為了支持?jǐn)?shù)據(jù)收集的指數(shù)級(jí)增長，每天都在部署新的智能連接傳感器和資產(chǎn)。這反過來又需要機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新，這些網(wǎng)絡(luò)承載著大量的數(shù)據(jù)流，以減輕與在云中集中處理數(shù)據(jù)相關(guān)的成本和效率低下。未來的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)必須采用分散的架構(gòu)，其中原始數(shù)據(jù)的處理不是從云中開始，而是從網(wǎng)絡(luò)邊緣開始。

邊緣智能化機(jī)遇

企業(yè)現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到，必須更高效地管理不斷增長的數(shù)據(jù)流，以便優(yōu)化信息利用率、降低成本和提高業(yè)務(wù)績效。

如今，許多數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將云用作本地傳感器和資產(chǎn)生成的每種類型的原始信號(hào)或數(shù)據(jù)輸出的通用轉(zhuǎn)儲(chǔ)。在這種類型的高度集中的數(shù)據(jù)管理架構(gòu)中，必須在云中或企業(yè)數(shù)據(jù)中心集中執(zhí)行大量費(fèi)力且昂貴的數(shù)據(jù)處理。這種方法有各種缺點(diǎn)：

在邊緣節(jié)點(diǎn)與云或服務(wù)器之間回傳數(shù)據(jù)的成本 – 流量費(fèi)用按每字節(jié)收費(fèi)。這些費(fèi)用可能會(huì)迅速增加，尤其是在使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)時(shí)。

處理原始現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)的云服務(wù)成本 – 這些數(shù)據(jù)通常來自專有的工業(yè)資產(chǎn)，必須轉(zhuǎn)換為一種可以由基于互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)更有效地處理的格式。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本 –存儲(chǔ)費(fèi)用通常由云服務(wù)提供商按數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的每字節(jié)成本征收。云中積累的原始數(shù)據(jù)越多，存儲(chǔ)成本就越高。

引入業(yè)務(wù)流程的延遲 –將數(shù)據(jù)上傳到云，處理數(shù)據(jù)并生成決策，然后將決策傳輸回邊緣節(jié)點(diǎn)需要時(shí)間。如果在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行處理，那么簡單的決定（例如是否接受冷凍食品的交付，或者是否進(jìn)行上門服務(wù)以交付或檢查資產(chǎn)）通?？梢愿斓刈龀觥?/p>

停機(jī)風(fēng)險(xiǎn) –停機(jī)可能會(huì)禁用或損害本地業(yè)務(wù)流程。依賴于在云中運(yùn)行的應(yīng)用程序的每個(gè)決策或業(yè)務(wù)流程都容易受到邊緣和云服務(wù)器之間鏈接中任何位置的故障的影響?；ヂ?lián)網(wǎng)連接容易停機(jī)。如果由于網(wǎng)絡(luò)故障而沒有發(fā)生時(shí)間敏感的決定（例如是否接受冷凍食品的運(yùn)輸），則經(jīng)濟(jì)成本可能相當(dāng)可觀。

實(shí)際上，上游發(fā)送的大部分原始數(shù)據(jù)幾乎沒有價(jià)值。例如，運(yùn)輸易腐貨物的貨車內(nèi)部溫度的微小變化不需要任何決策或行動(dòng)，因此卡車的物流應(yīng)用程序不需要有關(guān)它們的數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序只需要知道何時(shí)違反了預(yù)設(shè)的最高和最低溫度閾值。因此，在網(wǎng)絡(luò)邊緣捕獲和篩選此類信息并在本地做出決策是有意義的，僅將可操作的數(shù)據(jù)和異常安全地傳輸?shù)皆浦小?/p>

智能數(shù)據(jù)管理的機(jī)會(huì)

實(shí)現(xiàn)這種分散式架構(gòu)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣使用智能數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)邊緣的高效數(shù)據(jù)管理消除了對(duì)耗時(shí)的數(shù)據(jù)回程的需求，以及為業(yè)務(wù)決策準(zhǔn)備數(shù)據(jù)所需的解析。

這就提出了一個(gè)問題，即如何交付硬件和軟件平臺(tái)，在物聯(lián)網(wǎng)邊緣實(shí)現(xiàn)智能，同時(shí)保持對(duì)云連接、服務(wù)和應(yīng)用程序的內(nèi)置支持。

在多技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)品的支持下，解決這個(gè)問題的一種方法是將智能構(gòu)建到邊緣的連接組件中。網(wǎng)關(guān)和嵌入式調(diào)制解調(diào)器在由可編程實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) （RTOS） 或應(yīng)用程序開發(fā)工具鏈（如 ARM 的 Mbed 和 IBM 的 NodeRED）提供支持時(shí)，可以：

在本地實(shí)施和部署應(yīng)用程序

支持在 IT 開發(fā)人員熟悉的環(huán)境中快速、直觀的應(yīng)用程序開發(fā)

