【科普小课堂】浅谈边缘计算网关的应用

日期: 2024-02-26 02:01:42 分类: 机械制造浏览量：留言数： 9050

　　在数字经济日益发展的今天，新建数据量将超过去30年的总合，《“十四五”数字经济发展规划》中提出，“到2025年，数字经济迈向全面扩展期，数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%，数字化创新发展能力大幅提升”。在数字经济的时代，80%的数据和计算将发生在边缘，边缘计算已成为行业数字转型的核心引擎，为各行各业的用户提供数字化、智能化、网络化服务。

1. 什么是边缘计算网关

　　边缘计算，是一种分布式计算范式，其核心思想是将计算任务从网络的中心节点转移到网络边缘，这种技术可以在不需要将大量数据发送到云端的情况下，实时地分析数据。目前，边缘计算已获得各类行业广泛关注。根据2022年Gartner最新发布的边缘计算技术成熟度曲线显示，边缘计算从技术概念区进入到期望峰值区，将成为未来计算的重要趋势之一。

　　边缘计算网关，简称 Edge-Gateway，是一种可以在设备上运行本地计算、消息通信、数据缓存等功能的工业智能网关。上海兆越为满足行业数字化转型所面临的敏捷连接、实时业务、智能应用、数据安全等关键需求推出了一款工业级物联网边缘计算网关MGS-6910，支持64Gb EMMC存储(可扩展至256Gb)，利用4G/5G公用无线网络为用户提供无线长距离数据传输功能。该产品采用高性能的工业级64位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，接口丰富，支持海量连接，数据采集和数据清洗，支持多种工业通讯规约，支持web配置方式，支持云端远程配置。可同时连接串口设备、以太网设备和WIFI设备，实现数据透明传输功能、路由功能。

2. 边缘计算网关的优势

　　• 降低延迟

　　可以在数据源附近进行实时数据处理，从而减少数据传输到云端的时间，使得实时数据的处理更加高效。

　　· 降低带宽压力

　　可以将数据处理的任务下放到边缘节点，从而减少了数据中心的压力，降低了带宽的需求。

　　· 数据保护

　　可以在本地处理数据，从而减少数据泄露的风险，提高了系统的安全性。

　　· 更好的用户体验

　　通过在边缘处理数据，可以减少网络拥塞，从而提供更流畅的用户体验。

　　· 节能环保

　　将数据处理的任务下放到边缘节点，减少了数据传输的距离，降低了能源消耗，实现了节能环保。

3. 边缘计算网关的应用

1) 工业自动化

　　边缘计算网关可以连接各种传感器、控制器等设备，实时采集设备数据，并对数据进行初步处理，如PLC远程监控、PLC远程控制、PLC远程调试编程、PLC数据采集等。边缘计算网关在工业自动化中的应用可以提高设备的智能化水平，降低生产成本，提高生产效率。

　　2) 智能家居

　　边缘计算网关可以实时采集智能家具设备的运行数据，包括温度、湿度、光照等环境参数，以及设备运行状态、故障报警等信息。还可以集成语音识别技术，将用户的语音指令转化为设备控制信号，用户可以通过语音交互实现对智能家具设备的控制，如开关灯、调节空调温度等。

　　3) 车联网

　　车联网中的车辆数量庞大，数据传输量巨大。如果将所有数据都传输到云平台进行处理，将会增加通信成本。而且车辆的行驶速度较快，实时性要求较高，传统的云计算可能会导致较高的网络延迟。通过边缘计算，可以在本地处理部分数据，减少数据传输量，从而降低通信成本，提高数据处理的实时性。

　　4) 能源管理

　　边缘计算网关可以根据数据分析结果，自动调整能源设备的运行状态，以达到节能减排的目的。此外，边缘计算网关还可以通过优化能源设备的运行参数，提高能源设备的运行效率和使用寿命。

　　5) 农业物联网

　　边缘计算网关可以实时采集农田的土壤、气象、作物生长状态等数据，可以实现对农业设备(如喷灌系统、收割机、无人机等)的远程控制。分析结果可以帮助农民及时调整种植策略和灌溉、施肥等管理措施。边缘计算网关在农业物联网中的应用，可以帮助农民实时获取农田信息，实现精细化管理，提高农作物产量和质量，降低生产成本，助力农业现代化发展。

　　6) 医疗健康

　　边缘计算网关可以对医疗影像数据进行实时分析和处理，例如对X光片、CT扫描图像等进行智能分析，帮助医生快速诊断疾病。利用边缘计算网关，医生还可以实时监控患者的生理指标，如心率、血压、血糖等，并根据实时数据分析结果为患者提供及时的医疗建议。边缘计算网关提高了医疗健康领域的工作效率，降低医疗成本，同时确保医疗数据的安全性和隐私性。

　　7) 安防监控

　　可以在边缘计算网关上部署深度学习或其他AI算法，实现对监控视频流的实时分析，检测异常行为、人脸识别、车辆识别等。还可以与安防监控系统中的其他设备(如摄像头、门禁、报警器等)进行联动，实时分析视频流并自动触发报警。此外，边缘计算网关还可以与其他系统(如智慧城市、交通管理等)进行集成，实现多系统之间的智能联动，提高安防水平。

　　8) 金融科技

　　边缘计算网关可以帮助金融机构实时分析交易数据和市场动态，对客户的投资需求和风险偏好进行实时分析，为客户提供个性化的投资建议和资产配置方案。边缘计算网关在金融科技中的应用有助于提高业务效率，降低风险，提高客户满意度，为金融机构带来更多的商业价值。

　　9) 智能交通

　　边缘计算网关可以实时采集交通数据，如车速、车流量、道路拥堵情况等，可以实时监测交通信号灯的状态，并根据交通流量和车速等数据来调整信号灯的时序，提高道路通行效率。

　　10) 零售业

　　边缘计算网关可以搭载AI摄像头，实时识别顾客购买的商品，这有助于零售商优化商品陈列，提高顾客购物体验。通过部署边缘计算网关，零售商还可以实时监测商品库存，当库存低于设定阈值时，网关会自动向管理系统发送警报，提醒管理人员及时补货。随着技术的不断发展，边缘计算网关在零售业的应用将越来越广泛。