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【科普小課堂】淺談邊緣計算網關的應用

發布時間: 2023-8-25

在數字經濟日益發展的今天，新建數據量將超過去30年的總合，《“十四五”數字經濟發展規劃》中提出，“到2025年，數字經濟邁向全面擴展期，數字經濟核心產業增加值占GDP比重達到10%，數字化創新引領發展能力大幅提升”。在數字經濟的時代，80%的數據和計算將發生在邊緣，邊緣計算已成為行業數字轉型的核心引擎，為各行各業的用戶提供數字化、智能化、網絡化服務。

1. 什么是邊緣計算網關

邊緣計算，是一種分布式計算范式，其核心思想是將計算任務從網絡的中心節點轉移到網絡邊緣，這種技術可以在不需要將大量數據發送到云端的情況下，實時地分析數據。目前，邊緣計算已獲得各類行業廣泛關注。根據2022年Gartner最新發布的邊緣計算技術成熟度曲線顯示，邊緣計算從技術概念區進入到期望峰值區，將成為未來計算的重要趨勢之一。

邊緣計算網關，簡稱 Edge-Gateway，是一種可以在設備上運行本地計算、消息通信、數據緩存等功能的工業智能網關。上海兆越為滿足行業數字化轉型所面臨的敏捷連接、實時業務、智能應用、數據安全等關鍵需求率先推出了一款工業級物聯網邊緣計算網關MGS-6910，支持64Gb EMMC存儲（可擴展至256Gb），利用4G/5G公用無線網絡為用戶提供無線長距離數據傳輸功能。該產品采用高性能的工業級64位通信處理器和工業級無線模塊，以嵌入式實時操作系統為軟件支撐平臺，接口豐富，支持海量連接，數據采集和數據清洗，支持多種工業通訊規約，支持web配置方式，支持云端遠程配置。可同時連接串口設備、以太網設備和WIFI設備，實現數據透明傳輸功能、路由功能。

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2. 邊緣計算網關的優勢

l 降低延遲

可以在數據源附近進行實時數據處理，從而減少數據傳輸到云端的時間，使得實時數據的處理更加高效。

l 降低帶寬壓力

可以將數據處理的任務下放到邊緣節點，從而減少了數據中心的壓力，降低了帶寬的需求。

l 數據保護

可以在本地處理數據，從而減少數據泄露的風險，提高了系統的安全性。

l 更好的用戶體驗

通過在邊緣處理數據，可以減少網絡擁塞，從而提供更流暢的用戶體驗。

l 節能環保

將數據處理的任務下放到邊緣節點，減少了數據傳輸的距離，降低了能源消耗，實現了節能環保。

3. 邊緣計算網關的應用

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1) 工業自動化

邊緣計算網關可以連接各種傳感器、控制器等設備，實時采集設備數據，并對數據進行初步處理，如PLC遠程監控、PLC遠程控制、PLC遠程調試編程、PLC數據采集等。邊緣計算網關在工業自動化中的應用可以提高設備的智能化水平，降低生產成本，提高生產效率。

2) 智能家居

邊緣計算網關可以實時采集智能家具設備的運行數據，包括溫度、濕度、光照等環境參數，以及設備運行狀態、故障報警等信息。還可以集成語音識別技術，將用戶的語音指令轉化為設備控制信號，用戶可以通過語音交互實現對智能家具設備的控制，如開關燈、調節空調溫度等。

3) 車聯網

車聯網中的車輛數量龐大，數據傳輸量巨大。如果將所有數據都傳輸到云平臺進行處理，將會增加通信成本。而且車輛的行駛速度較快，實時性要求較高，傳統的云計算可能會導致較高的網絡延遲。通過邊緣計算，可以在本地處理部分數據，減少數據傳輸量，從而降低通信成本，提高數據處理的實時性。

4) 能源管理

邊緣計算網關可以根據數據分析結果，自動調整能源設備的運行狀態，以達到節能減排的目的。此外，邊緣計算網關還可以通過優化能源設備的運行參數，提高能源設備的運行效率和使用壽命。

5) 農業物聯網

邊緣計算網關可以實時采集農田的土壤、氣象、作物生長狀態等數據，可以實現對農業設備（如噴灌系統、收割機、無人機等）的遠程控制。分析結果可以幫助農民及時調整種植策略和灌溉、施肥等管理措施。邊緣計算網關在農業物聯網中的應用，可以幫助農民實時獲取農田信息，實現精細化管理，提高農作物產量和質量，降低生產成本，助力農業現代化發展。

6) 醫療健康

邊緣計算網關可以對醫療影像數據進行實時分析和處理，例如對X光片、CT掃描圖像等進行智能分析，幫助醫生快速診斷疾病。利用邊緣計算網關，醫生還可以實時監控患者的生理指標，如心率、血壓、血糖等，并根據實時數據分析結果為患者提供及時的醫療建議。邊緣計算網關提高了醫療健康領域的工作效率，降低醫療成本，同時確保醫療數據的安全性和隱私性。

7) 安防監控

可以在邊緣計算網關上部署深度學習或其他AI算法，實現對監控視頻流的實時分析，檢測異常行為、人臉識別、車輛識別等。還可以與安防監控系統中的其他設備（如攝像頭、門禁、報警器等）進行聯動，實時分析視頻流并自動觸發報警。此外，邊緣計算網關還可以與其他系統（如智慧城市、交通管理等）進行集成，實現多系統之間的智能聯動，提高安防水平。

8) 金融科技

邊緣計算網關可以幫助金融機構實時分析交易數據和市場動態，對客戶的投資需求和風險偏好進行實時分析，為客戶提供個性化的投資建議和資產配置方案。邊緣計算網關在金融科技中的應用有助于提高業務效率，降低風險，提高客戶滿意度，為金融機構帶來更多的商業價值。

9) 智能交通

邊緣計算網關可以實時采集交通數據，如車速、車流量、道路擁堵情況等，可以實時監測交通信號燈的狀態，并根據交通流量和車速等數據來調整信號燈的時序，提高道路通行效率。

10) 零售業

邊緣計算網關可以搭載AI攝像頭，實時識別顧客購買的商品，這有助于零售商優化商品陳列，提高顧客購物體驗。通過部署邊緣計算網關，零售商還可以實時監測商品庫存，當庫存低于設定閾值時，網關會自動向管理系統發送警報，提醒管理人員及時補貨。隨著技術的不斷發展，邊緣計算網關在零售業的應用將越來越廣泛。

4. 產品介紹

MGS-6910支持多種功能接口，可方便接入各類傳感器，實現傳感器的數據采集及上送，配合兆越云設備管理平臺，可在云平臺或應用平臺上直接接入邊緣計算網關，采集各終端數據，對網關設備進行遠程升級、配置、診斷、調試等操作，提高服務響應速度，為工業企業提供了高效、智能的解決方案。