提供一整套軟件到云的連接，包括安全性和身份驗(yàn)證功能、基于標(biāo)準(zhǔn)的云中間件以及擴(kuò)展部署所需的電信協(xié)議

面向 IT 專業(yè)人員的嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)

在電子工程領(lǐng)域，邊緣的本地處理和智能的概念實(shí)際上并不是什么新鮮事。微控制器（MCU）是大多數(shù)嵌入式設(shè)備的核心組件，在過去三十年中，其功能一直在穩(wěn)步增長，同時(shí)價(jià)格卻大幅下降。如今的MCU能夠處理復(fù)雜的信號(hào)處理、邏輯處理和圖形處理任務(wù)，以及處理多個(gè)通信接口和硬件外設(shè)。

配備強(qiáng)大 ARM Cortex-M 處理器的 MCU 成本低至 1.50 美元，但能夠執(zhí)行基于規(guī)則的算法，并且能夠運(yùn)行復(fù)雜的操作系統(tǒng)，如 ARM Mbed 操作系統(tǒng)。此外，還需要在邊緣處理傳感器數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)皆扑璧乃袘?yīng)用代碼。

然而，如果要實(shí)現(xiàn)包含數(shù)十億個(gè)連接事物的物聯(lián)網(wǎng)的愿景，它就不能依賴于相對(duì)較小的電子設(shè)計(jì)工程師群體，他們在M2M通信和遠(yuǎn)程信息處理方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，并且樂于在MCU的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）中開發(fā)應(yīng)用程序。能夠本地控制事物并提供與云之間的高效數(shù)據(jù)傳輸管理的應(yīng)用程序的快速開發(fā)必須可供數(shù)百萬了解企業(yè)IT環(huán)境的Web開發(fā)人員，系統(tǒng)開發(fā)人員和計(jì)算機(jī)科學(xué)家訪問。這些開發(fā)人員習(xí)慣于使用高級(jí)API進(jìn)行編程，這些API提供對(duì)服務(wù)的直接訪問，而不是AT命令，后者充當(dāng)用于配置調(diào)制解調(diào)器和發(fā)送數(shù)據(jù)塊的助記符，專有語言。

有一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來支持這種邊緣智能開發(fā)模型，包括硬件、軟件和無線連接。它包括基于 ARM Mbed 操作系統(tǒng)的可編程多連接 xDot 和經(jīng)過 LoRaWAN 認(rèn)證的多連接 mDot 系統(tǒng)級(jí)模塊 （SoM），其視線范圍可達(dá) 10 英里，建筑物內(nèi)可達(dá) 3 英里。多連接蜻蜓結(jié)合了經(jīng)過認(rèn)證的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商批準(zhǔn)（MNO批準(zhǔn)）的全球蜂窩許可頻段技術(shù)，包括最近推出的蜻蜓納米上的LTE-M和NB-IoT。

Mbed在目標(biāo)設(shè)備（如多連接蜻蜓或LoRaWAN點(diǎn)模塊）上運(yùn)行的優(yōu)勢在于它降低了遠(yuǎn)程信息處理的復(fù)雜性。通過利用預(yù)先開發(fā)的 MultiTech 庫（提供本機(jī)無線和電信中間件協(xié)議棧、傳感器到云驅(qū)動(dòng)程序和遠(yuǎn)程設(shè)備管理），企業(yè)計(jì)算專業(yè)人員可以利用更快、更簡單的途徑來設(shè)計(jì) IoT 邊緣應(yīng)用程序。這種方法不需要嵌入式電子或LoRa/蜂窩無線領(lǐng)域的深厚專業(yè)知識(shí)，使企業(yè)開發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂陂_發(fā)解決業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)的應(yīng)用程序。

同樣，多技術(shù)產(chǎn)品（如多連接導(dǎo)管可編程網(wǎng)關(guān)）支持 IBM 的 NodeRED 可視化開發(fā)工具。在這里，只需單擊一個(gè)按鈕即可簡單地創(chuàng)建和部署應(yīng)用程序。NodeRED 是一款直觀的圖形編程工具，非常適合快速原型設(shè)計(jì)，專為 IT 專業(yè)人員設(shè)計(jì)，旨在幫助他們在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)邊緣優(yōu)化和擴(kuò)展行為。

經(jīng)濟(jì)高效地?cái)U(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的機(jī)會(huì)

對(duì)于當(dāng)今越來越多的企業(yè)來說，資源和精力都用于數(shù)據(jù)收集而不是數(shù)據(jù)處理。高度集中的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)導(dǎo)致錯(cuò)失業(yè)務(wù)流程改進(jìn)的機(jī)會(huì)，并導(dǎo)致大量不必要的運(yùn)營費(fèi)用。

通過將智能整合到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備中，企業(yè)可以快速加速流程，降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)傳輸成本，并提高系統(tǒng)彈性。

這種方法需要部署智能網(wǎng)關(guān)和調(diào)制解調(diào)器，以支持IT友好的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，如ARM Mbed OS。

審核編輯：郭婷