Mi az IoT Edge, és hogyan használhatja ki részletesen az Azure IoT Edge előnyeit?

Ha valaha is elgondolkodott azon, hogy mi áll a feldolgozásnak az adatok forrásához való közelebb hozása mögött, íme az egyszerű válasz: az IoT Edge az a gondolat, hogy a számítástechnikát a felhőből magára az eszközre vagy egy közeli átjáróra helyezik át. Ez csökkenti a várakozási időt, sávszélességet takarít meg, és lehetővé teszi a döntések meghozatalát internetkapcsolat nélkül is. A Microsoft ökoszisztémájában... Azure IoT Edge Ez a platform valósítja meg ezt a víziót, és jelenlegi verziójában (IoT Edge 1.5) olyan elemzéseket és logikát hoz a felszínre, amelyek korábban kizárólag a felhőben rejlettek.

Röviden, az eszközök rengeteg információt generálnak, amelyet nem mindig van értelme nyers formában feltölteni az internetre. A peremhálózaton futtatott konténerek segítségével az adatok megtisztíthatók és összesíthetők, a mesterséges intelligencia helyben fut, és csak az kerül a felhőbe, ami valódi értéket képvisel. Így érhető el. nagyon alacsony késleltetés, alacsonyabb sávszélesség-fogyasztás és a működési rugalmasság, ami akkor hasznos, ha távoli területeken vagy szakaszos internetkapcsolattal dolgozik.

Mi az IoT Edge, és hogyan illeszkedik bele az Azure IoT Edge?

Az IoT Edge a peremhálózati számítástechnika egy olyan formája, amelyet az információk forráshoz közeli feldolgozására terveztek: érzékelők, gépek, kamerák vagy bármilyen más eszköz. Ebben az összefüggésben Azure IoT Edge Ez egy eszközközpontú futásidejű környezet, amely lehetővé teszi a munkaterhelések telepítését, futtatását és vezérlését. Linux (és a saját kódjukat is) konténerekben. A küldetésük világos: közelebb hozva egymáshoz az analitikát és a döntéshozatalt a növényhez, az utcához vagy a járműhöz, ahelyett, hogy mindig a felhőre hagyatkoznánk.

Továbbá az Azure IoT Edge az Azure IoT Hub egyik funkciója, így örökli annak skálázhatóságát és integrációját. Azure-szolgáltatások bennszülöttek. Ez azt jelenti, hogy központosítsa az irányítást a felhőből és ezzel egyidejűleg a végrehajtást világszerte telepített több ezer eszközre osztja szét az láthatóság vagy a nyomon követhetőség elvesztése nélkül.

Az Azure IoT Edge fő összetevői

Az Azure IoT Edge működésének megértéséhez hasznos három részre bontani. Együttesen egy koherens rendszert alkotnak, amely lehetővé teszi az összetett megoldások összehangolását anélkül, hogy az ember megőrülne. Ezek a részek a következők: modulok, futtatókörnyezet és egy felhőalapú felügyeleti felület.

• IoT Edge modulokDocker-kompatibilis konténerek, amelyek tartalmazhatnak Azure-szolgáltatásokat, harmadik féltől származó szoftvereket vagy a saját kódodat. Ezek a telepítési egységek, és itt fut az üzleti logikád, a mesterséges intelligencia, a folyamatelemzés vagy bármi, amire szükséged van.
• IoT Edge futtatókörnyezetAz eszközön belül található motor, amely telepíti, frissíti, figyeli és karbantartja a modulokat. Emellett kezeli a helyi és a felhőalapú kommunikációt is.
• Felhőalapú felület: a vezérlősík (az Azure IoT Hubon és az Azure IoT Centrallal való integráción keresztül) a terhelések konfigurálásához, eszközcsoportokra való továbbításához és állapotuk egyetlen helyről történő figyeléséhez.

Egy kulcsfontosságú előny, hogy a logika szabványos konténerekbe van csomagolva, ami megkönnyíti a hordozhatóságot és az ismételhetőséget. Ezenkívül előre lefordított modulképek állnak rendelkezésre a partnerektől és a Microsoft Artifact Registry amelyek lehetővé teszik a fejlesztés és a telepítés felgyorsítását anélkül, hogy a nulláról kellene kezdeni.

