基于边缘计算的KNX应用
內容來源:2021年10月23日,由邊緣計算社區主辦的全球邊緣計算大會·上海站圓滿落幕。會上,上實龍創邊緣計算研發總監唐俊杰受邀發表了主題為《基于邊緣計算的KNX應用》的演講。
分享嘉賓:上實龍創 唐俊杰
整理編輯:北京理工大學? 侯彪
出品:邊緣計算社區
唐俊杰:先簡單介紹一下,我來自上海上實龍創智能科技股份有限公司,公司主要從事邊緣計算軟硬件一體化的整體解決方案。我今天分享的題目是:基于邊緣計算的KNX應用,主要介紹實際的邊緣計算應用場景。
1.
邊緣計算
談及邊緣計算,我們認為邊緣計算是基于物聯網的大環境應運而生的。在物聯網時代,我們提出了萬物互聯,設備聯網,全面感知等概念。物聯網產生大量的數據需要及時處理,傳統云計算模式無法滿足海量數據的處理需求,因而將計算能力下沉到邊緣,基于此動機,邊緣計算順勢而生。談到感知,我們認為感知是金字塔模式,如同人類認知過程一樣,從最基本的符號型象形文字開始,逐步從低級模式走向高級模式,最終發展成為智慧。感知的基礎是數據。
通過回答who,what,where和when等問題,掌握一些信息,然后回答how的問題,就逐漸理解知識的概念。逐步向上提問,當提問why的時候就開始學會思考,意識到智慧了。在感知金字塔模式下,逐步由“less Important”走向“More Important”,到達頂峰,變得智慧。如同形容小孩子一樣,這個小孩子很聰明,但用“智慧”形容小孩子感覺就完全不一樣了。透過現象看本質,從不同角度去理解數據,使數據更有價值,產生智慧,展現其優勢。
在這里,我要和大家分享一些邊緣計算的數據。數據來源于著名咨詢調研公司Marketandmarkets和賽迪顧問,從數據可知,2025年全球邊緣計算的市場規模達到157億美元,2021年中國的邊緣計算市場規模將達到325億人民幣。這些數據備受關注,去年整個行業對邊緣計算的市場規模年復合增長率是26%左右,但今年已經突飛猛進到34.1%。它基本涵蓋了整個邊緣計算行業,包括產品形態的劃分:硬件,軟件,服務,以及邊緣計算平臺等。隨著越多越多性能各異的智能設備涌現,比如邊緣網關、邊緣控制器,邊緣智能傳感器等,邊緣計算硬件產品將逐漸占據最大的市場份額。
我們使用邊緣計算社區的吉祥物“章魚”來做說明,可以形象地描述邊緣計算,讓人印象深刻。
章魚擁有巨量的神經元,但60%分布在章魚的八條腿(腕足)上,腦部僅有40%。章魚在捕獵時異常靈巧迅速,腕足之間配合極好,從不會纏繞打結。這得益于它們類似分布式計算的“多個小腦+一個大腦”。
邊緣計算就像章魚的各個觸手,在獨立地完成邊緣側的數據存儲、計算、處理任務的同時,將有用必要的數據傳輸到云端,云端亦可下達各類數據與指令到邊緣側執行。章魚就是通過多小腦加一大腦的思考模式,將計算能力下沉,達到云邊協同的目的。
接下來向大家分享最新的邊緣計算成熟度曲線圖,來源于Gartner。
從圖中可知,未來2-5年內成熟的主要技術有:邊緣側低代碼開發、邊緣分析、邊緣的AI軟硬件以及5G技術;在未來5-10年內成熟的主要技術有:分布式云、邊緣安全、數據傳輸和邊緣設備、以及邊緣P2P等內容。此外,邊緣側協同也是非常重要的范疇。
邊緣計算的優勢是什么呢?
首先,因為末端設備數量龐大,邊緣計算能夠有效降低成本與功耗。其次,邊緣計算支持實時交互,效率高,可以極大地提升用戶體驗。最后,邊緣位于最接近數據的末端,在互動性、延時性以及數據安全性方面具有無可比擬的優勢。邊緣計算無處不在,結合企業優勢和情況,我們展示了一些邊緣計算的應用場景,諸如數字樓宇、醫藥制造、水務環境、智能家居與數據中心等應用。
2.
