物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)集成邊緣計(jì)算能力，是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)據(jù)爆炸、實(shí)時(shí)性要求和安全隱私需求的重要舉措。邊緣計(jì)算是指在最靠近數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，將網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等能力融合在一起，交付端到端服務(wù)的開放平臺(tái)，其應(yīng)用通常運(yùn)行在邊緣側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、人工智能、安全與隱私保護(hù)等行業(yè)的根本需求。

什么是物聯(lián)網(wǎng)邊緣和邊緣計(jì)算？

邊緣計(jì)算詳細(xì)見：邊緣計(jì)算是什么？它的重要性及其用例-成都縱橫智控 

物聯(lián)網(wǎng)的邊緣就是行動(dòng)發(fā)生的地方。如圖顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。傳感器/執(zhí)行器/設(shè)備通常稱為邊緣設(shè)備。邊緣設(shè)備是任何控制兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)邊界數(shù)據(jù)流的硬件。邊緣設(shè)備根據(jù)其設(shè)備類型扮演各種角色，但它們本質(zhì)上充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)入口（或出口）點(diǎn)。邊緣設(shè)備的一些常見功能是傳輸、路由、處理、監(jiān)控、過濾、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)間傳遞的數(shù)據(jù)。

為什么物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要邊緣計(jì)算功能？

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的激增，數(shù)據(jù)量和處理需求也在不斷增加。傳統(tǒng)的云計(jì)算模式面臨著帶寬限制、延遲和安全性問題，這就促使邊緣計(jì)算成為一種重要的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要邊緣計(jì)算能力，主要是為了更高效、更可靠地處理和管理數(shù)據(jù)，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)壓力和延遲。詳細(xì)如下：

1.管理不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量

互聯(lián)網(wǎng)的不斷加速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加，全球產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。隨著5G技術(shù)的快速加速和硬件CPU計(jì)算能力的進(jìn)步，數(shù)據(jù)量的上升需要強(qiáng)大的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)來應(yīng)對(duì)不斷擴(kuò)大的數(shù)據(jù)量。

2.抑制云計(jì)算成本的上升

不同用戶規(guī)模所需的服務(wù)器可以如下所示（粗略估計(jì)）：

所示，用戶量從十萬到一億，增長(zhǎng)了近百倍。為什么服務(wù)器會(huì)增長(zhǎng)一千倍呢？因?yàn)轶w量增加之后，架構(gòu)就變得復(fù)雜了，緩存、隊(duì)列、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)關(guān)、自動(dòng)化運(yùn)維、監(jiān)控等等各種任務(wù)都成為必須的。如果采用去中心化的邊緣計(jì)算，很多計(jì)算工作會(huì)在邊緣完成，這樣會(huì)大大降低服務(wù)器的投入，大大降低成本。

3.分擔(dān)計(jì)算負(fù)擔(dān)

通過部署物聯(lián)網(wǎng)邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備，就近有效處理物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，可以解決云端中央計(jì)算能力帶來的諸多問題。邊緣計(jì)算理論上可以滿足許多行業(yè)在敏捷性、實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)優(yōu)化、AI智能、安全和隱私保護(hù)方面的關(guān)鍵需求。

物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)邊緣網(wǎng)關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施由四個(gè)架構(gòu)層次組成：

1. 設(shè)備層

設(shè)備層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和初步處理。這一層包括各種傳感器、控制柜、配電柜、檢測(cè)儀器等設(shè)備。這些設(shè)備通過不同的通信協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭吘墝舆M(jìn)行進(jìn)一步處理。

數(shù)據(jù)源：空壓機(jī)、傳感器、檢測(cè)儀器、PLC等。

功能：采集各種物理量（如溫度、壓力、流量等），并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭吘売?jì)算網(wǎng)關(guān)。

2. 邊緣層

邊緣層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的中間層，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換。邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)在這一層中發(fā)揮關(guān)鍵作用，它能夠進(jìn)行本地的數(shù)據(jù)分析和處理，并且可以將處理后的數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)層或云端。

邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)：處理和分析設(shè)備層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，執(zhí)行本地計(jì)算任務(wù)，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。

協(xié)議轉(zhuǎn)換：將不同設(shè)備協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，確保不同設(shè)備的數(shù)據(jù)可以互操作。

數(shù)據(jù)處理：實(shí)時(shí)分析和處理數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和可靠性。

3. 平臺(tái)層

平臺(tái)層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的頂層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的集中管理和展示。通過這一層，用戶可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存儲(chǔ)、歷史記錄分析以及報(bào)警管理等功能。

數(shù)據(jù)管理：用戶管理、設(shè)備管理、報(bào)警管理等。

歷史記錄：保存設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)回溯和趨勢(shì)分析。

大屏展示：提供直觀的數(shù)據(jù)可視化界面，支持大屏幕展示和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)如何工作？

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是連接不同設(shè)備和傳感器的關(guān)鍵樞紐，通過集成邊緣計(jì)算能力，這些網(wǎng)關(guān)不僅傳輸數(shù)據(jù)，還能執(zhí)行本地處理和分析。IOT邊緣網(wǎng)關(guān)的工作方式可以總結(jié)為以下幾個(gè)步驟：

1.連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

與通用遙控器類似，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可讓您從一個(gè)位置控制所有設(shè)備，從而節(jié)省您的時(shí)間和精力。同樣，物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)充當(dāng)連接設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹醒霕屑~。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)允許越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和智能傳感器相互連接，通過將數(shù)據(jù)過濾為有用的信息促進(jìn)通信，并簡(jiǎn)化它們?cè)谡麄€(gè)物理空間中的功能。

2.數(shù)據(jù)過濾

物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)通過高頻率收集大量數(shù)據(jù),但并非所有數(shù)據(jù)都有價(jià)值。邊緣網(wǎng)關(guān)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾和分析,僅傳輸有用信息至云端,提高系統(tǒng)效率。

3.翻譯通信

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備缺乏統(tǒng)一的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),彼此難以互聯(lián)互通。邊緣網(wǎng)關(guān)可翻譯不同設(shè)備間的通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的高效連接。

4.加強(qiáng)安全

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增加，安全問題也隨之增加。所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都容易受到外部干擾和黑客攻擊，但物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在互聯(lián)網(wǎng)和物理設(shè)備之間增加了另一層安全保護(hù)。

5.智能邊緣

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是“主動(dòng)智能邊緣”的典型示例。這意味著數(shù)據(jù)可以由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)本身轉(zhuǎn)換和處理，無需第三方實(shí)體或個(gè)人的協(xié)助。

總結(jié)

毋庸置疑，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代必不可少。正如我們之前所介紹的，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)處理和分析來自設(shè)備的數(shù)據(jù)，以便使它們能夠實(shí)時(shí)響應(yīng)需要低延遲的應(yīng)用程序。