【云驻共创】初识华为云 IoT 边缘

阿策小和尚 发表于 2022/01/26 09:34:17 2022/01/26
【摘要】 0 基础学习 华为 IoT 边缘服务!

IoT 在日常生活中并不陌生,和尚今天简单了解一下华为云 IoT 边缘服务;我们先简单了解一下物联网IoT 边缘的概念;
物联网(Internet of Things) 简称:IoT,是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段,其本质就是 传感+通信+IT技术,是实现人与物、物、物之间关系的网络系统;
IoT 边缘 是物联网平台在客户现场或近场的眼神,具有边云协同、离线运行、就近计算等特点;包含边缘硬件、边缘软件、边缘云服务,其中边缘硬件部署在客户现场,软件运行在硬件上,软硬件在本地组成物联网边缘,支持物联网设备就近接入,就近计算,与边缘云服务建立协同的通道,支持数据的上下行;
华为 IoT Edge 是华为云 IoT 平台的边缘服务,作为物联网平台的现场数据入口,提供容器化和进阶级运行时软件作为底座,支持泛协议接入;

一、行业发展趋势

IoT 物联网发展迅猛,每年都有越来越多的物联网摄像头、设备和传感器被使用,而 IoT Edge 也具备重要的发展要素;

1. 行业趋势

IDC 预测,到 2025 年会有超过 500 亿设备联网,其中超过 50% 数据需要在边缘进行分析、处理与存储;Gartner 数据显示,到 2021 年底将有超过 50% 的大型企业部署至少一个边缘计算应用;到 2023 年底,50% 以上的大型企业酱汁烧部署 6 个用于物联网或沉浸式体验的边缘计算应用。

2. 边缘发展要素

  • 低时延:为满足低时延要求,需要在高业务现场最近的“边缘”构建解决方案,减少业务处理时延;
  • 海量数据:物联网时代边缘数据爆炸性增长,难以直接回传至云端且成本高昂,数据在本地进行分析和过滤,节省网络宽带;
  • 隐私安全:数据设计企业生产和经营活动安全,在边缘处理企业保密信息、个人隐私;
  • 本地自治:不依赖云端的离线处理能力、自我恢复能力;

二、IoT 边缘服务介绍

1. IoT Edge 产品定位

  • 产品定位
    • IoT Edge 是基于 IoT 平台构建的边缘服务,IoT Edge 是一组软件,氛围三部分:云端 API 服务、边缘运行时软件、边缘模块应用,作为 IoT 平台在客户现场的物联网设备联网入口,提供边缘计算能力;
  • 目标用户
    • 开发者:开发模块应用,上架到云市场销售;
    • 生态合作伙伴:基于 IoT Edge 的运行时开源架构开发解决方案;
    • 商业客户:基于数采和本地计算能力,设备联网实现节能增效;
  • 核心价值
    • 支持园区、交通、工业等行业协议接入,支持生态协议扩展;
    • 提供容器化、进程级的运行时软件、支持网关管理和应用管理;
    • 支持基于 SDK 开发模块,基于 API 开发业务应用,提供二开;
  • 业务场景
    • 场景1:采集工厂线上的 PLC、机床等数据,帮助工厂做透明化管理;
    • 场景2:采集路侧摄像头和雷达等数据,边缘分析道路异常时间,即使向车辆提供交通安全预警通知;
    • 场景3:网络都懂或断连时,园区能本地自治、梯控、大卡、能好等运营管理文稳定运行;

2. IoT Edge 产品能力概括

IoT Edge 产品能力强大可以从垂直能力与水平能力进行概括;

垂直能力

从南向设备接入到北向应用调用,IoT 边缘承上启下,对上层应用屏蔽底层硬件设备厂哈衣,实现数据标准化上云;对底层硬件统一远程管理,实现标准数采管理、运维管理等;

水平能力

利用自研基础能力,提高性能的运行框架,兼容软硬件带来的差异;合作生态伙伴,丰富行业套件,快速补齐对不同行业的理解,共同打造插件生态;

3. IoT Edge 产品竞争力优势

a. 支持容器化或进程级的边云协同;

边云协同:云服务下发配知道边缘网管,远程应用部署、状态监控、运维管理等,边缘网管上报数据到云服务,云/边支持双向高效通讯、低时延处理、高可靠同步配置实现协同;

b. 通过插件生态实现泛协议接入

生态伙伴基于 IoT 边缘服务提供的 SDK 开发协议插件,可以独立上架到华为云严选市场,客户购买后 IoT 边缘服务拉去插件部署到边缘节点,现场设备按协议接入边缘节点,解析后转换成标准数据上下行;

c. 数据在边缘侧可实现灵活流转

IoT Edge 云服务可配置边缘应用之间的数据流转规格,制定消息来源与目标。配置完成后,规则自动下发给边缘侧执行;

d. 支持轻量级数据清晰和规则
  • 降频
  • 数据去重
  • 数据过滤
  • 数据聚合
e. 本地自治实现低时延的边缘计算

f. 支持设备和子系统数采,融合 IT/OT 物联网数据

g. 构筑端、边、云一体的安全能力

三、服务应用场景

IoT Edge 云服务场景丰富,较为成熟的包括智慧交通、智慧园区、智能制造、智慧矿山、智慧店里、智慧油气、智慧农业、智慧医疗等方方面面,接下来以智慧交通、智慧园区和智能制造三个应用场景为案例介绍,每个案例从客户痛点、边缘价值和场景特点三部分进行介绍;