IoT Edge modulok és adatfolyamatok

A modulok kis szoftverrészletek, amelyek együttműködnek. Több modult is összekapcsolhat, hogy létrehozzon egy feldolgozási folyamatAz egyik betölti és normalizálja az adatokat, a másik anomáliákat észlel, egy harmadik csoportosítja az adatokat, végül pedig az egyik csak a releváns adatokat teszi közzé. Mivel konténerizáltak, verziókövetéssel frissülnek, és problémák esetén vissza lehet térni az előző verzióra, ami növeli a megbízhatóságot.

Az egyik különösen erős aspektus a peremhálózati mesterséges intelligencia: olyan szolgáltatások, mint az Azure Stream Analytics vagy az Azure Machine Learning, lokálisan futtathatók IoT Edge modulok segítségével, azzal az előnnyel, hogy internetkapcsolat nélkül működjön hosszabb ideig. És ha nem szeretnél az Azure szolgáltatásaira támaszkodni, az is rendben van: a platform lehetővé teszi bárki számára, hogy saját AI-modulokat hozzon létre adott felhasználási módokhoz.

Szeretnéd a kódodat eszközökre vinni? Megvan. Az Azure IoT Edge ugyanazt a modellt alkalmazza, mint a programozás mint az Azure IoT többi része, így a logika újrafelhasználható a felhő és a peremhálózat között. Támogatott Windows és Linux (beleértve Windows 11 IoT), és olyan nyelvek, mint a Java, .NET Core 3.1, Node.js, C és Pitonhogy a csapatok ismerős eszközökkel dolgozhassanak, és felgyorsítsák a megvalósítást.

IoT Edge futtatókörnyezet: funkciók és hardveropciók

Az eszközön található futtatókörnyezet felelős minden zökkenőmentes működéséért. Kezeli a modulok telepítését és frissítését, biztosítja a biztonsági szabványok betartását, automatikusan elindítja a szükséges folyamatokat, és jelentse az állapotot a felhőnek így mozgás nélkül láthatod, mi történik a pályán.

• Telepítse és frissítse a munkaterheléseket közvetlenül az eszközön.
• A platform biztonsági alapelveit a peremhálózaton is fenntartja.
• Győződjön meg arról, hogy a modulok futnak és kifogástalan állapotban vannak.
• Jelentést küld a felhőnek távoli megfigyelés és riasztások céljából.
• A zenekar modulok közötti kommunikáció, alacsonyabb szintű eszközök között és az eszköz és a felhő között.

További erénye a rugalmassága. Számos területen működik. hardverszerényebb osztályú csapatokból Raspberry Pi 3 vagy akár kisebbAz alacsony adatmennyiségtől az ipari szerverekig, amelyek nagy igényű munkaterheléseket igényelnek, így elkerülhető a túlzott vagy az alul-kiépítés.

Felhőalapú felügyelet és monitorozás

Több millió különböző, földrajzilag szétszórt és eltérő életciklusú eszköz kezelése fejfájást okozhat. Ezért az Azure IoT Edge felhőalapú felülete, amely az Azure IoT Centrallal integrálva van, egyfajta… skálázható szabályozási terv hogy mindent következetes sablonokkal és szabályokkal vezessen be.

• Egy adott eszköztípushoz tartozó adott terhelés definiálása és paraméterezése.
• Telepítse ezt a terhelést egy eszközkészletre dinamikus kritériumok alapján.
• Figyelje a viselkedést a terepen és időben felismerni az eltéréseket.

A távoli adminisztráció magában foglalja a frissítési szabályzatokat, a verziókövetést, a környezet szegmentálását és a metrikák gyűjtését, csökkentve a helyszíni látogatások számát és felgyorsítva a folyamatot. incidens megoldás a működés megszakítása nélkül.

Az IoT Edge célja: közelség, válaszidő és megbízhatóság

Az IoT Edge célja egyszerű: számítási teljesítményt és tárolás az adatforrásokhoz a válaszidők javítása és a késleltetés csökkentése érdekében. kerületi eszközök A felhasználó vagy az érzékelő közelében laknak, így a hálózati ugrás minimális, és a felhasználói élmény is javul, kevesebb várakozással és kevesebb megszakítással.

