通过边缘计算重新思考物联网架构

这是2019年，物联网(IoT)在北京的商业格局中取得进展。越来越多的跨行业的企业转向物联网，以实现数字化计划。购物中心正在利用物联网提供基于位置的服务；物业管理公司正在利用物联网动态控制照明和空调，实现更智能、更环保的运营。所有这些服务都为北京实现智慧城市的雄心壮志奠定了基础。

随着传感器技术的成熟，采用物联网变得前所未有的简单。然而，物联网成功实施的主要挑战是传感器管理和企业系统连接。确保传感器与现有企业系统高效通信是为数据带来分析和意义的关键。因此，物联网架构需要能够处理大量数据流量，实时分析并立即响应从不同传感器收集的数据。

重新思考物联网架构

由集中式数据中心提供支持的传统物联网架构擅长存储和处理数据，但缺乏处理来自数百或数千个传感器的数据流量激增的能力。同时，技术进步正在创造强大的物联网设备，不仅能够收集数据，还可以处理和分析数据。举个例子，面部识别摄像机，智能摄像机中的计算能力可以处理在 IoT 架构边缘收集的一些数据。

这些功能强大的物联网设备正在推动物联网边缘计算的兴起。当处理和分析数据时，靠近数据源，将原始数据传输到核心所需的时间和流量最小化。具有边缘计算的 IoT 架构对于对网络延迟或服务器停机的零容忍服务(如自动驾驶车辆以及机场或铁路运营服务)特别有用。在核心系统中断的情况下，边缘计算可以作为处理和存储数据的短期备份。

边缘计算 VS 雾计算

更多需要实时处理数据的企业正在认识到边缘计算的价值，但往往在物联网矩阵中迷失。应该在边缘进行多少数据处理和存储，是否应将边缘计算活动放在传感器上？或者应该有雾计算 - 一个单独的边缘计算设备来处理数据？这些都是一些常见问题。关于构建适应边缘计算的物联网架构所需的时间和资源也存在顾虑。

在设备和核心之间，有广泛的范围可以放置边缘计算的位置和方式。答案取决于性能和成本效益的要求。对于零容忍延迟的企业，最好在传感器的远缘处处理数据，成本可能更高，因为需要更昂贵和先进的智能设备，但可以实现实时性能。

它可能并不总是最具成本效益的架构，但能给所有智能传感器带来计算能力。例如，智能建筑物业管理系统可能仅需要每层楼上的一个边缘计算设备来管理设施的各种传感器和控制器，例如照明，空调，噪声水平等。边缘计算设备可以提供雾计算架构和充当物联网中间件来管理和互操作不同类型的传感器。该物联网架构使用相对便宜的传感器，但需要更多的网络和基础设施支持。

管理基础设施成本

虽然在引入具有边缘计算能力的新系统时，一些初始成本是不可避免的，但经过精心设计，从长远来看，它可以帮助节省可观的 IT 基础架构成本。

尽管云计算的普及及其提供的可扩展性，但没有多少人知道从单个传感器处理数据的相关云订阅费。公共云服务提供商可能需要为您的物联网传感器队列收取单独的许可费。如果有100个传感器，许可证费将成倍增加!通过安装从物联网设备收集、集中和处理数据的边缘设备，可以更轻松地将云订阅成本保持在合理的水平。

除了云订阅费外，连接是另一个主要的基础设施成本项目。来自传感器的数据激增，尤其是那些涉及大量视频数据(例如面部识别摄像机)的数据，需要高带宽。5G 网络的成熟度可能有助于降低连接成本，但额外的网络带宽和数据流量成本可能仍然难以承受。安装边缘设备可以防止冲击收到巨大的电信账单。

与许多新兴技术一样，边缘计算仍在与不断发展的标准作斗争。缺乏成熟的标准意味着饼干切割机解决方案尚未在市场上推出。因此，解决方案架构师的作用至关重要。在解决方案架构师的帮助下，可以进行评估，帮助企业设计最适合其需求的定制物联网架构，最终在性能和成本考虑之间实现完美平衡。

与业务用户一起设计物联网架构

与订购定制西装类似，设计定制的 IoT 架构需要全面了解客户的需求。西装设计因用途而异，无论是为婚礼、葬礼还是商务设计。对于自定义 IoT 体系结构，设计会有所不同，具体取决于 IoT 系统的用途(无论是实时面部识别系统的一部分还是监控仓库设施)以及性能要求。

拥有成功的物联网系统的企业通常会让业务用户参与设计过程。通过更好地了解业务目的和要求，物联网体系结构设计可以包含业务优先级、操作和约束。

边缘计算可能不是物联网体系结构中最突出、最令人兴奋的部分，但开发具有成本效益、高效且可扩展的物联网系统是一个必不可少的考虑因素。世界各地的企业正在探索边缘计算，将其作为物联网架构的一部分，以确保在成功连接传感器、数据和核心系统。