边缘计算:节省带宽、时间和金钱

随着来自各个方向的数据越来越多,他们中的许多人正在转向边缘计算,以帮助整理现场收集的大量数据,从而大大减少需要传输到云或数据中心进行处理的数据量。它还可以实时执行各种功能,使操作更安全,更高效。

边缘计算或者“边缘计算”(这两个术语可以互换使用)可以非常简单地定义为在网络“边缘”进行的数据处理,也就是说,在物理上接近物联网设备正在监视或控制的机器和过程。

实现边缘计算的三大关键驱动因素

边缘计算是一个强大的概念,现在才刚刚开始崭露头角。许多组织甚至可能不知道他们需要边缘计算。他们只是想解决挑战,无论他们是否熟悉这个概念,边缘计算都是答案。让我们谈谈三个关键的驱动因素。

#1:管理数据需要看到

第一个驱动因素是管理在边缘收集大量数据的物联网实施。传输所有数据的可用带宽可能有限,或者由于成本问题或蜂窝数据计划的使用上限,企业希望节省带宽。很多数据实际上可以被忽略。

一般来说,大多数监控数据倾向于标准的“心跳”数据,即基本上表示“我已启动并运行”的信息。边缘设备通常会在每次被编程唤醒和报告时发送相同的消息。边缘计算设备可以自动区分不变的心跳数据和需要注意的异常数据,使用少量的检查和平衡。因此,它可以最大限度地减少需要蜂窝连接的数据量。如果需要更多细节,您可以轻松地请求状态。否则心跳数据不传输。

#2:自动化流程

通过边缘计算解决方案,智能边缘设备可以做出决定并采取行动。例如,在一个部署中,边缘设备正在监控一个不断被泵注满的水箱,该设备可以确定水箱是否满了,并且泵是否正常工作。当水位达到一定水平时,边缘装置可以关闭水泵,然后报告水位。

信息的本地输入,无论是一个输入还是100个输入,都提供了决定应该采取什么行动的情报。这些输入可能是诸如油箱液位、温度或电压读数等表明电池电量不足的东西,在这种情况下,边缘设备可以打开发电机以保持电力运行,直到更换电池。网络边缘的智能设备能够启动进程并打开和关闭其他设备。这里值得注意的是,开关、继电器和执行器是不同的机制,它们在边缘环境中都服务于相同的基本目的。

在远程指挥中心通常有一些覆盖功能可用。但理想情况下,该设备将能够在不需要远程系统发送命令的情况下采取行动。这就是边缘计算的美妙之处——工作人员可以继续他们的重要任务,没有人需要跳进服务车开到远程站点。它会自己照顾自己。

#3:在边缘获得知名度

第三个驱动因素是需要了解设备和流程的状态,以及整个网络中的重要事件。无论您是否有监控霜冻状况、土壤状况、天气模式或其他重要数据的边缘设备,系统管理人员都需要这些条件的一目了然的信息,以及需要干预的关键通知。

有很多例子,但我们最喜欢的一个是之后,公司。该公司为大型建筑项目中的混凝土养护提供传感器。使用数码网络ConnectSensor +数码远程管理器 ®, Wake提供了一个完整的监控解决方案,可以通知项目经理任何关键问题,跨越数百或数千个混凝土浇筑。如果混凝土需要温度修复,团队可以收到通知,并迅速应用加热或冷却策略,以确保混凝土正确固化并符合规范。
边缘计算图

边缘计算和远程安装

正如我们所指出的,管理大面积的部署,如油田、太阳能或风力发电场或大型建筑工地,需要特别考虑。要让人员检查每个装置以确保工艺和设备始终正常运行,成本高昂,而且几乎不可能。边缘计算是使这些大型物联网部署具有成本效益的关键能力。

还有一些真正的关键任务用例,在这些用例中,机器或设备可能会遭受严重损坏,或导致环境灾难,而无需通过边缘计算的近实时响应能力立即进行干预。

例如,连接到边缘设备的湿度传感器可以快速启动关闭电源的过程,以保护易受洪水影响的位置的电气设备。另一个例子是在容易发生野火的地区运营的电力公司。公用事业公司正在实施边缘计算解决方案来关闭变压器,以降低火灾风险。在这种情况下,部署边缘计算解决方案的相对适度的费用很容易被潜在的设备损失和由此导致的业务中断所抵消。

