技术干货丨MixIOT智慧工业核心引擎 —— 边缘计算

【摘要】：关于边缘计算的话题满处都有，好像现在大家都认为，不跟边缘计算沾点边，就不算高科技。智物联在边缘计算方面做了一些尝试，比如前面介绍过的动态配载，动态配载可以部署在如来方略柜的Apieco上，这就是边缘计算的形式。

关于边缘计算的话题满处都有，好像现在大家都认为，不跟边缘计算沾点边，就不算高科技。智物联在边缘计算方面做了一些尝试，比如前面介绍过的动态配载，动态配载可以部署在如来方略柜的Apieco上，这就是边缘计算的形式。

边缘计算的准确定义我们就不去纠结了，但其核心的意思，就是把计算放到对象尽可能近的地方，不是放在云端或者远端。先说一下MixIOT的边缘计算是怎么回事，首先要分清楚两个要点：
第一，边缘计算是针对某个特定对象、围绕一个特定目标或特定要求的计算；
第二，这个计算对这个特定对象来说，是一个外部的计算。

怎么理解边缘计算是外部的计算？首先得弄明白什么是内部计算。比如，一台燃气热水锅炉负责给整个酒店提供热水，锅炉有自己的控制器。控制器负责采集锅炉传感器的数据，对锅炉燃烧室的温度、压力、进水、储水、出水、水温、压力、引风机频率、风量、燃气蝶阀开度多少等形成一个闭环的控制。司炉工只需要在锅炉控制器上设定好锅炉的工作参数，例如水位要到多高、水温要烧到多少度等，控制器就根据这个设定的参数来计算什么时候需要进水，炉温要烧到多少度，燃气阀门要开到多大等。

请注意，在上述过程中，控制器是通过司炉工在控制器上的设定值来计算出其他的数据，所以，锅炉控制器做的事情就是完成一个自身闭环的控制，这个计算就是内部的计算。它有自己的逻辑，控制器就照这个逻辑来计算就行了。控制器的计算，是不会去管司炉工为什么会这样设定水位炉温，以及这样设定对不对这些问题的。

但是，酒店供应热水的实际情况是很复杂的，入住了多少客人、入住率多少、每个房间住了几个人、这些人什么时候用热水、是洗脸还是洗澡、是泡澡还是淋浴、是洗三分钟还是洗半小时、每个客人洗澡的时候是用多少度的热水等，这些问题别说司炉工了，就是酒店经理也没法全都知道。

那么，到底应该把水位和水温设定到多少，才能既保证任何时候任何情况下客人都有足够的热水用，又能最大程度地节省燃气呢？假如能通过计算得到答案的话，那么这些计算又该由谁来承担呢？很显然，锅炉自己不可能进行这些计算，至少目前是不可能的。这个计算，需要在锅炉之外进行，但是又不能离开锅炉太远，这就是所谓的边缘计算了。

边缘计算结果：
还是接着上面的例子来说。我们用一个Apieco来作为边缘计算的载体，如图-1所示。

边缘计算

图-1 Apieco对接锅炉控制器

Apieco对接锅炉控制器，从控制器采集锅炉的运行参数和控制器的设定参数。我们先不去管怎么计算，来看看计算的结果是什么。计算的结果，其实就是一个让锅炉控制器调整的方案，如图-2所示。这里说的调整，是调整两个东西：一个是控制器的设定值，一个是控制器的运行参数值。

边缘计算

图-2 锅炉控制器调整的方案

也就是说，边缘计算的结果，就是告诉锅炉控制器说，我（边缘计算）重新算了一下，有个更好的方法来调节参数，你（锅炉控制器）按这个来调整。

这就是边缘计算的结果了。边缘计算的目的，就是把计算结果变成一个反向控制指令，让对象执行这个指令。现在你应该明白了，为什么计算要在“边缘”了吧，因为计算的结果需要马上要用起来。

与边缘计算结果相关的反向控制范围，我们在前面的章节里也做过介绍，边缘计算最终落脚到反向控制，而这个控制仍然是干涉型的，并不会改变对象自身原来的控制逻辑。

边缘如何计算：
在刚才这个例子里面，边缘计算是这样做的：
1、把对象当前的设定弄清楚，如水位，水温等；
2、把对象当前的运行参数弄清楚，如风机频率、阀门开度等；
3、把计算依据弄清楚；
4、把计算目标弄清楚，最节省燃气；
5、把约束条件弄清楚，保证任何时候任何情况都有足够的热水；
6、把输出结果弄清楚，水位、水温、阀门开度、风机频率等。

剩下的，就是需要确定两个很重要的东西：计算周期和计算结果输出周期。

计算周期和计算结果输出周期，这两个可以是一回事，也可以不是一回事。所谓计算周期，比如30分钟，并不是指30分钟计算一次，而是计算的时候，只用到最近30分钟的数据，像两个小时前的那些数据就不去管了；计算结果输出周期，比如5分钟，就是说，不管用多久以来的数据，不管怎么算，每5分钟输出一次计算结果。

边缘计算载体：
上面说的边缘计算是个外部计算，那就一定需要一个能计算的载体，Apieco就是这样的一个载体。边缘计算载体的形式没有什么硬性规定，只要有算力，能跟对象交互就可以。

那么，我们重新来定义边缘计算的话，就可以这样说：一个对象，使用与之相连的计算载体，来实现围绕某个特定目标的外部计算。

边缘计算的MixIOT支持：
边缘计算本身是一个独立的东西，就是在边缘计算载体上的一个或一组计算程序，这个载体放在这个对象旁边，这样方便跟这个对象的数据交互。我们只需要记住四句话：
● 所有的数据都来自对象；
● 所有计算的依据就是这些数据；
● 所有的计算都在载体里面完成；
● 所有的计算结果都反馈给对象。

这差不多就是边缘计算应用的全貌了。

一个边缘计算项目的难度，其实就是它计算的难度。而一个边缘计算的客观限制，就是这个计算载体算力和算法的限制、数据来源的限制。智物联MixIOT体系下的边缘计算，是可以提供MixIOT支持的，这里说的支持，是数据的支持，或者是承担一部分计算结果。

我们回到前面那个燃气热水锅炉的例子。假如这个城市里面有100家酒店的燃气热水锅炉都用了MixIOT物联网，那么每个锅炉的数据就都在MixIOT里面。

如果说，边缘计算自己可以算出下面的数据（见图-3）：

边缘计算