九州云成5G时代布局边缘计算_物联网

经过长时间的积累，边缘计算终于迎来了瓜熟蒂落的时刻。随着底层技术的进步和应用的不断丰富，国内外运营商和产业企业均进入到MEC商用落地阶段。进入2019年，国内三大运营商开展了积极的边缘计算试点和部署工作。例如，中国移动发布边缘计算“Pioneer300”先锋行动；中国电信打造边缘计算开放平台ECOP，构建边缘云网融合的网络服务平台及应用使能环境；中国联通展示业界首个“MEC智慧水利”案例。

运营商和企业特点各异

进入2019年以来，边缘计算呈现出了突飞猛进的发展势头，那么边缘计算何时将进入大规模部署阶段？

李开认为，要解答上述问题，首先需要理清边缘计算部署的位置。九州云认为，边缘计算是一个业务驱动的技术，失去了业务驱动，边缘也就失去了意义，因此需要解答的第一个核心问题是边缘计算的驱动力从何而来？

在李开看来，边缘计算主要有运营商和企业两大驱动来源，其中前者来自于对5G场景的落地，后者来自于自身借助5G提升的落地，它们的差别如下。

第一，前者是必然要推动的，后者是可以选择的。第二，前者的边缘架构是相对聚焦的，而且有ETSI MEC标准等可以参考，有StarlingX、Tacker、Airship等开源框架作为起点；后者是相对长尾的，要跟随业务场景摸索，开源框架作为起点只能解决平台问题，不能解决应用问题。第三，前者是从上而下的布局，后者是自下而上的驱动。第四，前者覆盖所有边缘应用，注重边缘分发平台的打造甚于单个应用场景的优化；后者注重实际单个应用的落地，更加能够轻装上阵。第五，前者的时间能够降维并为企业边缘架构所复用，后者的实践无法升级成为前者的架构。

由于运营商市场和企业市场特点相异，因此其进入大规模部署阶段的时间点也不会相同。

李开表示，运营商边缘计算的大规模部署与5G息息相关。受5G牌照、技术、采购和场景选择等多种因素影响，各大运营商的时间点各不相同，但是边缘平台肯定优先于5G至少1年进行试点和局部部署。“这个时间点大概会在2019年下半年和2020上半年到来。”李开认为。

就企业市场而言，其受零售、物流、医疗等企业需求的推动，虽然现在基于4G的边缘网络相较于5G在边缘适配上有一定的天然劣势，但是作为试点却是在一定条件下可以实现的。李开认为，企业的边缘框架和运营商框架相类似，只是在网络延时等条件上有一定折扣，在应用丰富程度上有一定收敛，在空间覆盖上相对局限，但在与企业内设备通信更加复杂。“即使现在企业有独自实现边缘框架的可能性，但是在边缘网络尚不规模具备、需求还需要磨合的情况下，可能要等到2020年下半年才真正具备大规模部署的能力。”李开认为。

物联网成边缘计算最强劲驱动力

物联网是边缘计算的主要应用场景，也是驱动边缘计算的主要动力所在。正因为如此，人们往往把边缘计算和物联网混在一起，但实际上两者虽有联系却并非完全重叠。

在李开看来，物联网和边缘计算有相同之处。例如，海量设备数据的导入可能导致数据爆炸问题需要解决；海量设备所在的物理世界需要在数字世界产生一个“数字孪生（Digital Twins）”，如IoT Shadow、VR对真实世界的复原、自动驾驶对驾驶环境的模拟等，用来模拟物理世界的运行模式。

李开表示，边缘计算和物联网的不同之处也很明显：第一，物联网产生的数据爆炸不一定会产生海量数据，如NB-IoT和LoRa也可以适配物联网，而边缘的主要能力是海量数据的传输；第二，物联网不一定需要低延时，而边缘计算必然强调低延时；第三，物联网大部分基于Internet（核心网），而边缘计算是独立于Internet（核心网）的网络切片，边缘网络安全性更高；第四，物联网未必产生数字视觉，而数字视觉造成的数据则是边缘的一个核心能力。

因此在李开看来，边缘网络落地的行业必然是在和“物”打交道的场景中，同时具备海量数据、低延时、高安全等需求的场景，如工业生产执行系统、工业缺陷识别系统、自动驾驶、AR/VR、远程医疗等。李开表示，九州云所接触到的客户则主要集中在工业制造领域，他们对于工业生产执行系统、工业缺陷识别系统的需求比较强烈。

开放架构加速边缘计算落地

在边缘计算落地过程中，运营商侧重于解决平台问题，打造边缘应用的承载商店和网络，因此非常重视平台的打造和开放。

李开表示，多种开放框架可以支持边缘平台的打造，如StarlingX（OpenStack + K8S）支持边缘基础架构（Edge-IaaS），Tacker、Airship等支持边缘编排（Edge MANO）等，基于这些技术可以打造符合ETSI MEC参考架构的边缘管理平台。九州云在这几个领域都积极参与，是StarlingX/Airship的中国发起单位之一，并在StarlingX拥有全球技术委员会的席位，在Tacker等编排技术上，九州云是全球第一的上有源码贡献厂商。

李开认为，开放边缘平台能力给垂直行业企业，必将产生很好的商用效果。因为开放架构有利于自主的边缘核心能力，提升竞争力。在边缘计算领域，运营商在“硬管道”（边缘基础网络）上具备无可替代的优势，由于边缘网络并不暴露在Internet上，这一优势无法被互联网企业在OTT方面利用，边缘为运营商造就了一个可以直接将触角延伸到最终用户，并重新发现价值的能力。而边缘平台则是“软管道”，运营商必然需要掌控核心能力，基于开放架构而不是商业架构，为运营商带来更好的控制力，加速平台的成形。

