萬(wàn)佳信產(chǎn)品故事之：邊緣計(jì)算
邊緣計(jì)算是相對(duì)于云計(jì)算的技術(shù)概念，是一種分散式運(yùn)算的架構(gòu)，將應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)資料與服務(wù)的運(yùn)算，由網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)，移往網(wǎng)絡(luò)邏輯上的邊緣節(jié)點(diǎn)來(lái)處理。它是將原本完全由中心節(jié)點(diǎn)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(diǎn)去處理。邊緣節(jié)點(diǎn)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(jì)算？ 萬(wàn)佳信智能鎖控系統(tǒng)是基于位置和業(yè)務(wù)需求對(duì)車(chē)輛閥門(mén)進(jìn)行開(kāi)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(wàn)多臺(tái)專用車(chē)輛、幾萬(wàn)個(gè)安全位置，當(dāng)一輛車(chē)進(jìn)入任何一個(gè)安全位置，系統(tǒng)可自動(dòng)開(kāi)啟控制閥鎖；當(dāng)離開(kāi)任意一個(gè)安全位置，系統(tǒng)自動(dòng)將閥門(mén)鎖死。這種自動(dòng)控制模式對(duì)時(shí)效性要求很高，如果交由云平臺(tái)來(lái)運(yùn)算處理，遇到網(wǎng)絡(luò)延遲或人為故意干擾的情況下，車(chē)輛閥門(mén)不能及時(shí)開(kāi)關(guān)，造成風(fēng)險(xiǎn)。因此要采用邊緣計(jì)算的技術(shù)架構(gòu)，將數(shù)萬(wàn)條安全位置數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保存到車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上，由它們自行運(yùn)算處理，以快速響應(yīng)。 邊緣計(jì)算技術(shù)架構(gòu)還有個(gè)好處是減少了對(duì)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(wàn)佳信智能鎖控系統(tǒng)運(yùn)行七年以來(lái)，遇到過(guò)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(chē)輛配送業(yè)務(wù)始終正常運(yùn)行。 2 數(shù)據(jù)推送與采集 萬(wàn)佳信車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要從云平臺(tái)下載如下數(shù)據(jù)： 除了從云端獲取數(shù)據(jù)，車(chē)載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還要通過(guò)傳感器捕捉現(xiàn)場(chǎng)物理環(huán)境的各類(lèi)數(shù)據(jù)，包括車(chē)輛定位、速度，閥門(mén)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(wàn)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(bǔ)償算法以保證監(jiān)測(cè)精度。如下： 3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與邊緣計(jì)算 由于車(chē)載供電環(huán)境不穩(wěn)定，以及設(shè)備存儲(chǔ)能力限制，對(duì)萬(wàn)佳信物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理帶來(lái)了一定難度。萬(wàn)佳信物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)載體不同，采用不同存儲(chǔ)策略： 1、設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于帶電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM），同時(shí)，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(wèn)題。（如何保證車(chē)載電源的穩(wěn)定性，將在“萬(wàn)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(chǔ)于片上FLASH，采用類(lèi)UNIX文件系統(tǒng)，利用樹(shù)形結(jié)構(gòu)，鏈接的方法管理空閑塊，相比絕對(duì)地址的文件存儲(chǔ)，能更有效的利用嵌入式設(shè)備有限的flash空間；同時(shí)，在應(yīng)用層采用先進(jìn)先出的方法存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，加入數(shù)據(jù)使用頻率統(tǒng)計(jì)，在flash空間緊張時(shí)優(yōu)先存儲(chǔ)使用頻率高的數(shù)據(jù)，達(dá)到大部分的業(yè)務(wù)場(chǎng)景均可由本地處理完成，滿足實(shí)時(shí)響應(yīng)的需求。 邊緣計(jì)算在設(shè)備端除了對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和補(bǔ)償，盡可能獲取高精度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還原真實(shí)的物理世界，這里舉兩個(gè)例子： 1、定位過(guò)濾算法 針對(duì)目前米級(jí)精度（價(jià)格因素）的GPS+北斗雙模定位模塊，實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)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(guò)50米，模塊的數(shù)據(jù)精度無(wú)法完全滿足業(yè)務(wù)要求，萬(wàn)佳信工程師利用三軸加速度傳感器自研了一整套過(guò)濾算法，有效的提高了業(yè)務(wù)場(chǎng)景的定位精度，如： 在判斷到車(chē)輛靜止時(shí)，采用類(lèi)卡爾曼濾波算法，過(guò)濾漂移的同時(shí)，確保定位數(shù)據(jù)隨時(shí)間逼近真實(shí)位置； 當(dāng)定位信號(hào)丟失時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)，使用慣導(dǎo)算法做位置補(bǔ)償；（詳見(jiàn)“萬(wàn)佳信產(chǎn)品故事之靜止是相對(duì)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(shí)滿足本安防爆要求，在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中需要如下監(jiān)測(cè)及控制算法： 分檔啟動(dòng)，根據(jù)運(yùn)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(hào)對(duì)控制的影響； 末端減速，避免大力撞擊對(duì)結(jié)構(gòu)件的損壞； 剎車(chē)功能，電流異常時(shí)的緊急剎車(chē)可有效保護(hù)電機(jī)。
