【云驻共创】初识华为云 IoT 边缘

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 和 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

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

3. 创建设备

• 在 IoT Edge 服务上指定边缘网关
• 在 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.cn/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