物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的每一層都有不同的實施要求，因此在從邊緣到云的工具中留下了一個空白，以改進數(shù)據(jù)分析。

物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 在網(wǎng)絡的“葉”或“邊緣”節(jié)點開始和結束。這是在資源受限的嵌入式處理器控制下的傳感器和執(zhí)行器與真實的物理世界交互的地方。原始傳感器測量值（如壓力、溫度、振動和運動）被提取并解釋為可操作的信息，這些信息傳輸?shù)缴嫌蔚闹悄苓^程控制器。

在邊緣節(jié)點獲取傳感器數(shù)據(jù)的速率因感興趣的物理現(xiàn)象而異：從環(huán)境大氣壓力的每幾分鐘一次到振動監(jiān)測器每秒數(shù)萬個樣本。此外，多個邊緣節(jié)點可以協(xié)作，因此上游情報可以做出更明智的決策。例如，作為打印機一部分的電機的退化可以通過打印機的振動、環(huán)境聲音和紅外成像來檢測。為了允許每個終端節(jié)點提供未決故障的確鑿證據(jù)，來自每個終端代碼的樣本必須準確地加上時間戳并與相同的時基對齊。

邊緣節(jié)點也可以由接受和關聯(lián)時間戳數(shù)據(jù)的“網(wǎng)關”或“代理”聚合，通常運行 Linux 等通用操作系統(tǒng)并提供多種連接邊緣節(jié)點的方式。這些網(wǎng)關提供多種功能：融合底層原始數(shù)據(jù)；子設備的管理；從專有協(xié)議到標準協(xié)議的轉換；在系統(tǒng)升級過程中或更頻繁地在受控系統(tǒng)更改的情況下更新邊緣節(jié)點編程。在一些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，網(wǎng)關功能可以虛擬實現(xiàn)為基于云的服務，但這需要權衡邊緣節(jié)點設備消耗更多的電力和計算資源。

當邊緣節(jié)點中的傳感器是實時信息系統(tǒng)的一部分時，傳感器數(shù)據(jù)分析必須足夠強大，以彌補傳感器數(shù)據(jù)不可避免的損失。整個網(wǎng)絡中的服務質量 （QoS） 或延遲可能會導致來自所涉及的某些邊緣節(jié)點的傳感器數(shù)據(jù)延遲或根本不到達。

傳感器分析算法的設計對網(wǎng)絡架構提出了一些要求。例如，支持向量機對于間歇性數(shù)據(jù)丟失具有魯棒性，因此網(wǎng)絡協(xié)議應該傾向于提供具有更短延遲的數(shù)據(jù)，而不是重試未成功接收的數(shù)據(jù)包?；蛘?，可以設計卡爾曼濾波器以適應來自不同邊緣節(jié)點的不均勻數(shù)據(jù)傳輸延遲。無法容忍丟失數(shù)據(jù)的分析可能會選擇使用 CAN 等物理鏈路，而不是依賴無線連接。

傳感器分析算法的設計對網(wǎng)絡架構提出了一些要求。例如，支持向量機對于間歇性數(shù)據(jù)丟失具有魯棒性，因此網(wǎng)絡協(xié)議應該傾向于提供具有更短延遲的數(shù)據(jù)，而不是重試未成功接收的數(shù)據(jù)包?；蛘?，可以設計卡爾曼濾波器以適應來自不同邊緣節(jié)點的不均勻數(shù)據(jù)傳輸延遲。無法容忍丟失數(shù)據(jù)的分析可能會選擇使用 CAN 等物理鏈路，而不是依賴無線連接。

在云中，各種基礎設施提供商為物聯(lián)網(wǎng)提供特定支持，例如設備管理、訪問控制、物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議或虛擬網(wǎng)關。這些系統(tǒng)稱為平臺即服務 （PaaS），支持通用云軟件即服務 （SaaS） 生態(tài)系統(tǒng)，其中包含用于數(shù)據(jù)存儲、按需容量和分析的專有和開源工具。然而，作為一個包含開發(fā)和部署的整體框架，這些服務和基礎設施仍然存在不足。

如今，使用云中的資源開發(fā)傳感器數(shù)據(jù)分析并在云、網(wǎng)關和邊緣節(jié)點之間分配實時工作負載通常意味著為實施的每一層重復開發(fā)工作。來自基礎設施和硬件供應商的工具和支持應該協(xié)作以大大提高開發(fā)效率。

審核編輯：郭婷