什么是KNX
1999年5月,KNX由歐洲三大總線協議EIB、BatiBus和EHSA聯合提出。該協議以EIB為基礎,兼顧了多種配置模式中的優點,提供了家庭、樓宇自動化的完整解決方案。KNX總線是獨立于制造商和應用領域的系統,所有的總線設備均可連接KNX介質進行信息交換,不需要額外的控制中心,支持預先設置的控制參數實現相應的系統功能。
KNX拓撲結構多元化,支持靈活組網,是唯一全球性的住宅和樓宇控制標準,普及范圍廣。與其他行業標準不同,KNX由協會組織的。目前全球擁有超過30000名KNX認證的工程師分布在110個國家。此外,KNX組織認證成員也有一些業內著名的公司,如ABB、施耐德、羅格朗等。當然,上實龍創公司也是KNX組織的成員之一。
統一技術標準有助于推動行業發展。目前,KNX已經是智能行業的世界性標準,包含歐洲、美國與中國的標準等。KNX是一個組織,所有相關活動都是由KNX協會負責,比如產品測試、工程師認證等;所有KNX產品均執行一個KNX標準,驗證達標后方可銷售;統一使用ETS軟件調試KNX產品。
KNX具備哪些優勢呢?
首先是穩定性,目前KNX在歐洲成功應用了20多年,在全球積累了上萬個項目的經驗,因此是非常穩定的。其次,KNX系統特別靈活,容易修改和擴展。KNX是分布式的,結合邊緣計算概念將KNX程序部署在產品面板、傳感器與執行器等邊緣位置就能實現遠程控制,是一個不依賴于云的分布式的就近處理的閉環系統。
此外,就兼容性而言,KNX無廠家之間的兼容性問題,部署新產品非常容易,不會受品牌綁定影響。最后,KNX還具有開放性、廣泛性等優勢,作為一個住宅樓宇控制領域世界性的開放標準,行業里有近三百多家廠商能提供全兼容性產品,將近七千多種,所有產品能夠完全兼容互聯互通。
如何做好KNX與邊緣計算融合的工作?
以大家熟悉的微信為例,微信是解決人與人之間的聯網。那么能否將微信的思維模式用到KNX應用中,通過SD-WAN技術組網,打造一個物與物之間連接的物聯網,形成快速的設備組網模式。就像身份證一樣,每個設備擁有唯一的網絡ID,可以連接到任意設備。P2P技術賦能設備之間進行隨意組網,形成簡單安全可靠的組網環境。
傳統KNX雖然只有一套軟件,一個標準,但是對于工程師來說,仍要面臨調試的問題。如何用邊緣計算優化這個問題?我們提出了ID組網解決方案,將其數字化,像微信組網方式一樣進行設備區域組網,實現快速遠程調試。我們與戰略合作伙伴合作共同實現該應用,實現“天涯若比鄰”的概念?;赟D-WAN的物聯網KNX使得無論設備身在何處,都可隨意組網,無需改變,平滑升級,實現KNX遠程控制和ETS遠程調試服務,無需工程師上門服務。
考慮邊緣側的數據安全問題,我們引入了區塊鏈技術。將邊緣計算和區塊鏈技術結合,運用設備地址(C2PKH)方法整合了區塊鏈與邊緣計算概念,建立去中心化的設備之間的相互鏈接,支持上鏈的設備安全可靠的互聯互通,實現高效協同。目前我們采用開源生態的方式,對行業內主流框架進行裁減整合,形成一套邊緣計算和區塊鏈結合的ID組網的解決方案。
通過將邊緣計算概念融入KNX產品,我們傾向于建立端邊云模式的整體架構。我們公司主要做邊緣控制器和邊緣網關等產品,通過結合區塊鏈和ID組網技術賦能KNX產品,在北向采用MQTT和Restful API作為云邊對接接口,同時網關產品運用邊緣低代碼技術,維護邊緣側部署的大量KNX產品,減輕工程師的調試工作。
3.
應用案例
在上實龍創公司本部,我們運用了自己開發的邊緣計算網關實現了環控、照明等實際場景的應用部署,歡迎大家前來參觀。另外,還有位于嘉定的上實龍創智慧實驗中心,也是用公司產品打造的一個邊緣計算創新應用的體驗場景。在這里,實現了許多邊緣計算的應用,比如物流倉儲環控,辦公室控制等。我們發現非常有趣的一點是:使用邊緣計算技術的項目落地周期特別快,與傳統項目相比,周期能減少三分之二左右。
北京的萬科大都會項目,我們也是利用邊緣計算結合KNX產品去實現?;贙NX的應用,利用邊緣網關將所有KNX產品進行有效組網連接,便于高效管理。蘇州的萬科玲瓏灣項目,也是如此。
采用KNX與邊緣計算集合構思應用場景,我們也是拋磚引玉地向大家分享自己的一些思考。比如基于KNX邊云協同的智能家居,利用現有的KNX傳感器、控制器等產品,結合邊緣計算與區塊鏈的概念,將它們上鏈組網。此外,利用KNX邊緣計算協同的概念打造智慧辦公、智慧病房、酒店客控等方案,打破傳統RCU概念的解決方案。當然,也可以考慮混合模式擴展應用場景。
謝謝大家!
邊緣計算社區:促進邊緣計算領域知識傳播,中立,客觀,如果您關注邊緣計算、5G、物聯網、云原生等領域請關注我們。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的基于边缘计算的KNX应用的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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