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雾计算在物联网中有哪些应用?雾计算如何解决物联网的主要挑战?

2020-10-24 15:08 次阅读

物联网已成为当今世界新一轮经济和科技发展战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展具有重要意义。物联网在运行中产生大量的数据信息,需要在云计算平台上进行优化处理和储存。然而,云计算也有它的缺点,最主要的问题就是高延迟、高能量消耗等。对此,人们提出了雾计算这一概念。

对于云计算,想必大家都不会陌生。作为IT行业的热门技术,云计算凭借着易用、灵活、高可用、易扩展等属性被越来越多的企业用户所接受。但是对于接下来要说的雾计算,你可能会未必了解。

近年来,随着物联网技术的不断发展,使得互联设备和数据量激增,依靠云计算已无法满足爆发式增长的海量数据在计算、存储和管理等方面的需求,因此业界引入了雾计算的概念。

雾计算在物联网中有哪些应用?雾计算如何解决物联网的主要挑战?

其实,雾计算最早是由美国纽约哥伦比亚大学的Prof. Stolfo教授提出,当时的意图是利用“雾”来阻挡黑客入侵。而让雾计算得到广泛传播和应用的是思科公司,该公司对雾计算进行重新定义和运用,赋予了雾计算新的含义。

雾计算(Fog Computing)是一种分散的计算结构,它将处理、存储和智能控制带到数据设备附近。这种灵活的结构将云计算服务扩展到网络的边缘。因此,缩短了网络间的距离,提高了效率,并减少了传输到云端进行处理、分析和存储所需的数据量。

雾计算适用于对时间敏感且需要实时响应的关键智能物联网(AIoT)应用,如数据采集和预处理、短期数据存储需求、状态监控和基于规则的决策制定。启用雾计算设备的目标是分析时间紧迫的数据,例如设备状态、故障警报、警报状态等。这最大限度地减少延迟、提高效率,并防止了重大损害。

雾计算如何解决物联网的主要挑战?

实际上,雾计算具有几个明显特征:低延迟及位置和内容感知、地理分布更为广泛、适应移动性的应用、支持多样化的异构软硬件设备、更擅长处理边缘数据。这让雾计算可以解决物联网在发展过程所面临的许多挑战。

1、降低延迟

雾计算在终端用户附近执行所有时间敏感的操作,满足物联网应用的延迟限制。

2、打破带宽限制

雾计算能够根据应用需求、可用的网络和计算资源进行数据处理。这减少了需要传输到云端的数据量,最终节省了网络带宽。

3、不间断服务

雾计算可以独立运行,并确保不间断的服务,即使与云端的网络连接出现不稳定,也是如此。

4、确保设备安全运行

雾计算充当资源受限设备的代理,以更新这些设备的软件或安全凭证,它们还可以监控附近设备的安全状态。

雾计算在物联网中有哪些应用?

物联网可以说是雾计算的理想选择,其中物联网应用程序需要以TB或更大的速度生成数据,需要快速且大量的数据处理,并且无法将数据来回发送到云中。在以下几种物联网应用中,雾计算可以发挥至关重要的作用,具体来说:

1、智能交通

合理的配置交通灯的转换时间,可以避免城市的主要交叉路口出现交通拥堵,从而提高道路的通行率。通过雾计算,交通灯可以与邻近的交通灯进行协调,改变红绿灯的周期,使得各路口的通行效率得到提高,避免可能出现的交通意外。此外,雾计算还可以通过提供实时分析以及驾驶模式的决策,使驾驶员避免分心或偏离道路,更好地辅助驾驶。

2、智能家居

智能家居由连接的各种设备和传感器组成。然而,这些设备有不同的平台,因此很难集成。雾计算提供了一个统一的接口来集成所有不同的独立设备,并为智能家居应用程序提供灵活的资源,以实现存储、实时处理和低延迟。

3、医疗活动跟踪

雾计算提供实时处理和事件响应,这在医疗保健中至关重要。除此之外,还解决了医疗记录从云存储中检索所需的连接性问题。

4、工业控制

目前,有许多工业控制系统都要求端到端的延迟维持在亚毫秒内。雾计算的应用减少了延迟,因为它很好地消除了从生产线传感器到云端,再从云端回到传感器之间往返而造成的时间滞后。

