久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

作者：中國科學(xué)院沈陽自動化研究所 李棟

1　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）在2000年提出時，被認為是21世紀的革命性技術(shù)，但發(fā)展緩慢。這其中雖有技術(shù)原因，但并非主要因素，阻礙WSN發(fā)展的深層次原因有三個方面：

其一，技術(shù)分散化。以短距離通信技術(shù)為例，就有5大類，幾十種技術(shù)之多，性能指標(biāo)各異，很難出現(xiàn)一個能滿足各種需求的統(tǒng)一化技術(shù)。

其二，產(chǎn)業(yè)碎片化。物聯(lián)網(wǎng)終端的產(chǎn)品形態(tài)各異，種類成千上萬。

其三，應(yīng)用的個性化。如智能制造對于高可靠、低延遲、實時分析與控制的需求，智慧城市對于海量接入、大跨度時空尺度數(shù)據(jù)融合分析、多用戶群體的需求，農(nóng)業(yè)對于廣覆蓋、低成本、可追溯的需求，醫(yī)療對于大數(shù)據(jù)、知識庫、實時推理分析的需求。

個性化應(yīng)用的特性顯著，帶來的問題是我們針對某個應(yīng)用需求所提供的技術(shù)和產(chǎn)品解決方案難以復(fù)制、難以應(yīng)用推廣，從而極大地阻止了產(chǎn)業(yè)推廣，導(dǎo)致目前物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用中，形成了隨處可見的煙囪式格局，大量信息孤島，做每個應(yīng)用的時候都需要針對應(yīng)用的定制化開發(fā)， 導(dǎo)致綜合應(yīng)用部署、開發(fā)周期長，難以復(fù)用，需求變化響應(yīng)能力差。

2　迎接邊緣計算

針對以上問題，我們認為通過邊緣計算可以通過“兩擴展、一集中”來擺脫物聯(lián)網(wǎng)困境。“兩擴展”即擴展上下游、擴展橫向關(guān)聯(lián)；“一集中”即中間平臺化集中。包括傳感（輸入）、執(zhí)行（輸出）、計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲在內(nèi)的資源池，通過邊緣計算的開放平臺實現(xiàn)跨域綜合應(yīng)用。

（1）擴展一：資源的虛擬化

針對產(chǎn)品、技術(shù)的碎片化，將異構(gòu)的感知、傳輸、存儲、計算資源，進行抽象描述，虛擬化成統(tǒng)一的資源環(huán)境，屏蔽底層細節(jié)，可以統(tǒng)一編程。

（2）擴展二：關(guān)聯(lián)的語義化

針對個性化應(yīng)用，構(gòu)建具有統(tǒng)一語義的信息空間。語義是數(shù)據(jù)的含義及相互關(guān)系，通過語義關(guān)聯(lián)實現(xiàn)應(yīng)用的可移植、可復(fù)用。

（3）集中：管控的平臺化

以O(shè)S的模式實現(xiàn)對資源與應(yīng)用的統(tǒng)一管控，包括：感知、計算、存儲、通信資源管理；語義模型的管理；應(yīng)用編程環(huán)境；應(yīng)用市場。

從智能制造的角度來說，邊緣計算是融合網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的各種嵌入式終端（傳感器、控制器、執(zhí)行器）的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)通信能力，構(gòu)建統(tǒng)一開放的網(wǎng)絡(luò)化計算平臺，支撐泛在化感知與控制應(yīng)用。下面即以一具體的應(yīng)用案例闡釋邊緣計算的價值。

油田對維護國家石油戰(zhàn)略安全意義重大 ，我國油田開發(fā)普遍進入中后期階段，面臨著含水率高，注采優(yōu)化周期長，能效低等問題，向智慧油田轉(zhuǎn)型升級需求迫切。油田生產(chǎn)全流程覆蓋勘探、鉆井/測井/錄井、生產(chǎn)作業(yè)、開發(fā)評價以及工程等環(huán)節(jié)。當(dāng)前油田各環(huán)節(jié)分析的進行由人來驅(qū)動，并負責(zé)各環(huán)節(jié)信息的傳遞，基于科室的業(yè)務(wù)劃分，形成煙囪式業(yè)務(wù)分析模式 ，導(dǎo)致當(dāng)前油田優(yōu)化周期較長，為半年至一年。

本案例中對油田作業(yè)動態(tài)數(shù)據(jù)采用OPC-UA進行統(tǒng)一規(guī)范、靜態(tài)數(shù)據(jù)采用語義映射模塊（sM）來進行數(shù)據(jù)語義標(biāo)注；對OPC-UA和sM信息進行邏輯抽象，形成原子邏輯節(jié)點；在虛擬資源池中提供基于業(yè)務(wù)的分組模板，以提升使用效率；對外提供統(tǒng)一操作接口。構(gòu)建油田邊緣優(yōu)化平臺，實現(xiàn)對油田跨域信息的綜合分析。

通過搭建邊緣側(cè)分析平臺，縮短油水井工況調(diào)整周期為實時、基于油藏精細描述的注水優(yōu)化策略為每周（對比傳統(tǒng)每年）小規(guī)模試驗表明，通過實時油藏管理，實現(xiàn)采油、注水、集輸?shù)膶崟r協(xié)同優(yōu)化，采收率提升2.3%，節(jié)能30%。

3　邊緣計算技術(shù)體系

邊緣計算的技術(shù)體系如下圖所示。

從通信接入、網(wǎng)絡(luò)傳輸、計算與管理、服務(wù)提供四個層次來看，TSN、5G/NB-IOT、無線共存、SDN、OPC-UA、虛擬化、資源語義化、大數(shù)據(jù)存儲與管理認知計算及基于情景的服務(wù)混搭等技術(shù)成為邊緣計算未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

（本文整理自李棟在“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算研討會”上的報告）

摘自《自動化博覽》2018年4月刊