傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)部署由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，但是簡單添加設(shè)備并不能成為一個智慧城市

傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)部署由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，但是簡單添加設(shè)備并不能成為一個智慧城市。城市可以隨時安裝類似安全攝像頭這樣的東西，并將其連接回數(shù)據(jù)中心，但是除非城市能夠快速分析數(shù)據(jù)，否則它所能做的也只是收集和存儲信息。為了真正智能并且經(jīng)濟地擴展，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要具有板載或附近的計算資源。換句話說，就是邊緣計算。

邊緣計算更適合物聯(lián)網(wǎng)，它位于大面積區(qū)域、低連接性區(qū)域或依賴多個傳感器協(xié)同工作以提供復(fù)雜圖像的區(qū)域。在設(shè)備上進行的任何計算都意味著可以讓集中式數(shù)據(jù)中心完成更少的計算，這還意味著可以減輕帶寬傳輸?shù)墓ぷ髫撦d。通過這種方式，任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用可以免費獲得更多資源。

城市正在走向邊緣

智慧城市的大部分使用案例涉及保護公民安全。這可能意味著需要監(jiān)測正在發(fā)生的犯罪、提醒消防員注意房屋火災(zāi)，或者向患有心臟病的公民提供緊急服務(wù)。在所有這些場景中，每一秒都很重要——這就是邊緣計算如此重要的原因。舉個例子：假如城市安裝了一個監(jiān)測空氣質(zhì)量的智能空氣監(jiān)測儀，有一天它監(jiān)測到異常讀數(shù)，它將讀數(shù)發(fā)送到數(shù)百英里之外的數(shù)據(jù)中心，然后，該數(shù)據(jù)中心必須花時間處理數(shù)據(jù)，再然后必須花時間將數(shù)據(jù)返回。與此同時，智能空氣監(jiān)測儀監(jiān)測到的氣體泄漏已經(jīng)變成了一場大火。

在智能空氣監(jiān)測儀具備計算能力的情況下，火災(zāi)不會發(fā)生——或者至少在火災(zāi)發(fā)生時，消防人員已經(jīng)在路上了。該設(shè)備使用其板載計算能力得出泄漏正在發(fā)生，然后直接通知相關(guān)機構(gòu)，而不依賴于回程。

城市已經(jīng)認識到邊緣計算的潛在影響，許多智慧城市項目已經(jīng)開始以多種方式將其納入其中，包括：

▲水質(zhì)：在紐約市，復(fù)雜老化的供水系統(tǒng)為數(shù)百萬人供水。該市的公用事業(yè)部門利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幫助當(dāng)?shù)匾患裔t(yī)院控制爆發(fā)的軍團菌，通過在其供水系統(tǒng)中使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器，市政工作人員能夠監(jiān)測供水管道中的氯含量，并確保它們足夠高，以防止軍團菌的生長。

▲公共汽車：城市正在通過安裝識別潛在暴力事件的記錄系統(tǒng)來提高公共汽車的安全性。從移動的車輛中傳輸視頻和音頻非常困難，因此公共汽車上的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)配備了計算能力，使它們能夠識別和報告問題。

▲高速公路收費：收費公路上幾乎每一個駕駛員都受益于邊緣驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。在繁忙的高速公路上很難實現(xiàn)連接，因此車牌攝像頭在本地拍攝照片并進行光學(xué)字符識別，然后在車流量較少的晚上傳輸數(shù)據(jù)到中央數(shù)據(jù)中心。

邊緣計算在緊急至關(guān)重要問題以及難以找到良好連接情況下是有意義的。城市中有很多這樣的區(qū)域，上面只是邊緣計算的部分應(yīng)用，唯一的問題是——城市應(yīng)該在哪里開始實施邊緣計算以最大化成果?

城市應(yīng)該如何構(gòu)建邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施?

從概念上來說，為智慧城市構(gòu)建邊緣計算基礎(chǔ)設(shè)施與構(gòu)建其他IT服務(wù)并無太大不同。城市必須通過物聯(lián)網(wǎng)定義他們希望實現(xiàn)的目標，以確定其優(yōu)先級并相應(yīng)地支持它們。例如：

▲智慧城市物聯(lián)網(wǎng)項目的目標是什么?您想減少意外死亡、制止犯罪、監(jiān)控環(huán)境質(zhì)量、減少交通流量或其他什么嗎?

▲項目有多重要?如果它下線，人們的生命會有危險嗎?如果是，危險是眼前的還是長期的?

▲對于生命垂危的任務(wù)關(guān)鍵型活動，城市需要將冗余設(shè)計到系統(tǒng)中，并讓支持團隊隨時待命，以便在發(fā)生故障時進行修復(fù)。

對于某些物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，如高速公路收費，正常運行時間并不重要。城市希望實現(xiàn)智能收費，但如果系統(tǒng)停機，駕駛員將不會注意到或不會遭受過度損害——與此同時，車牌攝像頭仍然可以拍攝照片，并準備好在連網(wǎng)恢復(fù)后上傳照片。對于像水質(zhì)監(jiān)視器這樣的東西，關(guān)系民生，所以擁有本地計算能力非常重要，有了邊緣計算，如果網(wǎng)絡(luò)連接中斷，城市管理員仍然可以獲得實時情報和分析。

此外，分析水中的化學(xué)物質(zhì)必須盡可能接近實時，以防止廣泛的污染。然后，將這些數(shù)據(jù)與流量和壓力周圍的數(shù)字相結(jié)合，您可以模擬污染物的潛在擴散，以確定您已經(jīng)徹底沖洗了水源。所有這些都是以正確的方式將數(shù)據(jù)組合在一起，并在一個能夠滿足數(shù)據(jù)分析需求的平臺上進行。

基于我們的例子，城市應(yīng)該將投資重點放在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施上的三個重要因素：核心、云和邊緣。邊緣計算可能更昂貴，因為它涉及需要購買具有額外計算能力的設(shè)備用于機載分析，但是對于高優(yōu)先級、低帶寬場景非常有用。城市的私有云具有更多延遲和更多計算能力，工作負載很難到達那里，但是一旦到達就很容易處理。

最后，公共云具有最高的延遲和最高的計算能力。公共云的數(shù)據(jù)中心可能位于完全不同的區(qū)域，但其處理能力在功能上是無限的。這種能力的混合為智慧城市提供了一個框架，讓它們能夠區(qū)分工作負載的優(yōu)先級和投資的優(yōu)先級。

為了讓智慧城市項目發(fā)揮作用，管理員需要確定其物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以防止生死攸關(guān)場景的位置。然后，他們需要確定這些情況可能涉及擁擠帶寬和繁重工作負載的組合，例如圖像識別或語音分析。在這些場景中，將計算資源從云中取出并放在設(shè)備本身或附近，將會對公民的健康和福祉產(chǎn)生直接的積極影響。