写在最后:

根据研究机构Zion Market Research发布的一项研究报告显示,2018年全球雾计算市场为3500万美元,预计到2025年将达到约7.68亿美元,2019年至2025年之间的年复合增长率为55.4%。

随着物联网应用规模的不断扩大,接入侧海量数据、实时控制和处理的需求越来越大。雾计算凭借其低延迟、安全性、位置感知以及许多服务器节点等特性,为大量的智能物联网设备之间的通信,提供了高效、有效、安全的保障。可以预见的是,雾计算的应用空间将会越来越广阔。
       责任编辑:pj

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DK-20648 TDK InvenSense DK-20648开发套件

venSense DK-20648用于ICM-20648 6轴运动传感器的开发套件可帮助开发人员快速评估和开发基于ICM-20602的解决方案。ICM-20648是一款高性能6轴运动传感器,结合了3轴陀螺仪、3轴加速度计以及DMP™ (Digital Motion Processor™)。 The kit is designed around the Microchip G55 MCU and includes an on-board Embedded Debugger eliminating the need for external tools to program or debug the G55 MCU. Embedded Motion Drivers (eMD) configure various aspects of the platform including ICM-20648 sensor parameters such as full-scale range (FSR), output data rate(ODR), low-power or low-noise mode, and sensor interface to host (I²C, SPI). DK-20648开发工具包包括必要的软件,包括基于GUI的开发工具Inven Sense Motion Link和ICM-20648的嵌入式运动驱动程序。 运动链接也是一个基于GUI的开发,可以用来捕获和可视化来自运动传感器的传感器数据。 ...
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DK-20648 TDK InvenSense DK-20648开发套件

FRDM-FXS-MULT2-B NXP Semiconductors FRDM-FXS-MULT2-B Freedom开发平台

miconductors FRDM-FXS-MULT2-B Freedom开发平台是一款支持NXP传感器融合的传感器扩展板,采用MMA8652FC 3轴加速度计、FXLS8471Q 3轴加速度计、MAG3110 3轴磁力计、FXAS21002C 3轴陀螺仪、MPL3115A2压力传感器、FXOS8700CQ 3轴加速度计以及3轴磁力计和MMA9553L传感平台。FRDM-FXS-MULT2-B提供12轴传感和蓝牙无线通信功能,并兼容Android™应用 - NXP传感器融合工具箱。该板还由智能传感框架ISF支持。 特性 MKE06Z128VLK4 MCU - 48MHz、128KB闪存、16KB SRAM、80LQFP 按键输入、MMA8451Q加速度计、RGB LED 灵活的电源选择 - USB、外部电源 轻松访问MCU I/O IrDA发射器和接收器 CAN通...
发表于 11-06 09:07 24次 阅读
FRDM-FXS-MULT2-B NXP Semiconductors FRDM-FXS-MULT2-B Freedom开发平台

MAX86140EVSYS# MaximIntegratedMAX86140评估系统

Integrated MAX86140EVSYS评估系统允许快速评估MAX86140光学AFE。MAX86140支持标准SPI兼容接口,包括单个光学读出通道。该EVSYS支持灵活的配置,从而以最小的功耗优化测量信号质量。该评估系统可帮助用户快速了解如何配置和使用MAX86140。 特性 快速评估MAX86140 支持配置优化 有助于理解MAX86140架构和解决方案的策略 实时监控 数据记录功能 板载加速度计 蓝牙LE...
发表于 11-06 09:07 12次 阅读
MAX86140EVSYS# MaximIntegratedMAX86140评估系统

DS18B20U+T&R MaximIntegratedDS18B201Wire数字温度计

Integrated DS18B20分辨率可编程1-Wire数字温度计提供9位至12位摄氏温度测量,具有用户可编程的上下触发点报警功能。DS18B20器件具有独特的1-wire接口,与中央微处理器进行通信只需要一条数据线路(和接地)。 温度计由数据线路“寄生电源”供电,无需外部电源。每个DS18B20均具有唯一的64位串行代码,因此可以在同一条1-Wire总线上运行多个DS18B20。这允许一个微处理器控制分布在大面积范围内的众多DS18B20器件。典型应用包括暖...
发表于 11-05 17:07 20次 阅读
DS18B20U+T&R MaximIntegratedDS18B201Wire数字温度计