Azokban az esetekben, amikor az IoT-eszköz erőforrásai korlátozottak, egy peremhálózati csomópont veszi át a feldolgozást, és azonnal visszaadja az eredményeket. Így a végső eszköznek nem kell mindent magának kiszámítania, és az eredmények továbbra is elérhetők. gyors és helyi döntések amelyek különbséget tesznek.

IoT vs. IoT Edge: Mit csinálnak ezek?

Fontos különbséget tenni az adatokat rögzítő IoT-eszköz és az azokat feldolgozó peremhálózati eszköz között. Ha az előbbi nem rendelkezik elegendő feldolgozási teljesítménnyel, akkor információkat küld... egy közeli peremcsomópont hogy időben lehessen kezelni és reagálni rá. Ebben az esetben az IoT és az IoT Edge megosztja a munkaterhelést.

Vannak azonban olyan esetek, amikor maga az IoT-eszköz képes mindent helyben elvégezni: ilyenkor az „edge” és az „eszköz” ugyanaz, és a kifejezéseket felcserélhetően használják. Minden a ...-tól/-től függ. számítási képességek és a használati eset késleltetési követelményei.

Miért fontos az IoT Edge bevezetése?

Sok folyamat szinte azonnali választ igényel. Ha megvárja, amíg az adatok a felhőbe küldődnek, és választ kap, akkor már túl késő. A peremhálózati eszközök megfelelnek ezeknek a követelményeknek. alacsony késleltetési követelményekA helyszínen működnek, és akkor is működőképesek maradnak, ha órákra vagy napokra megszakad a kapcsolat.

Továbbá az adatok peremhálózaton történő előfeldolgozásával és tömörítésével csökkentheti a felhőbe irányuló forgalmat, és kevesebbet fizet a tárolásért és az adatkimenetért. Ez az intelligens szűrés prioritást élvez az igazán fontos dolgok felett, és csökkenti az üzemeltetési költségeket anélkül, hogy elveszítené az analitikai képességét.

Klasszikus IoT architektúra és a peremhálózatok szerepe

A hagyományos IoT architektúrát jellemzően négy különálló rétegben írják le. Az IoT Edge különösen jól illeszkedik az előfeldolgozási rétegbe, ahol döntéseket hoznak arról, hogy mely adatokat őrizzék meg, mit összesítsenek, és mit töltsenek fel a felhőbe további elemzés céljából. A felelősségek ilyen szétválasztása leegyszerűsíti a skálázhatóságot végétől a végéig.

• Érzékelő réteg: ahol a forrásadatokat rögzítik, az IoT-eszköz tipikus küldetése.
• Adatgyűjtő rétegTöbb forrásból gyűjti össze az információkat, és biztonságosan továbbítja azokat a processzornak. Itt mutatkoznak meg jellemzően a DAS-ok és az átjárók.
• Előfeldolgozási rétegAz alapadatokat megtisztítják, átalakítják és elemzik a mennyiségük csökkentése érdekében. Ez a természetes hely az IoT Edge eszközök számára.
• Felhő- vagy alkalmazásanalitikai rétegA felhő mélyebben beleássa magát az összetett modellekbe, tárhelyet kínál, és az eredményeket elérhetővé teszi a felhasználók számára. alkalmazások és a felhasználók.

IoT Edge biztonság: Mellékhatások és kezelésük módjai

A feldolgozás peremhálózatra helyezése számos módon befolyásolja a biztonságot. Pozitív oldalon a helyi előfeldolgozás lehetővé teszi adatok minimalizálásaKevésbé érzékeny információ hagyja el a hálózatot, csökkentve az adatszivárgás kockázatát. Továbbá a forrásnál történő szűrés csökkenti a felesleges adatok kiszivárgását.

