垂直行业的边缘计算示例

物联网(IoT)的发展带来了网络边缘收集的数据量相应的增长。管理数据量的需求，反过来推动了边缘计算用例的快速增长。

简而言之，边缘计算是在物联网设备监控的过程或事物中尽可能接近发生的处理。边缘计算可以通过直接连接到传感器的设备，通过传输数据的路由器或网关，或者通过部署在现场的壁橱或机箱中的小型服务器安装来执行。

在物联网扩张的早期，连接设备的数量相对较少，这意味着企业有能力将所有物联网数据发送到云端或企业数据中心进行处理、分析和存储。但最近几乎所有行业的联网设备都在激增，它们收集的数据量也在稳步增加，这使得这种方法不切实际。因此需要边缘计算。

我们已经在Digi博客中多次讨论过边缘计算。我们提供了一个e dge计算定义并概述了其业务利益方面为组织节省带宽、时间和金钱．在本文中，我们将研究边缘计算示例，以及它们如何应对日益增长的网络边缘设备和数据优化需求。但首先，让我们回顾一下推动其增长的一些因素。

边缘计算增长的主要驱动因素

边缘计算市场迅速增长的原因有几个。除了连接设备数量的增加，边缘计算的增长还有三个关键驱动因素:

1. 延迟—对于许多时间敏感的应用程序，被监视的进程需要一个接近实时的响应，几乎为零的延迟。在这些情况下，数据往返于云或企业数据中心是不切实际的。
2. 带宽-可用带宽的物理限制和传输大量数据的成本使边缘计算成为一个有吸引力的替代方案。
3. 可靠性-网络拥塞会中断数据流，在销售点系统等用例中造成不可接受的中断。

平均而言，物联网传感器收集的大多数监测数据往往是标准的“心跳”数据，这仅仅表明系统在正常运行。没有必要将这类数据传输到云端或遥远的企业数据中心。通过在网络边缘过滤掉这些不变的心跳数据，边缘计算设备可以大大减少需要传输的数据量，节省带宽并显著减少延迟。

随着能够在边缘执行各种处理功能的智能设备的数量的增加，边缘计算用例的数量正在稳步增长。人工智能(AI)和机器学习能力的增长也在扩大边缘计算用例的范围。

边缘计算例子

边缘计算的例子可以在各种各样的应用和行业中找到。不同的边缘计算用例之间也有相当多的重叠。例如，自动驾驶汽车中的边缘计算功能与交通管理应用中的边缘计算功能密切相关。

下面是一些最有前途的边缘计算示例。

自动驾驶汽车，电动汽车和充电站

为了安全运行，自动驾驶汽车需要收集和处理有关其位置、方向、速度、交通状况等的数据——所有这些都是实时的。这需要足够的车载计算能力，使每辆自动驾驶汽车实际上都拥有自己的网络优势。边缘计算设备可以从车辆传感器和摄像头收集数据，处理数据并在毫秒内做出决定，几乎没有延迟。出于明显的安全原因，这种即时决策在自动驾驶汽车中是必不可少的。

边缘计算功能，如车道偏离警告和自动停车应用程序已经广泛使用。随着车辆与环境交互的能力越来越广泛，对快速响应网络的需求也越来越大。自动驾驶汽车将与其他车辆协同运行连接车辆、交通管理系统、路边单位、繁忙道路和十字路口的行人。

电动汽车需要持续监控，可以使用边缘计算进行数据管理，以支持预测性维护。必须对电动汽车电池进行监控，因为它们的寿命取决于驾驶者的个人习惯、行驶地区的拥堵情况以及充电频率。边缘计算支持数据聚合，为性能和维护报告可操作的数据。

在电动汽车充电站中，边缘计算可以支持一系列使用量和可用性指标的实时监控和数据聚合，以支持充电站的优化和未来充电站的布局规划。

交通管理系统

5G和联网汽车技术或“V2X”(车到物)通信成熟。

今天高度复杂的系统，就像纽约市的交通管理系统，可以调整交通信号的时间，管理额外车道的开放和关闭，确保交通在公共紧急情况下可以继续，并采取其他实时行动，提高安全和便利。如前所述，智能交通管理系统将在自动驾驶汽车的采用中发挥关键作用，而接近零延迟是至关重要的。

公共交通系统

在公共交通的应用在美国，安装在公共汽车、客运铁路系统和辅助交通车辆上的边缘计算系统可以聚合和发送支持车内处理和调度员洞察所需的数据。

例如，为了司机和乘客的安全，必须将不同类型的数据发送到乘客信息系统、车队监控和跟踪系统，以及对车辆和车站的智能监控。有关到达时间或延误的信息，或其他时间敏感的信息可以通过数字标牌或移动应用程序向乘客传播。

