萬佳信產(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(gòu)，將應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)資料與服務(wù)的運算，由網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點，移往網(wǎng)絡(luò)邏輯上的邊緣節(jié)點來處理。它是將原本完全由中心節(jié)點處理大型服務(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(jié)點去處理。邊緣節(jié)點更接近于用戶終端裝置，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？ 萬佳信智能鎖控系統(tǒng)是基于位置和業(yè)務(wù)需求對車輛閥門進(jìn)行開關(guān)控制的系統(tǒng)，是一套典型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。目前系統(tǒng)采集了1萬多臺專用車輛、幾萬個安全位置，當(dāng)一輛車進(jìn)入任何一個安全位置，系統(tǒng)可自動開啟控制閥鎖；當(dāng)離開任意一個安全位置，系統(tǒng)自動將閥門鎖死。這種自動控制模式對時效性要求很高，如果交由云平臺來運算處理，遇到網(wǎng)絡(luò)延遲或人為故意干擾的情況下，車輛閥門不能及時開關(guān)，造成風(fēng)險。因此要采用邊緣計算的技術(shù)架構(gòu)，將數(shù)萬條安全位置數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保存到車載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上，由它們自行運算處理，以快速響應(yīng)。 邊緣計算技術(shù)架構(gòu)還有個好處是減少了對云端的依賴，即使遇到網(wǎng)絡(luò)癱瘓，終端操作可正常進(jìn)行不受影響。萬佳信智能鎖控系統(tǒng)運行七年以來，遇到過服務(wù)器故障、網(wǎng)絡(luò)光纖被挖斷、勒索病毒等各種意外情況，車輛配送業(yè)務(wù)始終正常運行。 2 數(shù)據(jù)推送與采集 萬佳信車載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要從云平臺下載如下數(shù)據(jù)： 除了從云端獲取數(shù)據(jù)，車載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還要通過傳感器捕捉現(xiàn)場物理環(huán)境的各類數(shù)據(jù)，包括車輛定位、速度，閥門狀態(tài)，鎖狀態(tài)，電機(jī)狀態(tài)，電源狀態(tài)，通訊狀態(tài)等等。萬佳信物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采用了近20種傳感器，并提供數(shù)據(jù)補償算法以保證監(jiān)測精度。如下： 3 數(shù)據(jù)存儲與邊緣計算 由于車載供電環(huán)境不穩(wěn)定，以及設(shè)備存儲能力限制，對萬佳信物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)存儲管理帶來了一定難度。萬佳信物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備根據(jù)數(shù)據(jù)存儲載體不同，采用不同存儲策略： 1、設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)，存儲于帶電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM），同時，增加雙區(qū)備份，可有效規(guī)避物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備異常掉電引起的數(shù)據(jù)丟失問題。（如何保證車載電源的穩(wěn)定性，將在“萬佳信產(chǎn)品故事之電源管理”另述） 2、基礎(chǔ)和訂單數(shù)據(jù)，存儲于片上FLASH，采用類UNIX文件系統(tǒng)，利用樹形結(jié)構(gòu)，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(shè)備有限的flash空間；同時，在應(yīng)用層采用先進(jìn)先出的方法存儲數(shù)據(jù)，加入數(shù)據(jù)使用頻率統(tǒng)計，在flash空間緊張時優(yōu)先存儲使用頻率高的數(shù)據(jù)，達(dá)到大部分的業(yè)務(wù)場景均可由本地處理完成，滿足實時響應(yīng)的需求。 邊緣計算在設(shè)備端除了對數(shù)據(jù)的存儲，還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和補償，盡可能獲取高精度的監(jiān)測數(shù)據(jù)，還原真實的物理世界，這里舉兩個例子： 1、定位過濾算法 針對目前米級精度（價格因素）的GPS+北斗雙模定位模塊，實際應(yīng)用場景中受天氣，遮擋，干擾等因素的影響，位置漂移可能達(dá)到幾十甚至上百米，而通?？蛻魳I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)要求的電子圍欄等效半徑不超過50米，模塊的數(shù)據(jù)精度無法完全滿足業(yè)務(wù)要求，萬佳信工程師利用三軸加速度傳感器自研了一整套過濾算法，有效的提高了業(yè)務(wù)場景的定位精度，如： 在判斷到車輛靜止時，采用類卡爾曼濾波算法，過濾漂移的同時，確保定位數(shù)據(jù)隨時間逼近真實位置； 當(dāng)定位信號丟失時，在一段時間內(nèi)，使用慣導(dǎo)算法做位置補償；（詳見“萬佳信產(chǎn)品故事之靜止是相對的”） 2、電機(jī)控制算法 為了提高電機(jī)的使用壽命和效率，同時滿足本安防爆要求，在電機(jī)運行過程中需要如下監(jiān)測及控制算法： 分檔啟動，根據(jù)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(hù)； 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(jié)構(gòu)件的損壞； 剎車功能，電流異常時的緊急剎車可有效保護(hù)電機(jī)。
