边缘智能的力量

为了支持数据收集的指数级增长，每天都在部署新的智能连接传感器和资产。这反过来又需要机器对机器（M2M）和物联网网络的创新，这些网络承载着大量的数据流，以减轻与在云中集中处理数据相关的成本和效率低下。未来的物联网网络必须采用分散的架构，其中原始数据的处理不是从云中开始，而是从网络边缘开始。

边缘智能化机遇

企业现在认识到，必须更高效地管理不断增长的数据流，以便优化信息利用率、降低成本和提高业务绩效。

如今，许多数据管理系统将云用作本地传感器和资产生成的每种类型的原始信号或数据输出的通用转储。在这种类型的高度集中的数据管理架构中，必须在云中或企业数据中心集中执行大量费力且昂贵的数据处理。这种方法有各种缺点：

在边缘节点与云或服务器之间回传数据的成本 – 流量费用按每字节收费。这些费用可能会迅速增加，尤其是在使用蜂窝网络时。

处理原始现场总线数据的云服务成本 – 这些数据通常来自专有的工业资产，必须转换为一种可以由基于互联网的平台更有效地处理的格式。

数据存储成本 –存储费用通常由云服务提供商按数据存储容量的每字节成本征收。云中积累的原始数据越多，存储成本就越高。

引入业务流程的延迟 –将数据上传到云，处理数据并生成决策，然后将决策传输回边缘节点需要时间。如果在当地进行处理，那么简单的决定（例如是否接受冷冻食品的交付，或者是否进行上门服务以交付或检查资产）通常可以更快地做出。

停机风险 –停机可能会禁用或损害本地业务流程。依赖于在云中运行的应用程序的每个决策或业务流程都容易受到边缘和云服务器之间链接中任何位置的故障的影响。互联网连接容易停机。如果由于网络故障而没有发生时间敏感的决定（例如是否接受冷冻食品的运输），则经济成本可能相当可观。

实际上，上游发送的大部分原始数据几乎没有价值。例如，运输易腐货物的货车内部温度的微小变化不需要任何决策或行动，因此卡车的物流应用程序不需要有关它们的数据。应用程序只需要知道何时违反了预设的最高和最低温度阈值。因此，在网络边缘捕获和筛选此类信息并在本地做出决策是有意义的，仅将可操作的数据和异常安全地传输到云中。

智能数据管理的机会

实现这种分散式架构需要在网络边缘使用智能数据管理系统。网络边缘的高效数据管理消除了对耗时的数据回程的需求，以及为业务决策准备数据所需的解析。

这就提出了一个问题，即如何交付硬件和软件平台，在物联网边缘实现智能，同时保持对云连接、服务和应用程序的内置支持。

在多技术系统产品的支持下，解决这个问题的一种方法是将智能构建到边缘的连接组件中。网关和嵌入式调制解调器在由可编程实时操作系统 （RTOS） 或应用程序开发工具链（如 ARM 的 Mbed 和 IBM 的 NodeRED）提供支持时，可以：

在本地实施和部署应用程序

支持在 IT 开发人员熟悉的环境中快速、直观的应用程序开发

提供一整套软件到云的连接，包括安全性和身份验证功能、基于标准的云中间件以及扩展部署所需的电信协议

面向 IT 专业人员的嵌入式应用程序开发

在电子工程领域，边缘的本地处理和智能的概念实际上并不是什么新鲜事。微控制器（MCU）是大多数嵌入式设备的核心组件，在过去三十年中，其功能一直在稳步增长，同时价格却大幅下降。如今的MCU能够处理复杂的信号处理、逻辑处理和图形处理任务，以及处理多个通信接口和硬件外设。

配备强大 ARM Cortex-M 处理器的 MCU 成本低至 1.50 美元，但能够执行基于规则的算法，并且能够运行复杂的操作系统，如 ARM Mbed 操作系统。此外，还需要在边缘处理传感器数据并将其传输到云所需的所有应用代码。

然而，如果要实现包含数十亿个连接事物的物联网的愿景，它就不能依赖于相对较小的电子设计工程师群体，他们在M2M通信和远程信息处理方面拥有丰富的经验，并且乐于在MCU的集成开发环境（IDE）中开发应用程序。能够本地控制事物并提供与云之间的高效数据传输管理的应用程序的快速开发必须可供数百万了解企业IT环境的Web开发人员，系统开发人员和计算机科学家访问。这些开发人员习惯于使用高级API进行编程，这些API提供对服务的直接访问，而不是AT命令，后者充当用于配置调制解调器和发送数据块的助记符，专有语言。

有一个生态系统来支持这种边缘智能开发模型，包括硬件、软件和无线连接。它包括基于 ARM Mbed 操作系统的可编程多连接 xDot 和经过 LoRaWAN 认证的多连接 mDot 系统级模块 （SoM），其视线范围可达 10 英里，建筑物内可达 3 英里。多连接蜻蜓结合了经过认证的移动网络运营商批准（MNO批准）的全球蜂窝许可频段技术，包括最近推出的蜻蜓纳米上的LTE-M和NB-IoT。

Mbed在目标设备（如多连接蜻蜓或LoRaWAN点模块）上运行的优势在于它降低了远程信息处理的复杂性。通过利用预先开发的 MultiTech 库（提供本机无线和电信中间件协议栈、传感器到云驱动程序和远程设备管理），企业计算专业人员可以利用更快、更简单的途径来设计 IoT 边缘应用程序。这种方法不需要嵌入式电子或LoRa/蜂窝无线领域的深厚专业知识，使企业开发人员能够专注于开发解决业务挑战的应用程序。

同样，多技术产品（如多连接导管可编程网关）支持 IBM 的 NodeRED 可视化开发工具。在这里，只需单击一个按钮即可简单地创建和部署应用程序。NodeRED 是一款直观的图形编程工具，非常适合快速原型设计，专为 IT 专业人员设计，旨在帮助他们在物联网网络边缘优化和扩展行为。

经济高效地扩展物联网实施的机会

对于当今越来越多的企业来说，资源和精力都用于数据收集而不是数据处理。高度集中的数据管理系统导致错失业务流程改进的机会，并导致大量不必要的运营费用。

通过将智能整合到物联网网络边缘的设备中，企业可以快速加速流程，降低数据存储和数据传输成本，并提高系统弹性。

这种方法需要部署智能网关和调制解调器，以支持IT友好的开发生态系统，如ARM Mbed OS。

审核编辑：郭婷