ICP-10110 TDK InvenSense ICP-101xx防水压力传感器

venSense ICP-101xx防水压力传感器基于MEMS电容技术,能够以极低功耗实现超低噪声,从而实现行业领先的相对精度、传感器吞吐量和温度稳定性。TDK InvenSense ICP-101xx压力传感器具有±1Pa的压力差测量精度,可实现低至8.5cm的高度测量差,还不到楼梯的一级台阶的高度。ICP-101xx在1Hz时仅消耗1.3µA电流,采用2mm x 2mm x 0.72mm的小型10引脚LGA封装,可实现1.5m防水。ICP-101xx非常适合用于移动电话、可穿戴健身监控、无人机以及电池供电的物联网 (IoT)。ICP-101xx提供业界领先的温度系数偏移±0.5Pa/°C。 特性 压力操作范围:30kPa至110kPa 噪声和电流消耗 10.4μA时为0.4Pa(ULN模式) 5.2μA时为0.8Pa(LN模式) 1.3μA时为3.2Pa(LP模式) 压力Ê...
发表于 11-05 17:07 20次 阅读
ICP-10110 TDK InvenSense ICP-101xx防水压力传感器

SKD-250-3 TE Connectivity SKD拉绳位移传感器

nectivity SKD拉绳位移传感器具有IP67防护等级、≥250,000小时的寿命周期以及8VDC至40V输入电压范围。SKD传感器有250英寸和400英寸行程范围可供选择,可实现现货供应的的线性位移传感器,非常适合用于从流动式建筑机械到液压升降台等各种应用。TE SKD拉绳位移传感器的工作温度范围为-40°C至+85°C,最大拉绳速度为60英寸/秒。 规范 行程范围:250英寸和400英寸 输入电压:8VDC至40VDC(取决于型号) 寿命周期:≥250,000 IP67防护等级 最大拉绳加速度:5g 最大拉绳速度:60英寸/秒 工作温度范围:-40°C至+85...
发表于 11-05 17:07 18次 阅读
SKD-250-3 TE Connectivity SKD拉绳位移传感器

FX293X-100A-0010-L TE Connectivity FX29压力称重传感器

nectivity FX29压力称重传感器具有6V额定电源电压、3mA工作电流以及50MΩ绝缘电阻。FX29压力称重传感器设计紧凑,具有较高的超量程能力,采用不锈钢外壳。与以前的称重传感器设计相比,这些称重传感器具有更精确的尺寸控制和更佳的性能。FX29压力称重传感器非常适合用于医用输液泵、电动工具、机器人和制造设备。 特性 紧凑型设计 mV或放大的模拟输出 可选的I2C数字接口 较高的超量程能力 低功耗 坚固的Microfused传感元件 不锈钢外壳 多个称重量程 规范 电源电压:5.25V至6V 额定电流:3mA 输入电阻:2.4kΩ至3.6kΩ 带宽:1.0kHz 睡眠模式电流:5µA 储存温度范围:-40°C至+85°C 应用 医用输液泵 模拟和数字秤 健身和运动器材 有效负载称...
发表于 11-03 15:10 18次 阅读
FX293X-100A-0010-L TE Connectivity FX29压力称重传感器

IAM-20381 TDK InvenSense IAM-20381 3轴MotionTracking加速度计

venSense IAM-20381 3轴MotionTracking加速度计具有片上16位ADC、1.71VDD至3.6V电压范围以及IC和SPI串行接口。该加速度计的用户可编程加速度计满量程范围为±2g、±4g、±8g和±16g。TDK InvenSense IAM-20381 3轴MotionTracking加速度计非常适合用于汽车应用,采用3mm x 3mm x 0.75mm小尺寸封装。 规范 片上16位ADC I2C和SPI串行接口 1.71VDD至3.6VDD工作电压 512字节FIFO(先进先出) 封装尺寸:3mm x 3mm x 0.75mm 满量程:±2g、±4g、±8g、±16g 应用 导航系统航位推算辅助功能 电梯门运动检测 汽车间和基础设施的准确定位 360º视角相机稳定功能 汽车报警器 远程信息处理 保险车辆追踪 框图...
发表于 11-03 15:04 16次 阅读
IAM-20381 TDK InvenSense IAM-20381 3轴MotionTracking加速度计

