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万物智联,基于函数计算的阿里云物联网边缘计算应用解读

简介:

当下,物联网的发展正以指数级的速度在增长。根据Gartner的预测数据,物联网智能设备的数量在2020年将达到200亿,如何处理物联网发展带来的海量数据处理以及日趋复杂的智能计算需求,成为了许多企业要面对的难题。

在传统的云计算模型中,所有设备产生的数据都要被推送到集中式云以便进行存储、分析和决策,然后再将结果传回给设备。这不可避免地会遇到以下几个问题:
1)海量数据的传输需要消耗大量网络基础设施、云基础设施以及本地设备的资源。
2)网络传输必然存在延迟,一些对延时敏感的业务会受到影响。
3)在网络不可用的情况下,云计算模型无法正常工作。
在此背景下,诞生了边缘计算。它充分利用设备本身的计算能力,在设备本身附近收集并处理数据,可以降低设备与云端之间传输数据所需的网络带宽,得到更快的相应速度,以及其它一些相应的好处。


阿里云物联网边缘计算及优势

2018年,阿里云推出了首个IoT边缘计算产品Link Edge,将阿里云在云计算、大数据、人工智能的优势拓宽到更靠近端的边缘计算上,打造云、边、端一体化的协同计算体系。利用Link Edge,开发者能够轻松将阿里云的边缘计算能力部署在各种智能设备和计算节点上,如车载中控、工业流水线控制台、路由器等。此外,Link Edge支持包括Linux、Raspberry Pi等在内的多种环境。

阿里云函数计算在物联网边缘计算中的应用

现在,Link Edge与函数计算的结合,使得阿里云在边缘端的计算能力更加强大。它的核心价值在于将云端函数计算功能扩展到边缘端,把计算能力下沉到边缘设备端,并提供通用计算框架,使得开发者可以很方便地在云端创建函数,然后快速部署到边缘端设备运行;使边缘端设备产生的数据可以就近处理,减少数据传输量、节约成本,并可以极大地提升数据处理的实时性。同时,在网络不稳定的情况下,边缘端也能在本地保持通信并正常工作。Link Edge与函数计算的结合使得其在多个领域都能发挥极大的作用。
具体的用户使用场景如下图所示:

image

  1. 在函数计算(FunctionCompute)云端控制台中创建函数
  2. 在IoT云端控制台中创建产品、设备以及分组,并配置好
  3. 将在函数计算中创建的函数(后面简称为函数)绑定到IoT云端已创建好的分组
  4. 将IoT云端的整个分组一键部署到边缘端网关及设备中去
  5. 触发函数在边缘端运行

通过这几步简单的流程,就可以将云端的函数部署到边缘端并运行。在整个过程中,用户所有的操作几乎都在云端进行,不需要手动连接到各台边缘设备去部署,省去了现场作业的麻烦。至于在边缘端触发函数运行,既可以由云端主动发送指令触发,也可以通过在边缘端监听边缘设备状态、信号,设置定时器等方式来触发。
在边缘端设备组,网关设备充当整个设备组的大脑,它通过局域网与其他边缘端设备互联。边缘网关负责监听其它边缘设备发送过来的各种信号、运行函数、反馈运行结果并通知/控制边缘设备,它还负责了与云端的通信。在部署完成后,边缘分组不一定要一直保持与云端的连接才能正常工作。即使断开与云端的连接,边缘网关与边缘设备依然能够正常运作,并缓存需要发送到云端的数据,等到与云端的网络连接恢复后再进行发送。因此,LinkEdge可以适用于多种网络不稳定的场景。
在边缘端设备适配性方面,函数计算的运行环境被包装在docker镜像中,只要该设备能够支持运行docker,便能够运行函数。借由docker的广泛适配性以及对设备的低要求(只要求很少的RAM与ROM),函数可以在多种设备中运行,包括路由器、Raspberry Pi、以及各种嵌入式设备等。目前边缘端函数计算支持了NodeJS8与Python3的运行环境,以后还将支持更多运行环境,为更多开发者提供更方便、快捷、稳定、安全、易用的通用计算平台。
在当前整个物联网飞速发展的大环境下,边缘计算将占据越来越重要的作用。阿里云通过将LinkEdge与函数计算相结合,将计算能力下沉到边缘端、并提供了通用的边缘端计算平台,将在农业、能源、制造、建筑、医疗、汽车、金融等多个领域发挥重大作用。

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