圖4 | cratus/fujitsu BlueBrain傳感器平臺包含了一系列傳感器和執(zhí)行器, 以及 MCU、通信和固件框架,被用來為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序創(chuàng)建一個快速的概念驗證。
在去年((2017年6月)的傳感器博覽會上 , CRATUS 和富士通通過將兩個BlueBrian傳感器平臺和 Microsoft HoloLens 耳機, 展示了一個薄霧計算的例子。 這種擴增實境(AR)的應(yīng)用使用了來自 BlueBrain 平臺的傳感器數(shù)據(jù), 直接覆蓋在透過全息透鏡所看到的視覺上, 并在 Cortex M4處理器上實現(xiàn), 沒有額外的邊緣、手持或云計算。 這個例子說明了在工業(yè)環(huán)境中如何提供反饋和控制。在這種環(huán)境中, 視野的復(fù)雜性使得很難區(qū)分因果關(guān)系。 這種系統(tǒng)直接支持人與機器的合作, 并減少危險環(huán)境中的不安因素。
自尋煩惱么?
云平臺隨處可見, 所以人們可能會問:"何苦自尋煩惱呢?" 。 最近的研究提供了一些佐證: 在通訊、電力以及隱式存儲成本等方面都有節(jié)約。 在 IEEE 最近的一篇文章[5]中, Markakis 等人比較了從純云到純邊緣的三種不同方法, 證明了這一方式可以節(jié)省大量的資金。
使用靠近傳感器的計算資源可以獲得類似的好處。 在這種情況下, 通信通常是無線的, 因此除了帶寬的好處之外, 還將減少預(yù)計部署的數(shù)十億裝置的無線電頻率噪聲和干擾。
為什么不只是云?
主要原因如下:
- Latency 網(wǎng)絡(luò)延遲
- Privacy 隱私
- Security 安全
- Reliability 可靠性
- Critical infrastructure 關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施
- Persistent connection 持久的連接
- Storage and retrieval cost 存儲和檢索成本
網(wǎng)絡(luò)延遲是從傳感器到云的往返時間。 由于通信系統(tǒng)存在著不確定性,那么數(shù)據(jù)中心離云服務(wù)器多遠合適? 云服務(wù)器是否負載過多? 對于時間緊迫的情況來說, 純粹的云服務(wù)或許并不是最理想的。
數(shù)據(jù)隱私是另一個很大的問題。 敏感的商業(yè)信息可能嵌入到數(shù)據(jù)中, 競爭者可以通過訪問這些數(shù)據(jù)獲得優(yōu)勢。 如果一個掠奪者在股票市場上獲得洞察力并使用它會是怎樣情形?
任何時候, 安全都是永恒的話題。 如果數(shù)據(jù)被發(fā)送到一個遠程位置進行分析和存儲, 那么系統(tǒng)輸入就會比邊緣設(shè)置多得多。 如果數(shù)據(jù)涉及關(guān)鍵的操作信息, 操作或企業(yè)的整體安全性可能會受到影響。
云解決方案的可靠性較低。 在外界條件相同的情況下, 更多的設(shè)備意味著更低的可靠性。
目前需要評估關(guān)鍵行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的脆弱性,這可能是政府必須做的事情, 并且應(yīng)該有相應(yīng)的罰款和其他的處罰措施。
持久連接可能并不總是可用的。 當(dāng)云在某段時間100%不可用時會發(fā)生什么?
發(fā)送到云端的不必要數(shù)據(jù)和信息在電力和通信方面有成本, 而且存儲和檢索(通信及訪問)也是需要成本的。
薄霧計算
當(dāng)前多數(shù)的 IoT 和 IIoT 解決方案是一維的, 通常用于處理一個需求或用戶用例。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的真正好處在于多個系統(tǒng)的合作(要點是互操作性), 以獲得更大的前景。 對于全部的使用場景而言, 難以在云中全部完成。 霧技術(shù)和薄霧計算裝置需要更多的靈活性,必須對在初始部署后很長時間內(nèi)提供對附加功能的開放。
微控制器的能力日益強大, 以及在軟件定義傳感器方面的最新進展[6],可能暫時難以把握當(dāng)前市場上的薄霧計算能力, 就像在早期的手機市場上很難把握智能手機一樣。
理解未來體系結(jié)構(gòu)的一個較好例子是目前推出的車對車和車對基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)系統(tǒng)。 這個基礎(chǔ)設(shè)施看起來像云, 但是車輛之間會相互通信, 并且在沒有基礎(chǔ)設(shè)施參與的情況下做出決策,這些都是霧計算裝置。 進一步,如果汽車中的單個 ECU 也能在不考慮整個汽車系統(tǒng)的情況下做出決策,決定它們自己的子系統(tǒng)動作,這就是薄霧計算了。
References
1.“Internet of Things Leaders Create Open Fog Consortium to Help Enable End-to-End Technology Scenarios for the Internet of Things.” (2015, November 19). https://iotbusinessnews.com/2015/11/19/80306-internet-of-things-leaders-create-openfog-consortium-to-help-enable-end-to-end-technology-scenarios-for-the-internet-of-things/.
2.McMillin, Bruce et al. (2017, February). “Fog Computing for Smart Living.” IEEE Computer Magazine, Vol 50, No 2, page 5.
3.Wald, Matthew L. (2010, July 31). “For No Signs of Trouble, Kill the Alarm.” New York Times. http://www.nytimes.com/2010/08/01/weekinreview/01wald.html.