1. 交通场景-增强边缘只能计算,实现低时延的业务处理

  • 客户痛点
    • 多品牌摄像头、传感器等设备的集成周期长
    • 本地业务无法自闭环、时延长
    • 边缘应用无法在云端大规模分发部署
    • 边缘应用无法在云端大规模分发部署
    • 缺少本地只能计算、视频分析等算法
  • 边缘价值
    • 支持低延边缘业务决策和闭环,自治运行
    • 提供大规模分发边缘应用的能力,实现边缘应用的统一管控
    • 支持运行多场景的道路交通事件智能算法,云网协同
  • 场景特点
    • 云端开发智能算法,下发场景边缘侧执行
    • 边缘侧本地算力要求高,能够运行智能算法,本地可业务闭环
    • 对时延要求搞,需要保证通信的稳定性和可靠性
    • 多个边缘应用协同,数据流打通

2. 园区/城市场景-将智能延伸到边缘,实现云边协同

  • 客户痛点
    • 设备和仔细听种类多,数据集成周期长,成本高
    • 物联网设备与视频设备独立烟囱式接入,缺少统一设备管理
    • 园区总部与各个子园区缺少物联网多协同管理
    • 消防、安防等设备联动要求本地运行
  • 边缘价值
    • 提供泛化接入能力,采集园区各种设备和子系统数据
    • 支持人脸、车辆识别算法下沉边缘,秒级时延体验
    • 支持离线运行入侵监测、消防告警等场景规则
  • 场景特点
    • 企业内网需要对接多个系统,每个系统背后是各类物联网设备
    • 企业数据比较封闭,一般不能直接与公有云通信
    • 边缘网关要部署在客户现场,企业内网
    • 边缘接入的数据,要统一汇聚到 IOC,由 IOC 协调对接各云服务

3. 工业制造场景-现场设备通过数据采集,实现数据上云

  • 客户痛点
    • 无统一标准协议,老旧设备无法上云
    • 数据采集量大,回传带宽成本高
    • 数采网关无远程运维能力,运维成本高
    • 业务系统烟囱式,系统之间数据断点
  • 边缘价值
    • 在客户现场提供数据采集能力,把工业设备按协议采集
    • 在边缘侧将数据路由到指定应用,最终由应用业务闭环
    • 煤矿、钢铁、玻璃等项目,围绕行业解决方案,把数采作为入口切进去
  • 场景特点
    • 在客户工厂,有新老设备,协议不一,原厂七国八制
    • 本地数据量大,对数据采集的频率、并发、时延等要求高
    • 以监控设备运行状态、质量回溯分析、反向控制等参数为主
    • 存在离散制造、流程制造两大场景,涉及硬件协议采集、上位机采集、数据库采集等多种方式

四、服务使用操作指导

华为 IoT Edge 服务使用便捷,主要分为服务开通、节点部署、创建设备、功能使用四部分;操作简单,容易上手;

1. 服务开通

  • 注册华为云账号
  • 开通 IoT 边缘服务
  • 开通 IoTDA 服务

2. 节点部署

  • IoT Edge 服务上创建边缘节点
  • IoT 边缘网关或服务器上执行安装脚本,纳管为边缘节点
  • IoT Edge 服务上部署系统模块

3. 创建设备

  • IoT Edge 服务上指定边缘网关
  • IoT Edge 服务上创建设备模型

4. 功能使用

  • 接入 IoT 设备,转发上云
  • 设备、数据、节点管理
  • 数据清洗
a. 设备接入

设备接入前需要先进行注册,支持两种注册方式:登录 IoT 边缘服务控制台注册设备,或者通过调用接口 API 进行设备注册;

b. 定义规则

如需在边缘运行规则,需登录 IoT 边缘服务控制台进行数据清晰规则的定义;

c. 节点管理

登录 IoT 边缘服务控制台,对边缘业务进行管理,包括边缘节点管理,设备管理,路由管理,模块管理,远程运维等;

d. 应用管理

登录 IoT 边缘服务控制台,对系统预警的应用或用户自定义的应用进行管理,支持部署、上架、删除、发布、启停、升级、健康检查、日志跟踪等;

五、服务销售策略

IoT Edge 服务包括基础服务与增值服务;

  • 基础服务包括满足边缘侧的设备接入、边云协同、数据处理和低时延本地自治的基本诉求,按需定价;
  • 增值服务包括提供设备/仔细听的数据采集服务、边缘应用的管控服务、智能计算服务,按自由包定价;

本文整理自华为云社区【内容共创】活动第12期。
查看活动详情:https://bbs.huaweicloud.com/blogs/325315
相关任务详情:任务28.初识华为云IoT边缘

来源: 阿策小和尚

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