你的问题已经回答了:IIoT/云系列,第2部分:边缘,雾和云

网络研讨会参与者概述了工业物联网(IIoT)元素的演变性质,以及用户如何在制造操作中应用边缘、雾和云技术。

通过Charles (Chuck) C. Byers, Ed Kuzemchak和Steve Hilton 2019年6月26日

在工业自动化的说法中,“边缘”已经成为一个相当流行的术语。边缘是在工业过程中或靠近过程的地方发现的。

为了缓解带宽限制或固有的延迟,并提高系统的安全性和可靠性,从网关到多用途设备再到计算机的计算资源都被部署在边缘。这些位于边缘的计算资源可以过滤或处理数据,以便在生产控制或企业系统与云之间只传输所需的数据。

参加网络研讨会的有Charles (Chuck) C. Byers,工业互联网联盟(IIC)副首席技术官,CFE媒体内容合作伙伴;Software Design Solutions Inc.首席技术官兼物联网总监Ed Kuzemchak;以及MachNation联合创始人兼总裁史蒂夫·希尔顿。凯文·帕克,编辑工程师的工业物联网,担任主持人。

完整的网络研讨会可以在控制工程网站.在网络研讨会期间,与会者提出了以下问题。

1.请讨论边缘、雾和云之间的一些具体区别。边缘和雾是一样的吗?

查克·拜尔斯:边缘和雾是非常相似的技术。边缘通常是为有限的物联网应用程序集提供网关功能的单一(或少数)层,而雾往往更具层次结构,并支持多个租户。Fog往往具有稍强的安全性和编排能力。Edge是业界更常用的术语,因此IIC正在迁移到使用Edge来表示边缘和雾的超集。

史蒂夫·希尔顿:我们通常使用短语“分布式架构”来捕捉数据摄取和处理可以发生在物联网架构的不同位置的概念。

艾德·Kuzemchak:一些从业者用“边缘”来描述实际的传感器,用“雾”来表示上面的一层处理。但这种区别越来越不明显,所以我支持IIC在这两方面都使用Edge。

2.与工业物联网相关的最重要的协议是什么?

拜尔斯:有很多。当然,网络层的IP占主导地位。在传输层,TCP、UDP、HTTP、CoAP、MQTT、OPC-UA是常用的。还有web服务、OPC-UA、OneM2M和DDS等框架用于连接系统组件。

3.用户真的在应用边缘、雾和云应用吗?

拜尔斯:是的。在多个垂直市场中有许多工作边缘系统。边缘计算已经在智能电网、智能城市、智能交通系统、医疗保健、制造业、消费和许多其他应用中大量部署。

希尔顿:事实上,我们发现工业物联网解决方案只是云或边缘的情况并不常见。大多数部署同时使用边缘和云。这为企业提供了灵活的部署和成本效益。

Kuzemchak:甚至在物联网被命名之前,许多传统工业控制系统就有某种边缘/雾/云架构。经典的M2M系统正在被重塑为工业物联网系统,以利用Chuck上面提到的通用协议和互操作性。

4.在工业互联网联盟(IIC)架构中,安全与隐私的区别是什么?这对边缘/雾装置设计有什么影响?

拜尔斯:有不同之处。安全性通常是指防止不良行为者采取未经授权的行动来影响物联网系统的行为。这意味着必须阻止未经授权的用户查看内部状态或控制系统配置。它高度关注使系统尽可能地防黑客。

隐私更多的是关于在网络中流动的数据,而不是网络本身。隐私软件可以防止工业物联网系统中的运动数据或静止数据被未授权方读取。这对于遵守GDPR或HIPAA等政府隐私法规尤为重要。

希尔顿:对于MachNation来说,安全主要是一个与技术相关的问题。隐私是一个由个人、社会和政府期望所产生的问题,可以通过技术和其他因素来解决。

Kuzemchak:应用程序域可能确定隐私在其系统中不是必需的,但任何系统都不可能声称安全性不是必需的。

5.有了边缘和雾,未来我们能减少对云的依赖吗?

拜尔斯:部分。随着越来越多关键的计算、网络和存储功能向边缘靠拢,我们可能会减少对云容量、性能或可靠性的依赖。如果在边缘运行,某些操作可能会更有效率或更便宜。

然而,我们永远不会从物联网网络中消除云的作用。始终需要高度可伸缩、弹性、全面的计算和存储基础设施来执行最高级别的工业物联网任务。

希尔顿:企业应该通过确定与业务相关的目标和需求来开始物联网讨论。从业务目标出发,企业可以确定其工业物联网架构和技术需求。通过遵循这种方法,我们确保使用正确的技术(无论是边缘、雾还是云)来实现最终的业务目标。

Kuzemchak:这一切都是在进行处理的最佳位置的权衡,关于收集必要的数据,具有可用的计算能力并利用结果。

6.既然在edge & fog中有如此多与软件相关的复杂性,那么用户是否正在开发许多自主开发的应用程序?

拜尔斯:是的,边缘系统的最终用户通常是他们所控制的系统的最佳专家。这为他们提供了控制系统所需的数据、控制算法和过程的最佳视角。然而,终端用户可能不太熟悉软件开发流程或边缘云基础设施,因此与专业的工业物联网编程帮助合作通常是有意义的。

希尔顿:在大多数情况下,最终的工业物联网应用要么是本土开发的,要么是由服务公司为企业开发的。虽然有工业物联网平台供应商提供示例工业物联网应用程序,但企业将按原样使用这些应用程序的情况相当少见。请记住,应用程序开发不一定是工业物联网平台实现中最复杂的部分。通常,遗留系统的集成提供了最大的开发挑战。大多数工业物联网解决方案都部署在棕地环境中。因此,大多数企业都需要一些相当广泛的南向和北向集成。

Kuzemchak:在SDS,我们看到许多正在构建的定制应用程序,但使用的是标准通信协议、消息代理和数据分析包。但是将它们结合在一起来解决特定需求通常需要定制设计。

7.利用人体内产生人体电流的窦房结连接到工业物联网网络的可能性有多大?

拜尔斯:作为信号源,它已经在使用中。一种名为植入式心律转复除颤器(ICD)的设备可以监测窦房结和心脏中的其他电活动(感知),如果检测到异常节律,可以提供起搏器脉冲或更大的电击(驱动)。复杂的icd连接到你的手机,然后再连接到互联网进行持续的控制和监控。

就能量收集而言,从心脏电活动中获得的原始能量很少,我认为存在许多更安全的从体内收集能量的替代方法。系统可以利用机械运动、压力变化和呼吸来产生有意义的能量,能够运行复杂的计算和网络功能,而无需植入高容量电池。

Kuzemchak:同意了。你有更好的机会收集身体的热量或运动。

本文发表于工程师的工业物联网补充的控制工程而且设备工程.参见下面补充的其他文章。