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物聯網平台-邊緣服務

作者:AIoT歐陽子

簡介

邊緣服務是一套可直接部署運作的軟體,是邊緣計算在物聯網行業的應用展現。邊緣服務主要解決以下幾個問題:

1)雲端的物聯平台往往離物聯感覺終端裝置較遠,對于實時性要求高的計算需求,都放到雲上會引起較長的網絡延遲、堵塞以及服務品質下降的問題。而邊緣的物聯感覺裝置通常計算能力不足,無法像雲端一樣提供高性能的支援。

2)物聯感覺終端往往有多網絡、多協定的特點。雲端直接接入往往需要大量的适配工作,或者是雲端擴充不同的子產品支撐接入,或者是終端裝置端根據雲端的統一标準進行改造,這方面的定制化的需求不但多而且頻繁,而無論是裝置端改造或者雲端适配都需要很高的代價。

3)雲端物聯平台在接入邊緣側感覺裝置對安全的要求極高(裝置認證、安全傳輸等方面),大量的終端裝置不具備或者難以支撐高安全性的上雲要求,在雲端安全适配上大量的感覺終端很難甚至不能滿足要求。

針對以上問題,一方面邊緣服務将雲端計算和智能能力延伸到靠近感覺終端的邊緣側,有效的解決了問題一。另一方面它将雲端對多協定多網絡感覺終端的适配工作下沉到邊緣側,承接大量的定制化需求,同時對上與雲端對接,有效的解決了問題二。第三方面,物聯邊緣服務有足夠的能力完成高标準的安全架構設計,保證雲上接入的安全高可靠性。

功能架構

物聯網平台-邊緣服務

簡單了解,邊緣服務其實是物聯網平台軟體的mini版

邊緣服務軟體主要提供以下功能:

邊緣裝置接入

物聯感覺裝置存在着大規模、多協定的特征,是以如果從雲端接入服務來接入各種裝置往往需要雲端接入服務進行大量的适配工作。是以目前業界往往更多采用标準物聯協定如MQTT、NB等協定或者透傳的方式來接入物聯裝置。是以大多數的物聯裝置需要修改适配對接雲端。其次雲端物聯平台在接入邊緣側感覺裝置對安全的要求極高,大量的終端裝置不具備或者難以支撐高安全性的上雲要求。邊緣節點的出現可以解決雲端的這種問題,通過邊緣的多協定适配在邊緣側接入多種物聯感覺裝置,并通過适配後以安全的協定上報雲端。

邊緣服務主要提供兩種對接物聯雲平台的方式:一種是邊緣節點的邊緣服務接入架構下的接入驅動與物聯裝置對接對接後上雲,第二種是邊緣域平台本身已接入裝置,可以內建提供的泛化SDK架構與雲平台對接。其中第一種接入方式,又可以分為通用标準的協定接入與三方私有協定的接入,分别對應不同的接入驅動服務。

1) 支援多種行業及主流标準協定的裝置接入,如MQTT、HTTP、SDK等,滿足多種應用場景的使用需求;

2) 通過裝置接入驅動完成異構網絡裝置接入、多協定裝置接入、多平台裝置接入,通過定制化的驅動開發幫助開發者快速實作裝置接入;

3) 支援協定轉換/協定透傳,将裝置資料轉換成統一協定,友善提供資料清洗、查詢。或者能針對上層不同應用要求支援轉換和透傳,其中協定透傳指的是協定封包格式的透傳;

4) 支援視訊相關功能接入,包含視訊預覽、回放、語音對講等功能。

邊緣裝置管理

邊緣裝置是需要進行管理的具體終端,如傳感器、攝像頭、安卓平闆等。邊緣終端通過各類協定與邊緣節點建立連接配接,并且通過邊緣節點間接的接受雲端管理平台的管理,多個邊緣終端裝置可以同時接入一個邊緣節點,形成一種樹形的拓撲組網結構。邊緣終端可以将裝置狀态資料上報至邊緣節點,也可以通過邊緣節點接收來自雲端的指令。

1) 提供本地控制台邊緣服務提供控制台頁面,邊緣服務控制台頁面就是邊緣裝置管理服務的前端,通過控制台頁面可以完成裝置添加、系統配置等操作。

2) 提供裝置生命周期管理功能,支援本地裝置添加、修改、删除、查詢等

3) 提供裝置線上狀态管理功能,提供裝置狀态查詢及消息通知

邊緣資料管理

1) 支援根據資料規則提供資料清洗、資料融合關聯

2) 支援資料存儲功能,包含運維資料、告警事件、圖檔、視訊等

3) 邊緣服務提供資料路由功能,支援通過配置路由規則将終端裝置或者邊緣節點的資料推送至邊緣端應用或者雲中心。讓邊緣節點接入的裝置資料按照規定的資料路徑轉發。目前主要支援邊緣節點資料路由至三方消息隊列等資料目的地。整體架構如下:

物聯網平台-邊緣服務

雲邊協同(邊緣Agent)

1)邊緣節點伺服器通過安裝邊緣Agent完成與雲上邊緣管理通信,通過邊緣Agent完成與邊緣管理服務注冊認證;

2)邊緣Agent從雲上邊緣市場同步邊緣應用及裝置接入驅動;

3)邊緣Agent通過調用核心服務的接口完成邊緣軟體的安裝、部署、解除安裝、更新等功能。

物聯網平台-邊緣服務

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