来看,这并不能保证大幅节约成本。一方面,对带宽的需求一直在上升,这可能会促使电信公司调整定价计划。另一方面,窄带网络不能支持物联网操作,例如固件更新、语音处理和非结构化视频数据分析。

边缘计算可以帮助物联网用户减少通过网络的数据量,节省带宽,并设计可以自动执行的操作(例如,一旦注册了某种类型的行为,就会向管理人员发送警报通知,灯将被关闭,或者温度将被降低)。

物联网设备没有“边缘因素”。以下是使边缘计算有效的方法。

有几个因素使边缘计算成为现实:

物联网硬件和传感器的成本持续下降:从2004年到2014年,物联网传感器的平均价格从1.3美元下降到0.6美元,预计到2020年将再下降37%。

小型设备变得越来越智能:甚至像覆盆子Pi 4这样的新原型开发设备现在也可以支持人工智能算法的功能和能力。

换句话说,许多智能设备(特别是在物联网的消费者层面)缺乏内存来处理繁重的操作,并且实际上可能运行在固件而不是操作系统上。这就是为什么迄今为止,边缘计算部署仅限于摄取、存储、过滤和向云发送传感器数据。

当不能在设备上执行数据分析时,执行雾计算步骤

这项技术涉及到中间计算机、网络设备和小型数据中心的实施,这些设备可以在数据源和云之间分割传入的流量。

由于边缘计算部署需要结合本地部署和云计算数据中心,物联网软件开发专家首先在云中设置数据处理单元,然后在信息技术基础架构内的连接设备上模拟它们的功能。

为了实现这一目标,开发人员使用云计算管理服务,如AWS物联网绿草或azuriot edge。通过这些服务,边缘设备可以在使用云平台进行存储和分析时对它们生成的数据进行操作:

Awsiot green grass仅支持基于Linux的边缘设备,这些设备又可以与其他小型工具进行通信,这些工具的大小和复杂性从基于微控制器的解决方案到工业设备都有所不同。

Azuriot Edge允许开发人员通过容器在连接的Linux和视窗设备上执行第三方服务、人工智能辅助数据处理和定制应用程序逻辑。

这两种服务都可以确保近乎实时的响应,加密传感器数据,并使边缘设备能够离线工作或间歇性地连接到云计算,从而使较小的公司能够相对容易地为边缘设备设计有效的云架构。

寻找物联网在黑仔的应用

在5G等新连接技术的支持下,边缘架构将为未来几年更快、更高效的物联网奠定基础。

然而,在这一点上,云计算和边缘计算之间的平衡仍然是物联网基础设施开发的首选方法:尽管延迟和运营成本相对较高,但基于云计算的集中式数据存储库比小型设备具有更多的存储和处理能力。