智慧城市，清洁能源和绿色科技

的绿色科技运动正在增长。城市和智能电网系统可以使用边缘计算设备来监控公共建筑和设施，以提高照明、供暖、清洁能源等方面的效率。例如:

• 智能照明控制使用边缘计算设备控制单个或组灯，以最大化效率，同时确保公共空间的安全。
• 太阳能场使用嵌入式边缘计算设备来感知天气变化，调整位置，并报告诸如电池使用情况等指标。
• 风力发电场使用边缘计算连接到基站，并通过蜂窝路由器和交换机将传感器数据路由到变电站

医疗保健和医疗应用

的医疗保健和医疗行业从传感器、监控器、可穿戴设备和其他设备收集患者数据，为医疗保健专业人员提供准确、及时的患者情况洞察。

边缘计算解决方案可以将这些信息交付到仪表板，以获得重要指标的完整、一目了然的视图。

采用人工智能(AI)和机器学习的边缘计算解决方案可以识别离群数据，使医疗专业人员能够实时响应健康需求，减少误报。

边缘计算也可以用于机器人辅助手术中，接近零延迟是必不可少的。此外，通过本地处理数据，边缘计算设备可以帮助解决数据隐私和患者保密问题。

零售应用程序

零售应用程序从销售点系统、商品库存操作、安全视频和其他业务活动中生成大量数据。边缘计算可以帮助分析这些不同的数据，并确定需要立即关注的问题，以及长期的销售趋势和商业机会，例如最有效的店内促销和针对特定商店位置的最佳产品配置。

边缘计算还提供了在本地处理客户信息的方法，数据不离开客户居住的地理区域，这是一个日益受到关注的问题，因为它涉及隐私法规，如欧盟的GDPR命令。

工业过程监控和预测性维护

传感器和物联网设备工业应用例如水和废水管理，石油和天然气和加工厂可以跟踪各种指标，并监测机械性能。例如，边缘计算体系结构可以支持高度复杂的SCADA(监控和数据采集)系统之间的高效通信，以管理来自传感器和plc(可编程逻辑控制器)的大量数据。

数码网络远程Manager®- Digi的远程物联网设备管理平台-是许多此类操作的关键组成部分。SCADA系统经常通过云平台(如Microsoft Azure、Amazon Web Services和谷歌cloud)与关键的商业智能应用程序集成，Digi Remote Manager促进了这种集成，确保所有数据都传递到正确的应用程序。

此外，边缘计算功能支持管理故障检测和预测性维护。预测机器或部件何时会发生故障，使工厂操作人员能够在故障发生之前进行维护或更换部件，从而从生产力损失中节省成本。

如果传感器检测到故障或表明即将发生故障的条件，边缘计算设备可以触发执行器立即采取纠正行动，例如，调整流体的流速，或修改工业机器人的动作。采取行动后，结果可以报告给云，以便通知或进一步的行动。边缘计算加上云，使机器和物联网传感器之间的通信能够提高质量控制。

在油气行业，边缘计算促进的实时响应可以防止小问题演变成灾难性故障。油气工厂通常位于偏远地区，边缘计算可以使分析处理靠近设施，这意味着对数据中心连接质量的依赖减少，但将边缘计算与云连接可以使远程团队监视大量站点。

制造业

工业物联网在制造工厂增加了数百万个连接设备，以收集生产线性能和成品质量的数据。边缘计算的低延迟使装配线上的问题能够立即得到响应，有助于推动质量和效率的改进，同时减少对人工监督的需要。

制造业中的另一个边缘计算用例是质量保证。使用机器人的全自动装配线依靠边缘计算解决方案、人工智能和机器学习来识别生产错误，提高产品质量。

农业

农民使用精准农业技术可以使用边缘计算来跟踪生长条件，如温度、湿度、土壤湿度水平、营养水平和其他指标，以指导关于浇水、施肥和其他活动的决策。边缘计算不仅适用于大片农田，还适用于温室和水培种植设施，在这些设施中，传感器可以让操作人员精确地跟踪输入。

水产养殖(养鱼)是另一个现场数据处理至关重要的行业。精确监测复杂的环境变量对于确保鱼类的健康至关重要，适当的喂养和自动化也至关重要，自动化可以消除这些过程中的猜测，从而提高鱼类的活力和生长，同时降低成本。看到bioFeeder案例研究．

保安及工人安全

边缘计算可以利用现场摄像头、员工安全设备和传感器的数据，帮助企业预防未经授权对站点进行物理访问，监督工作环境，确保员工遵守既定的安全政策。这对于在危险或偏远地点作业的工作场所尤其重要，如建筑工地或海上石油平台。