A decentralizáció a kockázatot is szétszórja: ha egy csomópont meghibásodik, a többi továbbra is működni fog. A hátránya, hogy sok szétszórt eszköz védelme összetettebb, mert A klasszikus perem nem elégGondolnunk kell az erős identitásokra, a titkosításra, a biztonságos modulokra és a robusztus frissítési szabályzatokra.

Ennek kompenzálására az IoT-átjárók és a peremhálózati biztonsági megoldások védelmi képességeket biztosítanak magának az eszköznek: ellenőrzés, hozzáférés-vezérlés, anomáliadetektálás és helyi reagálás. Így azonosítják és blokkolják a fenyegetéseket. a forrás közelében lévő fenyegetésekaz általános biztonsági helyzet javítása.

Gépi tanulás a peremhálózaton: a mintázattól a döntésig

A gépi tanulás (ML) teljesen áthatotta a peremhálózati futtatókörnyezeteket és a modern IoT-alkalmazásokat. Egy ML API vagy modell képes megfigyelni egy peremhálózati eszközről érkező adatokat, felismerni a bemeneti mintákat, a használati szokásokat vagy a környezeti feltételeket, és ezáltal... előre látja a következő intézkedéstEz felgyorsítja a válaszadást, mivel előre elosztja az erőforrásokat.

Képzeljen el egy gyárat veszélyes zónákkal. Ha egy érzékelőkészlet statisztikailag azt érzékeli, hogy amikor valaki egy bizonyos kritikus távolságon belül halad el, akkor nagy valószínűséggel belép a veszélyes zónába, a modell felkészítheti a gépet a leállásra, mielőtt ez megtörténne. Referenciaértékek (például biztonsági sugarak és aktiválási küszöbértékek) segítségével a rendszer beállítja a... riasztások és megállások sorozata a balesetek minimalizálása a termelés szükségtelen lassítása nélkül.

Kiemelt használati esetek

Lakóközösségek és összekapcsolt épületek

A peremhálózati számítástechnika a mindennapi életre is hatással van. Olyan megoldások, mint a IoT Edge összekapcsolása Segítséget nyújtanak az intelligens parkolásban, a beléptetőrendszerben és a biztonságban. A lakók és az adminisztrátorok egy alkalmazáson keresztül vezérelhetik az eszközöket, javítva az ingatlankezelés élményét és hatékonyságát.

• Csatlakozás helyi rendszerekhezA peremhálózati csomópontok kommunikálnak a meglévő alrendszerekkel, és lehetővé teszik az egyéni integrációkat.
• Nagyon testreszabhatóMinden szomszéd a saját ízléséhez igazítja a beltéri és kültéri preferenciákat.
• Mesterséges intelligencia által vezérelt biztonságArcfelismerés és videóelemzés a peremhálózaton a gyorsabb válaszadás érdekében.

Ipar (IIoT) és prediktív karbantartás

Ipari környezetben a nehézgépek kritikus pontjain elhelyezett érzékelők adatokat szolgáltatnak megjósolni a kudarcokat és a karbantartás megtervezése. A peremhálózat a helyszínen szűri és értékeli a jeleket, a felhő pedig kiterjedt historikus adatokkal képezi ki a modelleket, lezárva a folyamatos fejlesztési ciklust.

Önvezető járművek és mobilitás

Egy önvezető autó alig várja, hogy a felhő megmondja neki, hogy fékezzen vagy kanyarodjon-e. Saját reflexekre van szüksége: a járműbe épített számítástechnikára, amely egyesíti az érzékelők adatait és ezek alapján döntéseket hoz. azonnali döntésekA felhő biztosítja a „nagy agyat” a modellek betanításához; a peremhálózatot, a reflexeket a biztonságos mozgáshoz.

Felhő és peremhálózat: kiegészítők, nem riválisok

Nem arról van szó, hogy választanunk kell a felhő és a peremhálózat között. A felhő ideális komplex modellek betanítására, nagy mennyiségű adat tárolására és flották összehangolására. A peremhálózat ezzel szemben kínálja... gyors válaszok és robusztusság a terepen. Gondolj a felhőre úgy, mint egy nagy kapacitású agyra, a peremére pedig úgy, mint reflexekre, amelyek ezredmásodpercek alatt hatnak.

