2019年11月25日 星期一

.物聯網的四種計算模式

Caligoo - Fog Computing and IoT


源:喔家archiself



物聯網從業者的角度來看,經常看到對計算更加可用和分布式的需求。當開始將物聯網與OT和IT系統整合時,面臨的第一個問題是,設備發送到伺服器的龐大數據量。 

在一個工廠自動化的場景中,可能有數百個整合的感測器,這些感測器每1秒發送3個數據點。大部分的感測器數據在5秒鐘之後就完全沒用了。 數百個感測器,多個網路 Gateway,多個進程,和多個系統,需要幾乎在瞬間處理這些數據。

大多數數據處理的支持者都支持雲模型,即總是應該向雲發送一些東西。 這也是第一種物聯網計算基礎。




1. 物聯網的雲計算
透過物聯網和雲計算模型,基本上推動和處理你的感官數據在雲。 你有一個攝入模組,它可以接收數據並儲存在一個數據湖(一個非常大的儲存器) ,然後對它進行並行處理(它可以是 Spark、Azure HD Insight、Hive ⋯⋯,等等) ,然後使用快節奏的資訊來做決定。

自從開始構建物聯網解決方案,現在有了許多新的產品和服務,可以非常容易地做到這一點:

可以使用 AWS Kinesis 和 Big data lambda services

可以利用 Azure 的生態系統,讓建構大數據能力,變得極其容易;

或者,可以使用像 Google Cloud 產品這樣的工具,如Cloud IoT Core

在物聯網中面臨的一些挑戰是:
私有平台的使用者和企業,對於擁有他們的數據,在谷歌、微軟、亞馬遜等感到不舒服

延遲和網路中斷問題

增加了儲存成本、數據安全性和持久性

通常,大數據框架不足以創建一個,能夠滿足數據需求的大型攝入模組





2. 面向物聯網的霧計算
通過霧計算,可以變得更加強大。 霧計算使用的是本地處理單元或電腦,而不是將數據一路發送到雲端,並等待伺服器處理和響應。

4-5年前,還沒有像 Sigfox 和 LoraWAN 那樣的無線解決方案,BLE也沒有mesh或遠端功能。因此,必須使用更昂貴的網路解決方案,以確保能夠建立一個安全,持久的連接到數據處理單元。 這個中心單元是解決方案的核心,很少有專業的解決方案提供商。

從實施一個霧網路中可以瞭解到:
這並不是很簡單,需要知道和理解很多事情。建構軟體,或者說在物聯網上所做的,是更直接和開放的。 而且,當把網路當成一道屏障時,它會降低速度。

對於這樣的實現,需要一個非常大的團隊和多個供應商。 通常也會面臨供應商的鎖定。

OpenFog是一個由著名業內人士,開發的專為霧計算架構而設計的開放霧計算框架。 它提供了案例、試驗台、技術規格, 還有一個參考體系結構。




3. 物聯網邊緣計算
物聯網是關於捕捉微小的交互作用,並盡可能快地做出反應。 邊緣計算離數據源最近,能夠在感測器區域應用機器學習。 如果陷入了邊緣和霧計算的討論,應該明白,邊緣計算是所有關於智慧感測器節點的應用,而霧計算仍然是關於局域網路,可以為數據量大的操作,提供計算能力。

像微軟和亞馬遜這樣的行業巨頭,已經發佈了 Azure IoT Edge 和 AWS Green Gas,用於提高物聯網 Gateway和感測器節點上的機器智慧,這些 Gateway和感測器節點擁有良好的計算能力。 雖然這些都是非常好的解決方案,可以讓工作變得非常簡單,但是它顯著地改變了從業者所知道,和使用的邊緣計算的含義。

邊緣計算不應該要求機器學習算法,在 Gateway上運行,來建構智慧。 2015年,Alex 在 ECI 會議上談到了嵌入式人工智慧在神經記憶處理器上的工作:

真正的邊緣計算,將發生在這樣的神經元裝置上,它們可以預裝機器學習算法,服務於單一的目的和責任。 那會很棒嗎? 讓我們假設倉庫的結束節點,可以對很少的幾個關鍵字符串執行本地 NLP,這些關鍵字符串構成密碼,比如"芝麻開門"!

這種邊緣設,備通常有一個類似神經網路的結構,所以當加載一個機器學習算法的時候,基本上就是在裡面燃燒了一個神經網路。 但這種燃燒是永久性的,無法逆轉。

有一個全新的嵌入式設備空間,可以在低功率感測器節點上,促進嵌入式邊緣智慧。




4. 物聯網的 MIST 計算
可以做以下事情來促進物聯網的數據處理和智慧化:

基於雲計算的模型

基於霧的計算模型

邊緣計算模型

這裡有一種電腦類型,它補充了霧和邊緣計算,使它們變得更好,而不需要再等上年。 可以簡單地引入物聯網設備的網路功能,分配工作負載,既沒有霧,也沒有邊緣計算,所提供的動態智慧模型。

建立這種模式可以帶來高速的數據處理,和智慧提取的設備,具有256kb 的內存大小和 ~ 100kb /的數據傳輸速率。對於 Mesh 網路,肯定會看到這樣一個計算模型的促進者,會有人提出一個更好的基於 MIST 系統的模型,可以很容易地使用它。252181210

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