本文來自微信公眾號“人工智能與物聯(lián)網(wǎng)”，作者/chris han。
邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）之間擁有緊密且互補的關(guān)系。邊緣計算是一種分布式計算架構(gòu)，其核心在于將數(shù)據(jù)處理邏輯從中心云服務(wù)器移至網(wǎng)絡(luò)邊緣的近源地點執(zhí)行，從而大幅減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t、降低帶寬使用成本、并提升數(shù)據(jù)處理的即時性與安全性。物聯(lián)網(wǎng)則是指通過各種傳感器與網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備、機器、物品等構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其核心在于收集、傳輸與分析數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)智能化控制和管理。
物聯(lián)網(wǎng)的增長依賴于邊緣擴展，因為它需要一個具有強大網(wǎng)絡(luò)連接、區(qū)域化計算能力和云接入的平臺。如果沒有這些邊緣功能，企業(yè)將無法像使用云應(yīng)用程序那樣大規(guī)模使用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。這些設(shè)備需要處理來自構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的多個傳感器和設(shè)備的大量數(shù)據(jù)。
由于延遲和成本方面的考慮，在主要公共云提供商的數(shù)據(jù)中心運送所有要處理的數(shù)據(jù)將變得不可持續(xù)。為了緩解這種情況，物聯(lián)網(wǎng)需要網(wǎng)關(guān)集線器來聚合數(shù)據(jù)、操作執(zhí)行器并在用于連接到網(wǎng)絡(luò)的傳感器協(xié)議之間進行轉(zhuǎn)換。這最適合邊緣數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)關(guān)將在其中過濾掉不必要的數(shù)據(jù)并將關(guān)鍵信息傳遞給托管在公共云中的專有應(yīng)用程序。
邊緣的行業(yè)采用目前由早期采用者使用提供IT服務(wù)、計算和云訪問的MEC（多訪問邊緣計算環(huán)境）引領(lǐng)。然而，這將很快讓位于大都市級別的共享服務(wù)。智慧城市、交通和能源領(lǐng)域已經(jīng)有了實際用例，但只有在邊緣基礎(chǔ)設(shè)施平臺充分發(fā)展其低延遲連接、到公共云的高速回程和本地計算能力后，才會大規(guī)模采用。
邊緣計算的基本原理
邊緣計算通過在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，即靠近數(shù)據(jù)產(chǎn)生源的位置部署計算資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的就地處理。這種架構(gòu)的設(shè)計大大降低了對中心數(shù)據(jù)處理中心的依賴，從而緩解了網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力并減少了數(shù)據(jù)傳輸過程中的時延。
首先，邊緣計算使得數(shù)據(jù)處理更加高效。通過將數(shù)據(jù)處理任務(wù)分散到網(wǎng)絡(luò)邊緣，減少了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的時間損耗，確保了數(shù)據(jù)處理的即時性。這對于那些要求高實時性的應(yīng)用尤為重要。
其次，邊緣計算增強了數(shù)據(jù)安全性。由于數(shù)據(jù)在本地進行處理，而非通過公共互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)皆贫耍@降低了數(shù)據(jù)泄露或被截獲的風(fēng)險。此外，邊緣計算允許對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，只有經(jīng)過篩選和加工的數(shù)據(jù)才會被發(fā)送到云端，這進一步增強了數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護。
物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵特性
物聯(lián)網(wǎng)通過將傳感器、軟件和其他技術(shù)集成到物理設(shè)備中，實現(xiàn)設(shè)備的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。這些設(shè)備能夠自動收集、交換數(shù)據(jù)，并通過分析這些數(shù)據(jù)來優(yōu)化操作和決策過程。
首先，物聯(lián)網(wǎng)強調(diào)設(shè)備的互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)，并與其他設(shè)備或服務(wù)進行數(shù)據(jù)交換。這種互聯(lián)互通為遠程監(jiān)控、資產(chǎn)管理等應(yīng)用提供了可能。
其次，物聯(lián)網(wǎng)注重數(shù)據(jù)的實時處理和分析。通過對收集到的數(shù)據(jù)進行即時分析，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠迅速做出反應(yīng)，從而提高系統(tǒng)的效率和響應(yīng)能力。例如，在智能家居系統(tǒng)中，溫度傳感器可以實時監(jiān)測環(huán)境溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動調(diào)整空調(diào)溫度，以實現(xiàn)能源的高效使用。
邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合
邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合為多個行業(yè)帶來了創(chuàng)新的解決方案。通過在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備近端進行數(shù)據(jù)處理，這些應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能、高效的運作。
首先，智能家居是邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的典型應(yīng)用場景。在智能家居系統(tǒng)中，各種傳感器（如光線、溫度、濕度傳感器）和智能設(shè)備（如智能燈、智能鎖）收集的數(shù)據(jù)，可以在本地通過邊緣計算設(shè)備處理后，直接用于控制家居環(huán)境，無需將所有數(shù)據(jù)上傳至云端，從而實現(xiàn)了更快的響應(yīng)速度和更高的數(shù)據(jù)安全。
其次，邊緣計算在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）中也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在工廠中，邊緣計算可以對生產(chǎn)線上的機器進行實時監(jiān)控和分析，快速識別和預(yù)測設(shè)備故障，從而減少生產(chǎn)中斷的時間，提高生產(chǎn)效率和安全性。
未來發(fā)展趨勢
隨著技術(shù)的不斷進步和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及，邊緣計算在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用將愈發(fā)廣泛。一方面，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的推廣，邊緣計算將能夠更好地利用5G低延遲、高帶寬的特點，進一步增強物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的性能。另一方面，人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，將使得邊緣計算設(shè)備能夠更智能地處理和分析數(shù)據(jù)，提供更加精準(zhǔn)和個性化的服務(wù)。
同時，隨著對數(shù)據(jù)安全和隱私保護要求的提升，邊緣計算的安全機制也將得到加強。技術(shù)創(chuàng)新，如加密技術(shù)和安全協(xié)議的更新，將進一步保障在邊緣計算環(huán)境下數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。
綜上所述，邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系是互補且不可分割的。邊緣計算通過在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備近端提供數(shù)據(jù)處理能力，不僅加快了數(shù)據(jù)處理速度，提高了響應(yīng)效率，還增強了數(shù)據(jù)的安全性。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將為各行各業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和機遇。