Stratégia és gyakorlati egyensúly

Egy jó IoT Edge stratégia az optimális egyensúlyt keresi aközött, ami az eszközön fut, és ami a felhőben (nyilvános vagy privát) marad. Ez akkor van értelme, amikor szüksége van rá döntések a forrás mellettOptimalizálni szeretné az adatfolyamokat a felhőbe, és autonómiára van szüksége olyan helyeken, ahol nincs megbízható lefedettség.

• Hozz gyors döntéseket a lehető legközelebb a forráshoz, hogy elkerüld a hálózati késleltetést.
• Optimalizálja a feltöltés csak összesített és kontextusba helyezett adatokat küld.
• Offline elemzések elérhetősége rendszertelen vagy nem létező kapcsolat esetén is.
• Jobban kezelheti az életciklust biztonságos távoli frissítésekkel a peremhálózaton.

A valós példák bőven akadnak. A szárazföldi olaj- és gázkitermelésben az IoT Edge átjárók lehetővé teszik a szivattyúk távoli felügyeletét és beállítását, a technikusokat csak akkor riasztva ki, ha a rendszer szükségesnek jelzi. Olyan megoldások, mint a Schneider Electric Realiftje, amelyet a Microsoft gépi tanulásEgyértelmű javulást mutattak a hatékonyság és az utazási költségek terén.

A fenntarthatóság szempontjából a mikrohálózatok a helyi elemzésekre támaszkodnak a termelés, a tárolás és a fogyasztás egyensúlyának megteremtéséhez. Az olyan eszközök, mint a Intelligens panelek Elősegítik az elosztott energiagazdálkodást és hatékonyabbá teszik az épületeket. A vállalati központokban és olyan városokban, mint Milford, Connecticut, megvalósított megoldások jól mutatják, hogyan támogatják az EcoStruxure™ mikrohálózatok a kritikus infrastruktúrát és hogyan takarítanak meg energiát.

Még az elosztott gyártásban is olyan vállalatok, mint az Entrade, olyan mikroüzemeket építenek, amelyek biomasszát alakítanak át tiszta energiává, és így kezelik eszközeiket kerületi szerszámok és központosított monitorozás, amely ötvözi a peremhálózatok és a felhő legjavát.

Piac és trendek: miért egyre népszerűbb ez a téma

A csatlakoztatott eszközök száma folyamatosan növekszik. A legfrissebb jelentések körülbelül ...-ra mutatnak. 18.000 milliárd IoT-eszköz Rövid távon ez sokkal több feldolgozást igényel a peremhálózatokon, hogy elkerüljük a hálózatok és az internetes gerinchálózatok felesleges forgalommal való telítettségét.

A peremhálózati számítástechnikai piac is fellendülőben van: olyan cégek elemzései, mint a Fortune Business Insights, becslése szerint a néhány évvel ezelőtti alig több mint tízmilliárd dollárról középtávon sokkal magasabb értékekre fog növekedni, figyelemre méltó összetett éves növekedési ütemmel. Ezt tovább alátámasztják olyan tanácsadó cégek előrejelzései, mint például Gartner, akik régóta arra számítanak, hogy a legtöbb adatot a peremhálózaton fogják feldolgozni.

Helyi megvalósítás és nagy léptékű üzemeltetés

Az Azure IoT Edge helyszíni telepítése segít lebontani a silókat és nagy léptékben konszolidálni az operatív adatokat az Azure-ban, anélkül, hogy szükség esetén feláldozná a helyi szuverenitást. Közzéteheti és kezelheti felhőalapú betöltések (MI, Azure-szolgáltatások vagy saját szoftverek) eszközökön futtathatók, távoli és biztonságos vezérléssel.

Ez a megközelítés lehetővé teszi a felhőalapú kiadások csökkentését azáltal, hogy kisebb mennyiségű, de jobb minőségű adatot küld, miközben egyidejűleg lehetővé teszi az eszközök számára, hogy gyorsabban reagáljanak a helyi változásokra, és működőképesek maradjanak még a hosszú ideig kapcsolat nélkülA két világ kombinációja maximalizálja a technológiai befektetésében rejlő lehetőségeket.