CH101-00ABR TDKInvenSenseCH101距离传感器

venSense CH101距离传感器是一款微型、超低功耗超声波飞行时间 (ToF) 距离传感器,基于Chirp获得专利的MEMS技术。CH101传感器采用系统级封装,将压电微机械超声换能器 (PMUT)与超低功耗片上系统 (SoC) 集成在微型、可回流焊的封装中。这些距离传感器速度很快,可以为距离最远1.2米的目标提供准确的距离测量。CH101距离传感器可检测多个物体,可在任何照明条件(包括全阳光)下工作,并提供毫米精度的距离测量。这些传感器具有运行高级超声波固件的低功耗微控制器、专用可编程距离中断引脚以及用于接收和发射的单个传感器。 CH101距离传感器的工作电压范围为1.62V至1.98V,需要60ms时间进行编程。这些距离传感器采用8引脚焊盘栅格阵列 (LGA) 封装,尺寸为3.5mm x 3.5mm x ...
发表于 11-02 12:06 26次 阅读
CH101-00ABR TDKInvenSenseCH101距离传感器

NHS3100/A1Z NXP Semiconductors NHS3100 NTAG SmartSensor

miconductors NHS3100 NTAG SmartSensor是一款集成IC,优化用于温度监控和记录。NHS3100包含嵌入式ARM Cortex-M0+微处理器,可让开发人员灵活地将器件集成到其专用的时间-温度积分器 (TTI) 解决方案中。NXP NHS3100还配有集成实时时钟 (RTC)、近场通信 (NFC) 接口、内部温度传感器和直接连接电池。NHS3100 NTAG SmartSensor IC高度集成,因此仅需极少外部元件即可支持有效的系统解决方案。 NH3100的集成闪存和EEPROM存储器可用于数据、事件记录以及时间和温度算法。凭借这些特性,不但可最大限度减少外部元件数量,还能降低BOM成本并缩短产...
发表于 11-02 12:06 24次 阅读
NHS3100/A1Z NXP Semiconductors NHS3100 NTAG SmartSensor

MAX30112EWG+T Maxim Integrated MAX30110/12脉搏血氧仪和心率AFE

Integrated MAX30110和MAX30112优化脉搏血氧仪和心率AFE是光学脉搏血氧饱和度和心率检测集成模拟前端 (AFE) 器件。MAX30110和MAX30112形成了具有高分辨率的完整光学读出信号链,设有内置环境光抵消的光学读出信号处理通道和大电流LED驱动器DAC。通过外部LED和光电二极管,该AFE可为腕式和可穿戴应用提供极低功耗和极高性能的心率检测解决方案。 特性 反射或透射式心率、心率变异性或SpO2监测 发射部分 接收部分 超低功耗运行,适用于移动和可穿戴设备 SPI接口 (MAX30110) I2C接口 (MAX30112) 支持1.8V单电源,设有独...
发表于 11-02 12:06 26次 阅读
MAX30112EWG+T Maxim Integrated MAX30110/12脉搏血氧仪和心率AFE

MAX86141ENP+T MaximIntegratedMAX8614x脉搏血氧仪和心率传感器

Integrated MAX86140和MAX86141光学脉搏血氧仪和心率传感器是一款光学数据采集系统,具有三个可编程大电流LED驱动器,经过配置可以驱动最多六个LED。两个MAX86140/1器件在主从模式下工作时,这些LED驱动器最多可驱动12个LED。MAX86140/1在接收器端设有低噪声信号调理模拟前端 (AFE)。另外,该传感器还包括一个19位ADC、一个行业领先的环境光抵消 (ALC) 电路以及一个栅栏检测和替代算法。该传感器具有低功耗、紧凑尺寸以及环境光抑制功能,因此非常适合用于脉搏血氧仪和心率检测等光学感应应用。 特性 完整的单通道、光学数据采集系统 内置算法进一步增强了快速环境瞬变抑制功能 用于透射和反射心率或SpO2监测的...
发表于 11-02 12:06 141次 阅读
MAX86141ENP+T MaximIntegratedMAX8614x脉搏血氧仪和心率传感器

