软考 系统架构设计师系列知识点之边缘计算（5）

接前一篇文章：软考 系统架构设计师系列知识点之边缘计算（4）

所属章节：

第11章. 未来信息综合技术

        第4节. 边缘计算概述

6. 边缘计算应用场合

（1）智慧园区

智慧园区建设是利用新一代信息与通信技术来感知、监测、分析、控制、整合园区各个关键环节的资源，在此基础上实现对各种需求做出智慧的响应，使园区整体的运行具备自我组织、自我运行、自我优化的能力，为园区创建一个绿色、和谐的发展环境，提供高效、便捷、个性化的发展空间。全国智慧园区存量市场超过10000家，复合年均增长率超过10%。智慧园区场景中，边缘计算主要功能包括：

1）海量网络连接与管理

包含各类传感器、仪器仪表、控制器等海量设备的网络接入与管理；接口包括RS485、PLC等，协议包括Modbus、OPC等；确保连接稳定可靠，数据传输正确；可基于软件定义网络SDN实现网络管理与自动化运维。

2）实时数据采集与处理

如车牌识别、人脸识别、安防告警等智慧园区应用，要求实时数据采集与本地处理，快速响应。

3）本地业务自治

如楼宇智能自控，智能协同等应用要求在网络连接中断的情况下，能够实现本地业务自治，继续正常执行本地业务逻辑，并在网络连接恢复后，完成数据与状态同步。

（2）安卓云与云游戏

目前备受关注的安卓云场景，将安卓的全栈能力云化，为终端提供统一的服务，可以节省终端的成本，促进安卓生态的发展。其中比较典型的是云游戏场景。云游戏通常指将原本运行在手机等终端上的游戏应用程序集中在边缘数据中心运行，原本由手机等终端运行的游戏加速、视频渲染等对芯片有高要求的任务，现在你可以由边缘服务器代替运行。边缘服务器与终端之间传输的信息包括两类：一类是从边缘服务器向终端服务器发送的游戏视频流信息；另一类是从终端向边缘服务器发送的操作指令信息。云游戏场景下，终端只是相当于一个视频播放器，完全不需要高端的系统和芯片支持，就可以得到很好的游戏体验。云游戏场景的优势包括：游戏免安装、免升级、免修复、即点即玩，以及终端成本降低，具有很好的推广性。云游戏场景中，边缘计算主要功能包括：

• 安卓全战能力云化，匹配游戏运行环境。
• 云端视频的渲染、压缩传输，支持终端良好呈现。
• 端到端低延时响应，支持游戏操作体验。

（3）视频监控

视频监控正在从“看得见”、“看得清”向“看得懂”发展。行业积极构建基于边缘计算的视频分析能力，使得部分或全部视频分析迁移到边缘处，由此降低对云中心的计算、存储和网络需求，提高视频图像分析的效率。同时构建基于边缘计算的智能视频数据存储机制，可根据目标行为特征确定视频存储策略，实现有效视频数据的高效存储，提高存储空间利用率。边缘计算为安防领域“事前预警、事中制止、事后复核”的理念走向现实，提供有力技术支撑。视频监控场景中，边缘计算主要功能包括：

1）边缘节点图像与视频分析，支撑边缘视频监控智能化。

2）边缘节点智能存储机制，可根据视频分析结果，联动视频数据存储策略，既高效保留价值视频数据，同时提高边缘节点存储空间利用率。

3）边云协同，云端AI模型训练，边缘快速部署与推理，支持视频监控多点布控与多机联动。

（4）工业物联网

工业物联网应用场景相对复杂，不同行业的数字化和智能化水平不同，对边缘计算的需求也存在较大差别。以离散制造为例，边缘计算在预测性维护、产品质量保证、个性化生产以及流程优化方面有较大需求。边缘计算可以支持解决如下普遍存在的问题：

1）现场网络协议众多，互联互通困难，且开放性较差。

2）数据多源异构，缺少统一格式，不利于数据交换与互操作。

3）产品缺陷难以提前发现。

4）预测性维护缺少有效数据支撑。

5）工艺与生产关键数据安全保护措施不够。

工业物联网场景中，边缘计算主要功能包括：

1）基于OPC UA over TSN构建的统一工业现场网络，实现数据的互联互通与互操作。

2）基于边缘计算虚拟化平台构建的vPLC（可编程逻辑控制器），支持生产工艺与流程的柔性。

3）图像识别与视频分析，实现产品质量缺陷检测。

4）适配制造场景的边缘计算安全机制与方案。

（5）Cloud VR

VR（Virtual Reality，虚拟现实）指对真实或虚拟环境的模拟或复制，通过深度感知与交互，实现用户的沉浸式体验。VR不仅用于娱乐领域，在社交、通信、房产、旅游、教育等行业也有广泛应用。VR已经成为国家战略性新兴产业。根据IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）最新预测数据，2021年全球AR/VR市场总投资规模将近146.7亿美元，并有望在2026年增至747.3亿美元，五年的复合增长率（CAGR）将达38.5%。网络与云基础设施的升级带动了云VR业务的发展，传统的VR业务和终端服务器逐步迁移上云。Cloud VR配套的终端设备“瘦身”，Cloud VR业务逐步走入个人、家庭和工业场景。无线网络从4G向5G推进，将迎来Cloud VR业务在移动端的体验变革，推动云VR业务在5G网络下快速发展。Cloud VR业务的大通量、低延时特性促使平台由集中服务向边缘分布式服务发展。部分业务，如渲染计算、转码和缓存加速，卸载分流到边缘处理。相比中心平台直接提供服务，边缘节点靠近用户终端，从距离上节省传输时延，网路带宽可降低30%，网络响应时延降低50%。从数据安全的角度，边缘计算有利于部分仅限本地处理的垂直行业的VR应用。