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一文看懂边缘采集原理及边缘计算网关优势

一、什么是边缘采集

1、边缘采集介绍

边缘采集4G DTU设备就是把外部设备(比如ModBus设备)上的数据(比如ModBus寄存器)抽象为边缘采集网关设备(E870-D1)内部数据点,配置和读取内部数据点就相当于配置和读取相应的外部数据(比如ModBus寄存器)。外部设备可以是ModBus设备也可以是其他通信协议的设备,比如IICCAN等总线协议设备,目前亿佰特E870-D1仅支持ModBus设备。(本文以E870-D1边缘计算采集网关为例)

边缘采集原理及边缘采集网关优势

2、边缘采集的原理

边缘采集工作原理(以ModBus设备为例):如下边缘采集应用拓扑图所示,当边缘采集数据点被配置好后,边缘采集设备(E870-D1)通过ModBus协议轮询读取外部设备里的寄存器,并通过4G传输到云平台;当云平台配置数据点时,边缘采集设备通过ModBus协议配置外部设备对应的寄存器,从而实现了云平台和外部设备的透明传输和控制。

每个数据点的数据结构包括如下属性:“使能”、“关键字”、“从站地址”、“寄存器类型”、“寄存器地址”、“数据类型”、“上报模式”、“上报时间”、“变化范围”、“小数位数”、“读写属性”、“上行公式”、“下行公式”。

其中“关键字”、“从站地址”、“寄存器类型”、“寄存器地址”、“读写属性”用于实现数据点和ModBus寄存器的关联。

“关键字”就是数据点的名称,在一个边缘采集设备(E870-D1)里名称是不能重复的,当云平台通过数据点名称(“关键字”)读取/配置外部设备时,边缘采集设备(E870-D1)自动根据其“从站地址”、“寄存器类型”、“寄存器地址”、“读写属性”信息把数据点翻译为对应的ModBus寄存器。

“使能”控制数据点是否生效,只有生效的数据点才能被读取、配置和轮询。

其他属性“上报模式”、“上报时间”、“变化范围”、“小数位数”、“上行公式”、“下行公式”可以实现简单的边缘计算,将在下文详细介绍。

边缘采集应用拓扑图


二、边缘采集和边缘计算的区别:

华为对边缘计算的定义是:边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧,通过融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台,就近提供边缘智能服务。简单点讲,边缘计算是将从终端采集到的数据,直接在靠近数据产生的本地设备或网络中进行分析,无需再将数据传输至云端数据处理中心。

从华为对边缘计算的定义和本文首对边缘采集的本质和原理说明对比不难看出,边缘采集属于边缘计算中的一个部分,也就是终端采集数据的那部分。同时亿佰特E870-D1具备了传输数据到平台的功能。


三、亿佰特E870-D1边缘采集解决的问题:

1ModBus和平台之间的通信:传统的ModBus设备只是短距离通信,要想实现和互联网平台的通信比较困难,使用亿佰特E870-D1边缘计算采集云网关,就可以利用其边缘采集的功能无缝衔接本地ModBus设备和远端云平台,从而实现云平台对众多ModBus设备的统一监控和调配。

2、减小平台服务器压力:亿佰特E870-D1可以通过数据点的“使能”属性,可以方便添加和删除数据点,减少不必要的数据点上传,同时“上报模式”、“上报时间”、“变化范围”可以控制数据点的上报时机,减少数据点不必要的上报次数。以上可以达到一个数据过滤的作用。

3、可以实现简单的边缘计算:通过“上行公式”、“下行公式”可以在亿佰特E870-D1内部进行自定义的加减乘除计算。


四、亿佰特E870-D1边缘采集比ModBus TCP的优势:

1、要实现远端控制本地ModBus设备还有一个方法就是使用ModBus_TCP模式,但是针对需要频繁交换数据并且每次数据量较小的情况下ModBus_TCP并不适合,因为这样会大量消耗网络资源和平台资源。

如今数量猛增的边缘设备都是小而精,专业性都特别强,比如各种各样的传感器,它们不可能每个都配有联网功能,而且数量庞大的边缘设备直接通过ModBus_TCP连接到平台,对于平台的压力也可想而知。亿佰特E870-D1边缘采集功能可以很好的解决这一难题。

2、可同时接多个外部设备:亿佰特E870-D1工业级边缘计算网关设备可以同时接多个边缘采集设备ModBus TCP一般只能一对一通信。

3、内置IO也可以抽象为数据点:前面讲清楚了如何将外部设备数据抽象为边缘采集数据点,同时亿佰特E870-D1内部自带的DIDOAIAO也可以抽象为结构相同的数据点,这样就消除了内置IO和外部设备数据(比如DIDOAIAO等)的差异,读取配置内置IO可以使用相同的数据结构,对于平台开发有很大的帮助。


五、E870系列边缘计算网关4G DTU使用场景

1、接多个工业DIDOAIAO设备,实现传统设备的联网升级改造。

2、接多个ModBus传感器,可以实现一片区域的环境监控。


今天的分享就到这里啦,EBYTE每一天都致力于更好的助力物联化、智能化、自动化的发展,提升资源利用率,更多边缘计算网关产品和边缘技术技术资料信息,感兴趣的小伙伴可以登录我们的亿佰特官网进行了解,也可以直接拨打400电话咨询技术专员!


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