萬(wàn)佳信產(chǎn)品故事之：邊緣計算
邊緣計算是相對于云計算的技術(shù)概念，是一種分散式運算的架構，將應用程序、數據資料與服務(wù)的運算，由網(wǎng)絡(luò )中心節點(diǎn)，移往網(wǎng)絡(luò )邏輯上的邊緣節點(diǎn)來(lái)處理。它是將原本完全由中心節點(diǎn)處理大型服務(wù)加以分解，切割成更小與更容易管理的部分，分散到邊緣節點(diǎn)去處理。邊緣節點(diǎn)更接近于用戶(hù)終端裝置，可以加快資料的處理與傳送速度，減少延遲。
1 為何采用邊緣計算？ 萬(wàn)佳信智能鎖控系統是基于位置和業(yè)務(wù)需求對車(chē)輛閥門(mén)進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制的系統，是一套典型的物聯(lián)網(wǎng)系統。目前系統采集了1萬(wàn)多臺專(zhuān)用車(chē)輛、幾萬(wàn)個(gè)安全位置，當一輛車(chē)進(jìn)入任何一個(gè)安全位置，系統可自動(dòng)開(kāi)啟控制閥鎖；當離開(kāi)任意一個(gè)安全位置，系統自動(dòng)將閥門(mén)鎖死。這種自動(dòng)控制模式對時(shí)效性要求很高，如果交由云平臺來(lái)運算處理，遇到網(wǎng)絡(luò )延遲或人為故意干擾的情況下，車(chē)輛閥門(mén)不能及時(shí)開(kāi)關(guān)，造成風(fēng)險。因此要采用邊緣計算的技術(shù)架構，將數萬(wàn)條安全位置數據和業(yè)務(wù)數據保存到車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)設備上，由它們自行運算處理，以快速響應。 邊緣計算技術(shù)架構還有個(gè)好處是減少了對云端的依賴(lài)，即使遇到網(wǎng)絡(luò )癱瘓，終端操作可正常進(jìn)行不受影響。萬(wàn)佳信智能鎖控系統運行七年以來(lái)，遇到過(guò)服務(wù)器故障、網(wǎng)絡(luò )光纖被挖斷、勒索病毒等各種意外情況，車(chē)輛配送業(yè)務(wù)始終正常運行。 2 數據推送與采集 萬(wàn)佳信車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)設備需要從云平臺下載如下數據： 除了從云端獲取數據，車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)設備還要通過(guò)傳感器捕捉現場(chǎng)物理環(huán)境的各類(lèi)數據，包括車(chē)輛定位、速度，閥門(mén)狀態(tài)，鎖狀態(tài)，電機狀態(tài)，電源狀態(tài)，通訊狀態(tài)等等。萬(wàn)佳信物聯(lián)網(wǎng)設備采用了近20種傳感器，并提供數據補償算法以保證監測精度。如下： 3 數據存儲與邊緣計算 由于車(chē)載供電環(huán)境不穩定，以及設備存儲能力限制，對萬(wàn)佳信物聯(lián)網(wǎng)設備數據存儲管理帶來(lái)了一定難度。萬(wàn)佳信物聯(lián)網(wǎng)設備根據數據存儲載體不同，采用不同存儲策略： 1、設備參數數據，存儲于帶電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM），同時(shí)，增加雙區備份，可有效規避物聯(lián)網(wǎng)設備異常掉電引起的數據丟失問(wèn)題。（如何保證車(chē)載電源的穩定性，將在“萬(wàn)佳信產(chǎn)品故事之電源管理”另述） 2、基礎和訂單數據，存儲于片上FLASH，采用類(lèi)UNIX文件系統，利用樹(shù)形結構，鏈接的方法管理空閑塊，相比絕對地址的文件存儲，能更有效的利用嵌入式設備有限的flash空間；同時(shí)，在應用層采用先進(jìn)先出的方法存儲數據，加入數據使用頻率統計，在flash空間緊張時(shí)優(yōu)先存儲使用頻率高的數據，達到大部分的業(yè)務(wù)場(chǎng)景均可由本地處理完成，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)響應的需求。 邊緣計算在設備端除了對數據的存儲，還要對數據進(jìn)行清洗和補償，盡可能獲取高精度的監測數據，還原真實(shí)的物理世界，這里舉兩個(gè)例子： 1、定位過(guò)濾算法 針對目前米級精度（價(jià)格因素）的GPS+北斗雙模定位模塊，實(shí)際應用場(chǎng)景中受天氣，遮擋，干擾等因素的影響，位置漂移可能達到幾十甚至上百米，而通?？蛻?hù)業(yè)務(wù)數據要求的電子圍欄等效半徑不超過(guò)50米，模塊的數據精度無(wú)法完全滿(mǎn)足業(yè)務(wù)要求，萬(wàn)佳信工程師利用三軸加速度傳感器自研了一整套過(guò)濾算法，有效的提高了業(yè)務(wù)場(chǎng)景的定位精度，如： 在判斷到車(chē)輛靜止時(shí)，采用類(lèi)卡爾曼濾波算法，過(guò)濾漂移的同時(shí)，確保定位數據隨時(shí)間逼近真實(shí)位置； 當定位信號丟失時(shí)，在一段時(shí)間內，使用慣導算法做位置補償；（詳見(jiàn)“萬(wàn)佳信產(chǎn)品故事之靜止是相對的”） 2、電機控制算法 為了提高電機的使用壽命和效率，同時(shí)滿(mǎn)足本安防爆要求，在電機運行過(guò)程中需要如下監測及控制算法： 分檔啟動(dòng)，根據運行電流，逐漸加大控制力，避免大電流觸發(fā)本安電源的保護； 中值濾波，避免噪聲信號對控制的影響； 末端減速，避免大力撞擊對結構件的損壞； 剎車(chē)功能，電流異常時(shí)的緊急剎車(chē)可有效保護電機。
