技術干貨丨MixIOT智慧工業核心引擎 —— 邊緣計算

【摘要】：關于邊緣計算的話題滿處都有，好像現在大家都認為，不跟邊緣計算沾點邊，就不算高科技。智物聯在邊緣計算方面做了一些嘗試，比如前面介紹過的動態配載，動態配載可以部署在如來方略柜的Apieco上，這就是邊緣計算的形式。

關于邊緣計算的話題滿處都有，好像現在大家都認為，不跟邊緣計算沾點邊，就不算高科技。智物聯在邊緣計算方面做了一些嘗試，比如前面介紹過的動態配載，動態配載可以部署在如來方略柜的Apieco上，這就是邊緣計算的形式。

邊緣計算的準確定義我們就不去糾結了，但其核心的意思，就是把計算放到對象盡可能近的地方，不是放在云端或者遠端。先說一下MixIOT的邊緣計算是怎么回事，首先要分清楚兩個要點：
第一，邊緣計算是針對某個特定對象、圍繞一個特定目標或特定要求的計算；
第二，這個計算對這個特定對象來說，是一個外部的計算。

怎么理解邊緣計算是外部的計算？首先得弄明白什么是內部計算。比如，一臺燃氣熱水鍋爐負責給整個酒店提供熱水，鍋爐有自己的控制器。控制器負責采集鍋爐傳感器的數據，對鍋爐燃燒室的溫度、壓力、進水、儲水、出水、水溫、壓力、引風機頻率、風量、燃氣蝶閥開度多少等形成一個閉環的控制。司爐工只需要在鍋爐控制器上設定好鍋爐的工作參數，例如水位要到多高、水溫要燒到多少度等，控制器就根據這個設定的參數來計算什么時候需要進水，爐溫要燒到多少度，燃氣閥門要開到多大等。

請注意，在上述過程中，控制器是通過司爐工在控制器上的設定值來計算出其他的數據，所以，鍋爐控制器做的事情就是完成一個自身閉環的控制，這個計算就是內部的計算。它有自己的邏輯，控制器就照這個邏輯來計算就行了。控制器的計算，是不會去管司爐工為什么會這樣設定水位爐溫，以及這樣設定對不對這些問題的。

但是，酒店供應熱水的實際情況是很復雜的，入住了多少客人、入住率多少、每個房間住了幾個人、這些人什么時候用熱水、是洗臉還是洗澡、是泡澡還是淋浴、是洗三分鐘還是洗半小時、每個客人洗澡的時候是用多少度的熱水等，這些問題別說司爐工了，就是酒店經理也沒法全都知道。

那么，到底應該把水位和水溫設定到多少，才能既保證任何時候任何情況下客人都有足夠的熱水用，又能最大程度地節省燃氣呢？假如能通過計算得到答案的話，那么這些計算又該由誰來承擔呢？很顯然，鍋爐自己不可能進行這些計算，至少目前是不可能的。這個計算，需要在鍋爐之外進行，但是又不能離開鍋爐太遠，這就是所謂的邊緣計算了。

邊緣計算結果：
還是接著上面的例子來說。我們用一個Apieco來作為邊緣計算的載體，如圖-1所示。

邊緣計算

圖-1 Apieco對接鍋爐控制器

Apieco對接鍋爐控制器，從控制器采集鍋爐的運行參數和控制器的設定參數。我們先不去管怎么計算，來看看計算的結果是什么。計算的結果，其實就是一個讓鍋爐控制器調整的方案，如圖-2所示。這里說的調整，是調整兩個東西：一個是控制器的設定值，一個是控制器的運行參數值。

邊緣計算

圖-2 鍋爐控制器調整的方案

也就是說，邊緣計算的結果，就是告訴鍋爐控制器說，我（邊緣計算）重新算了一下，有個更好的方法來調節參數，你（鍋爐控制器）按這個來調整。

這就是邊緣計算的結果了。邊緣計算的目的，就是把計算結果變成一個反向控制指令，讓對象執行這個指令。現在你應該明白了，為什么計算要在“邊緣”了吧，因為計算的結果需要馬上要用起來。

與邊緣計算結果相關的反向控制范圍，我們在前面的章節里也做過介紹，邊緣計算最終落腳到反向控制，而這個控制仍然是干涉型的，并不會改變對象自身原來的控制邏輯。

邊緣如何計算：
在剛才這個例子里面，邊緣計算是這樣做的：
1、把對象當前的設定弄清楚，如水位，水溫等；
2、把對象當前的運行參數弄清楚，如風機頻率、閥門開度等；
3、把計算依據弄清楚；
4、把計算目標弄清楚，最節省燃氣；
5、把約束條件弄清楚，保證任何時候任何情況都有足夠的熱水；
6、把輸出結果弄清楚，水位、水溫、閥門開度、風機頻率等。

剩下的，就是需要確定兩個很重要的東西：計算周期和計算結果輸出周期。

計算周期和計算結果輸出周期，這兩個可以是一回事，也可以不是一回事。所謂計算周期，比如30分鐘，并不是指30分鐘計算一次，而是計算的時候，只用到最近30分鐘的數據，像兩個小時前的那些數據就不去管了；計算結果輸出周期，比如5分鐘，就是說，不管用多久以來的數據，不管怎么算，每5分鐘輸出一次計算結果。

邊緣計算載體：
上面說的邊緣計算是個外部計算，那就一定需要一個能計算的載體，Apieco就是這樣的一個載體。邊緣計算載體的形式沒有什么硬性規定，只要有算力，能跟對象交互就可以。

那么，我們重新來定義邊緣計算的話，就可以這樣說：一個對象，使用與之相連的計算載體，來實現圍繞某個特定目標的外部計算。

邊緣計算的MixIOT支持：
邊緣計算本身是一個獨立的東西，就是在邊緣計算載體上的一個或一組計算程序，這個載體放在這個對象旁邊，這樣方便跟這個對象的數據交互。我們只需要記住四句話：
● 所有的數據都來自對象；
● 所有計算的依據就是這些數據；
● 所有的計算都在載體里面完成；
● 所有的計算結果都反饋給對象。

這差不多就是邊緣計算應用的全貌了。

一個邊緣計算項目的難度，其實就是它計算的難度。而一個邊緣計算的客觀限制，就是這個計算載體算力和算法的限制、數據來源的限制。智物聯MixIOT體系下的邊緣計算，是可以提供MixIOT支持的，這里說的支持，是數據的支持，或者是承擔一部分計算結果。

我們回到前面那個燃氣熱水鍋爐的例子。假如這個城市里面有100家酒店的燃氣熱水鍋爐都用了MixIOT物聯網，那么每個鍋爐的數據就都在MixIOT里面。

如果說，邊緣計算自己可以算出下面的數據（見圖-3）：

邊緣計算