边缘计算应用程序和用例

边缘计算的应用非常广泛,特别是在工业物联网(IIoT)空间,其中部署可能很大,部署范围很广,并且暴露于可能需要采取行动的不同条件下。

我们已经提到了一些用例。让我们看一下跨行业的边缘计算的一些常见应用程序。

石油和天然气

在油气环境中,具有边缘计算功能的设备可以监测阈值、在线压力、温度和流量。这里的目标是检测或希望防止石油或天然气泄漏。泄漏是这个行业的一个大问题,无论是出于安全和环境原因,还是可能的罚款和补救成本。例如,如果连接到燃气表的边缘计算设备检测到高于正常的流量,它可以自动关闭燃气管道,并可能防止爆炸-比人员对警报的反应更快。

灌溉和景观维护

在景观浇水系统中,您可以使用边缘计算智能在打开洒水器之前自动检查雨量计或土壤湿度传感器。边缘设备甚至可以连接到国家气象局,这样,如果某一天下雨的可能性为70%,或者天气太冷,有结冰的危险,边缘设备就可以关闭洒水装置。制造商业浇水系统和商业草坪管理服务的公司现在增加了温度和湿度监测功能,特别是在高尔夫球场和美国西南部长期干旱地区等高用水应用中

楼宇自动化

边缘计算用于许多楼宇自动化应用,如电梯和HVAC系统。电梯有边缘计算设备,当车内有更多人时,可以重新校准和调整更重的负载。边缘计算也在预见性维护,如果检测到潜在的问题,比如电机在高阻抗下运行,这可能表明电机开始磨损,它可以自动生成维护单。

许多办公楼在HVAC系统中使用边缘计算,根据是否有人在大楼内来管理供暖和制冷。他们也有智能照明控制通过传感器来调节照明水平,甚至打开或关闭窗帘,以利用自然光或减少夏季的热增益。虽然这些系统可以远程管理,但如果可以在边缘进行管理,而无需人工干预,则会更方便、更高效。

随着时间的推移,像这样的边缘计算系统可以为建筑业主节省大量成本。具有边缘计算功能的楼宇自动化系统也是“绿色科技“他们可以实现节能的最佳做法,帮助业主赚钱能源与环境设计领导力(LEED)他们的财产证明。反过来,LEED认证在向希望提高环保意识的潜在租户进行营销时,可以成为一个有竞争力的差异化因素。

风能和太阳能农场

今天,许多绿色技术风能、太阳能、水电甚至垃圾和回收系统等应用都支持物联网。传感器、无线电和网关收集和传输各种情况的数据,然后启动处理。例如,这些措施可以包括调整太阳能电池板的角度,或者在极端风力条件下关闭风力涡轮机。

制造业

边缘计算经常出现在制造业装配线上,每个机器人或机器都有自己的人工智能(AI),并自行运行,然后将数据发送到记录服务器。边缘计算可以检测某些条件是否不符合规格,或者需要采取一些措施来保持机器平稳安全运行。

最近,我们听到了很多关于人工智能,机器学习和机器视觉与边缘计算一起实施的系统。当您使用边缘计算解决方案来监控一组级别或阈值时,机器学习使您能够随着时间的推移对它们进行优化和调整。这种边缘计算和机器学习的结合可以显著提高制造的质量和一致性。

边缘计算的数字解决方案

Digi通过完整的蜂窝解决方案支持您在整个工业领域的边缘计算需求,例如数码网络IX20数码网络WR31集成了远程设备监控和管理与Digi remote Manager®-您的分布式网络的指挥中心。

Digi Connect®传感器+是我们具有边缘计算功能的领先解决方案之一。Connect Sensor+可以定期读取传感器读数,并且能够采取行动,例如,如果达到预定义的阈值水平,则可以通过操作开关关闭石油或天然气管道或管道。

Digi Connect Sensor+通常被选择用于边缘环境,因为它具有可用的报警和触发功能,就像IX(工业)系列中的所有Digi蜂窝路由器一样。许多客户专门选择IX路由器,因为它们是工业级的,能够承受在许多户外工业环境中发现的极端温度和潮湿条件。

如果您正在设计和构建物联网产品,Digi也可以为您提供全套嵌入式解决方案。数码网络XBee®设备,如Digi XBee 3蜂窝LTE-M/NB-IoT和Cat-M调制解调器,集成MicroPython,可以编程在边缘执行各种功能。这些设备可以定期唤醒并读取数据,或者要求传感器提供一些特定的数据值,然后进入睡眠模式。Digi XBee射频模块与…相连Digi的物联网网关也可以发起类似的操作。此外,Digi设备还可以使用Amazon Greengrass来执行边缘计算Digi ConnectCore®系统模块

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