DK-20602 TDK InvenSense DK-20602开发套件

venSense DK-20602用于ICM-20602 6轴运动传感器的开发套件可帮助开发人员快速评估和开发基于ICM-20602的解决方案。ICM-20602是一款高性能6轴运动传感器,结合了3轴陀螺仪和3轴加速度计。该套件的设计采用了Microchip G55 MCU,并设有板载嵌入式调试器,因此无需使用外部工具对G55 MCU进行编程或调试。嵌入式运动驱动器 (eMD) 可配置该平台的各个方面,包括满量程范围 (FSR)、输出数据速率 (ODR)、低功耗或低噪声模式以及传感器到主机接口(I²C、SPI)等ICM-20602传感器参数。MotionLink也是一款基于GUI的开发工具,可用于捕获和显示来自运动传感器的传感器数据。 特性 ICM-20602六轴运动传感器 阿特梅尔G55单片机与512KB闪存 车载嵌入式调试器进行编程调试 用于主机接口的USB连接器,支持软件调试和传感器数据记录 板电源通过USB供电 传感器融合 加速度计,陀螺仪 Android功能 游戏旋转矢量 重力 线性加速作用...
发表于 10-30 14:06 28次 阅读
DK-20602 TDK InvenSense DK-20602开发套件

FXTH871511DT1 NXP Semiconductors FXTH8715 胎压监测传感器(TPMS)

卡尔 FXTH8715 胎压监测传感器 (TPMS)是高度集成的 TPMS,并具有市场上最小的 7x7mm 的封装尺寸。这些器件具有最低的发射功耗(Idd 小于 8mA)。它们还具有目前市场上最大的内存(8kB)和独特的双轴加速度计结构。该 TPMS 解决方案集成了一个 8 位微控制器(MCU)、压力传感器、XZ 轴或 Z 轴加速度计和射频发射器。这些器件的测压范围为 100-1500kPa,支持中等和重型卡车、巴士和建筑车辆。TPMS 主要的市场驱动力是不断提高的安全和车队管理要求。 该TPMS解决方案集成了8位微控制器(MCU)、压力传感器、XZ轴或Z轴加速度计和射频发射机。 这些装置的压力范围为100-1500千帕,支持中型和重型卡车、公共汽车和建筑车辆。 这些TPMS市场主要是由改进的安全和车队管理要求驱动的。 特性 QFN7x7x2.2mm封装使可见焊点可以检查 压力范围100-1500kPa Z轴或双X Z轴加速度计 可提供加速度计标准或精度公差 高精...
发表于 10-30 11:06 39次 阅读
FXTH871511DT1 NXP Semiconductors FXTH8715 胎压监测传感器(TPMS)

MAX6652AUB+ Maxim Integrated MAX6443-MAX6452 Microprocessor Reset Circuits

西姆集成MAX6443-MAX6452低电流微处理器复位电路的特点是单一或双手动复位输入与一个延长的设置周期。 由于设置周期延长,短开关关闭(讨厌重置)被忽略。 在所有Maxim集成MAX644x和MAX645x微处理器复位电路上,当任何被监视的电源电压下降到其指定阈值以下时,复位输出断言。 其余输出保持为重置时间段(210ms类型。) 在所有被监视的供应超过其重置阈值之后。 复位输出是为复位超时周期(140ms分钟)断言的一次脉冲。) 当选定的手动重置输入保持在较低的设置时间周期。 这些Maxim集成设备忽略小于扩展设置超时周期的手动重置转换。 MAX6443-MAX6448是单固定电压微处理器监控器。 MAX6443/MAX6444有一个扩展的手动复位输入。 MAX6445和MAX6446有两个扩展的手动复位输入。 MAX6447/MAX6448有一个扩展和一个即时手动复位输入。 MAX6449-MAX6452设备有一个固定阈值微处理器主管和一个可调阈值微处理器主管。 MAX6449和MAX6450有两个延迟手动复位输入。 最大6451和最大6452设备有一个延迟和一个立即手动复位输入。 Maxim集成MAX644x/MAX645x设备是理想的使用在机顶盒,消费电子,DVD播放机等。 ...
发表于 10-30 11:06 32次 阅读
MAX6652AUB+ Maxim Integrated MAX6443-MAX6452 Microprocessor Reset Circuits