边缘计算术语和技能

不管我们是否意识到，大多数人每天都在使用边缘计算。 一个典型的例子是，当我们使用手机的语音识别功能，要求Siri或Cortana。由于语言处理需要大量的计算能力，所以手机首先进行一些初始处理，从而减轻了服务器的负载，并简化了发送给它的数据。 如果所有的处理都在电话上执行-它将消耗电话的资源。

在云计算中处理数据可以解放用户的手机来执行其他任务，并允许谷歌和苹果等公司更新和改进软件。 如果手机在将数据发送到云端之前没有进行预处理，我们的网络和服务器可能会因为数据而陷入困境。类似的模式也适用于工业应用。

边缘设备在本地网络的边缘运行，并在植物地板和外部网络之间提供控制系统之间的接口。它们作为控制系统和云服务器或远程计算机之间的桥梁，处理控制系统和服务器之间的数据。执行边缘设备上的数据计算可减少控制系统和远程服务器所需的流量和处理能力。

拥有边缘设备还允许用户在不干扰控制系统的情况下更新边缘设备上的功能。边缘设备还可以提供“防火墙”或“气隙”，将控制设备与公共网络隔离开来，以获得更好的安全性。 Edge设备还可以在出现网络延迟甚至网络中断时缓冲数据。如果发生这种情况，边缘设备将存储数据，直到网络连接可以恢复。

六个边缘计算问题要问

虽然要知道一款边缘设备是否适合某款应用并不容易，但问这些问题可以让你更清楚地了解:

• 我需要从控制系统中收集历史数据吗？
• 如果我收集数据，将这些数据存储在一个中心位置有什么好处?例如，这些数据是否可以用于报告、停机时间分析、预测性维护或库存跟踪?
• 控制系统是否需要与外部网络接口，例如工厂网络，业务系统或互联网？
• 控制系统是否从外部网络接收信息？ For example inventory, recipe and batching systems often require this.
• 添加移动设备或功能如警报通知有什么好处吗?
• 非基本功能可以从“关键任务”控制系统中卸载？ For example, could functions such as image processing and recipe management be moved to a non-production computer?

如果上述一个或多个问题的答案是肯定的，则边缘设备可能是适合该应用的良好。

边缘设备的好处

使用边缘设备的好处可以分为以下几类。

共享数据

• 边缘设备提供接口，使控制系统与外部系统共享数据。
• 边缘设备可以充当桥梁或协议转换器，允许遗留设备与其他设备和网络接口。
• 以太网IP设备可以与外部网络连接，而无需修改现有网络或更改IP地址。

提高安全

• 边缘设备提供控制系统和外部网络之间的附加安全层。
• 边缘装置可以提供防火墙和气隙，以帮助保护控制系统。
• 边缘设备可以提供安全监控和访问控制。

处理和网络改进

• 将非关键功能移动到边缘设备允许控制系统在最重要的任务中“焦点”。
• 它为关键任务功能释放了更多的内存和处理能力。
• 在边缘设备上运行的非关键函数可以在没有中断生产的情况下更新和修改。
• 减少网络流量并减轻网络中断的影响。
• 在边缘设备上进行基础数据处理，可以减少网络流量。
• 在边缘设备上缓冲数据可以减少网络问题的影响。
• 边缘设备可以将数据转换为“较轻的重量”消息传递协议，例如MQTT，降低带宽消耗和提高效率。

下一步

完成评估后，用户需要询问如何为应用程序选择最佳的设备。需要哪些特性和功能?这三个边缘设备的核心考虑应该放在前面。

• 功能：控制系统应在有或无边缘装置的情况下运行。 当考虑在边缘设备中定位哪些功能时，问:如果边缘设备关闭，进程还能可靠地运行吗? 答案应该是肯定的。
• 安全：边缘设备应限制对来自外部网络的控制系统的直接访问。边缘设备可以提供用于隔离控制系统的装置，同时仍然允许数据在两个方向上流动。
• 表现： 具有性能，用户需要提出以下问题：
  • 是控制系统处理大量输入或输出数据?如果是这样，考虑让边缘设备处理这些数据。
  • 什么数据处理正在云或远程服务器中执行？如果移动到边缘设备，则会减少网络发送的数据量。

边缘设备可以是相对简单、低成本的设备，也可以是像工业PC那样坚固的设备。 是什么让边缘设备更重要的是在哪里和如何使用它，而不是实际的硬件本身。

所有突出显示的都是边缘设备的一些核心功能。然而，边缘设备可以做更多的事情。更多的事。它们可以帮助基本的应用程序为未来做好准备。在边缘设备中发现的增强功能包括:

• 执行逻辑和数学计算。
• 充当HMI和主机屏幕。
• 充当以太网交换机并合并托管交换机和路由器中的功能。 For example, network address translation (NAT).
• 边缘设备有助于工业互联网（IIOT）/ Industrial 4.0功能，并允许用户执行协议转换。 For example, network traffic conversion from Modbus TCP/IP, CIP and Profinet protocols to MQTT.
• 运行应用程序和API，直接与在远程服务器或云上运行的软件接口。
• 运行操作系统，如Linux或Microsoft Windows，允许用户安装现成的软件。
• 提供额外的防火墙和网络安全功能和诊断。
• 运行结构化查询语言（SQL）数据库。

虽然核心功能可以在大多数边缘设备中找到，但增强的功能将为应用程序的未来发展提供空间。

选择边缘设备并决定如何使用它将取决于具体的应用程序和客户的需求。 当一个边缘设备被正确的选择和配置，结果将是一个更好的性能，更高的安全性和更大的可维护性的控制系统。最重要的是，它为那些从中受益最多的人提供了有意义的信息。

凯坞、项目经理、Martincsi.。由Chris Vavra，副编辑，控制工程，CFE媒体和技术编辑编辑，cvavra@cfemedia.com。

更多答案

关键词：边缘计算，智能设备

边缘设备作为控制系统和云服务器之间的桥梁。

边缘设备对于需要收集和评估外部网络的数据是有用的。

是什么使得边缘设备更具位置和如何使用实际硬件本身。

考虑一下这一点

您认为哪些应用程序将从Edge Computing中获益，为什么？