边缘计算设备可以与视频监控和生物特征扫描结合使用，以确保只有授权的个人进入限制区域。监视系统可以从边缘计算的低延迟和可靠性中受益，因为经常需要在几秒钟内对安全威胁做出响应。边缘计算还显著降低了视频监控的带宽成本，因为绝大多数监控片段不需要响应。参见案例研究。

边缘计算解决方案

需要边缘计算技术的用户有两大类:

• 网络经理和系统集成商他们需要通过物联网网络连接设备，并快速建立边缘计算功能，以实现最佳系统性能和数据管理。
• 开发商和原始设备制造商(OEMs)谁设计和构建具有嵌入式边缘计算能力的产品，并需要可编程开发模块、无线无线电和网关来支持快速开发和快速上市。

数码网络提供边缘计算解决方案满足两类用户的需求。

网络管理者和系统集成商的数字边缘计算解决方案

边缘计算用例．数字路由器还可以过滤和压缩数据，以减少带宽需求。

的Digi TX64 5G蜂窝路由器提供快速上行速度，使其成为公共交通、交通和移动环境中要求较高的应用的理想选择。Digi TX64 5G为5G覆盖有限的地区提供了真正的企业级路由、安全和防火墙，并集成了VPN和可靠的4G故障转移。

的企业级Digi EX50 5G蜂窝路由器在广泛的室内边缘计算用例中提供可靠的主或备份连接，具有扩展的工作温度范围，可部署在智能工厂、仓库、建筑工地或基础设施车间。

数码网络IX20蜂窝路由器是工业基础设施、数字标牌、零售亭等边缘计算应用的通用选择，其工业级组件能够承受许多工业环境中的恶劣环境条件。

数码网络连接®传感器+连接部署在任何工业环境中的传感器，以收集和传输传感器读数，并为洞察和自动化传输关键数据，如在达到预定阈值时操作开关关闭管道中的阀门。这种触发功能使Digi Connect传感器成为边缘环境的热门选择。

使用边缘计算部署和优化网络不可或缺的工具是数码网络远程Manager®这是一个集中管理和控制平台，用户可以在他们的桌面、平板电脑或智能手机上编辑设备配置、更新固件、安排和自动化任务。

数字远程管理器支持远程管理您的整个分布式物联网设备网络，无论您的设备是市政交通系统的移动路由器，还是建筑工地或SCADA系统中的工业设备。使用数字远程管理器，您可以一次配置任意数量的设备，监视您的整个网络，获取警报，自动化安全监视，轻松建立您的边缘计算功能。

为oem提供的数字化边缘计算解决方案

数字系统模块(SOMs)，例如数码网络ConnectCore®8 x，提供多个处理单元，能够在网络边缘执行AI和机器视觉任务。

例如，机器视觉解决方案可以执行基于图像的分析，应用包括自动检测、过程控制和工业机器人引导。

数码网络XBee®嵌入式设备可以通过编程在边缘执行各种功能。这些紧凑的嵌入式调制解调器可以定期读取数据，并在达到特定阈值时启动行动。MicroPython的可编程性还使开发人员能够控制边缘计算设备的功能。

Digi EX15物联网网关一体化的解决方案。这些设备执行网关功能，包括聚合数据，将数据从模拟格式转换为数字格式，并在网络上传输之前对数据进行加密，还充当蜂窝路由器，在任何地方提供安全、持久的连接。

当然，安全是一个关键的考虑在边缘，因为它是无处不在。的可伸缩性和内置特性数码网络TrustFence®使所有Digi嵌入式解决方案在边缘计算部署的安全方面具有强大的优势。

边缘计算的设计、开发和部署服务

对于那些需要通过额外的工程或部署资源来增强能力的人，Digi提供了支持服务。2022世界杯G组

• 数码无线设计服务提供设计咨询、产品开发、集成电路板支持包、认证协助和其他上市支持。
• 数码网络专业服务能否支持组织在实现几乎所有的边缘计算用例，从Python编码和BASH脚本到设备配置和现场部署服务。

数码科技如何帮助你

我们所分享的边缘计算示例展示了这种增长趋势的广度，以及它所支持的许多垂直行业。我们的边缘计算解决方案正在帮助组织、工业装备和智能城市从其物联网部署中获得更好的性能和效率。Digi已经准备好帮助您进行边缘计算规划的任何方面，从定义策略到编程边缘智能，再到构建您的解决方案。

联系我们以了解Digi如何支持您的边缘计算应用程序。