此外，开放架构有利于更好地复用运营商原有技术积累，加速落地边缘的编排、边缘云的优化、边缘接口的标准化等技术。事实上运营商在已经完成的NFV架构改造中已经积累了很多，如基于TOSCA的网元编排，适配OSS的接口对接，基于GPU、DPDK的性能加速等，运营商都是基于OpenStack的架构进行优化的，因此在边缘领域坚持开放架构，有利于运营商技术上的继承和复用，加速落地。

切忌“为了边缘而边缘”

边缘计算目前已经到了规模应用的前夕，而要实现规模部署，李开认为边缘计算还需要克服如下挑战：第一，边缘的部署位置，以及与边缘VNF/PNF的整合；第二，边缘机房的改造（直流、空间、制冷）、容量估算（基站接入数、带宽）和安全防护升级；第三，边缘的高可用如何解决；第四，边缘的接入模式（专线、LTE、IOT）和终端的位置（以企业为单一终端还是以设备为单一终端）；第五，边缘运维模式和现有网络运维、业务运维、云运维模式的整合，云边协同如何落地。

对于落地垂直行业，李开认为前景虽然明朗，但是也存在一些担忧，主要是“为了边缘而边缘”，即没有商业驱动、只是为了和热点结合引入的边缘计算。“技术问题其实都能够通过积累解决，应用刚需是无法通过技术刚需创造的。”李开认为。而要解决这些担忧，则需要审慎识别客户需求，即是否与“物”打交道的场景，是否具备海量数据、低延时、高安全等需求的场景。

此外，安全也是运营商边缘的优势之一，边缘网络通过网络切片模式实现，是不暴露在互联网上的网络，相对来说更加安全，当然边缘网络自身的安全防护也需要加强，这个模式与核心网的安全加固在技术上有相同之处，新的威胁是针对边缘应用的访问模式，对边缘机房（汇聚或者接入）安全防护能力的升级。

九州云：边缘计算弄潮儿

李开介绍，九州云成立于2012年，是中国第一家从事OpenStack和相关开源服务的专业公司。作为边缘计算的积极探路者，九州云在边缘计算领域积极布局。九州云为运营商打造符合ETSI MEC标准规范的、基于开放架构的边缘平台，九州云在2018年6月成为“中国联通边缘生态合作伙伴”，在2018年10月成为“中国移动边缘开放实验室”的成员，面对运营商客户，九州云主要提供全面解决方案和服务，主要涵盖“边缘应用调度管理平台”“边缘基础架构平台”两大领域。

李开表示，九州云对于边缘计算的商业模式探索，主要集中在工业领域，依托开放框架、低延时边缘网络、大数据处理能力，为客户提供工业数字孪生（Digital Twins）能力，客户包含西格数据、海德控制、格力电器（和中国联通合作）等工业领域客户，其“工业智能管理边缘云平台”获得了2018年度制造业信息化优秀智能制造解决推荐方案，“基于OpenStack的刀具检测于寿命预测管理边缘计算平台”也获得了中国自动化学会“CAA智慧系统创新解决方案”等荣誉。

区块链发展到今天，早已从最初的金融交易延伸到所有需要中间人作保或认证的应用项目，比如房屋交易、汽车买卖等，甚至可经由API的串联，将区块链技术与其他应用服务内容加以整合，据此加速产生各式各样的创新应用，甚至有助于加速推动物联网应用发展。

区块链最早期的应用就是比特币了,区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，它像一个数据库账本，而账本里面也蕴含自比特币以来的所有交易记录，包含多个区块记录，每个区块各自对应一部分交易，又记载着前一区块的Hash值，形成一个链条状的数据结构。

许多专家认为区块链技术的出现解决了物联网安全性、隐私性和可靠性问题所缺失的一环。它可以用于追踪数十亿相互连接的设备，促成设备之间的交易和协作处理，为物联网行业节省大量成本，这种去中心化方法将会消除单点失败，创造一种更为可靠的设备运行生态系统。同时区块链所使用的加密算法还能为消费者数据带来更高的隐私。

区块链的优势在于它是公开的，每一个网络参与者都能看到区块以及存储在里面的交易信息。不过，这并不意味着所有人都能看到你的实际交易内容，这些内容通过你的私钥被保护着。

区块链是去中心化的。因此没有一种单一的机构可以批准交易或者为交易的接收设定特殊的规则，这就意味着参与者之间存在着巨大的信任，因此所有的网络参与者都必须达成共识来接收交易。

更重要的一点是，区块链是非常安全的，这种数据只能不断被扩展，之前的记录是无法被改变的。并且区块链所使用的账本是防篡改的，并且无法被不法分子 *** 纵，这种账本并不是位于某个具体的地点，并且无法对中间商进行攻击，因为没有任何单一的通信线程可以被截获。

区块链可以应用到物联网保证信息安全,比如设备仪器的制造商，可以借助区块链技术追溯到每一项零组件的生产厂商、生产日期、制造批号乃至于制造过程的其他信息，以确保整机生产过程的透明性及可塑性，有效提升整体系统与零组件的可用性，继而保障设备仪器运作的安全性。

区块链特有的共识机制，通过点对点的方式是各个设备之间连接起来，而不是通过中央处理器，各个设备之间保持共识，不需要中心验证，这样就保证了当一个节点出现问题之后，不会影响网络的整体数据安全性。

现在，随着区块链技术的不断发展和升温，深圳北航物联网研究院（>层级架构与六域模型的比较物联网层级架构的提出,实际上是受互联网开放系统互连参考模型(Open System Interconnect,OSI) 的影响。联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

《开源精选》是我们分享Github、Gitee等开源社区中优质项目的栏目，包括技术、学习、实用与各种有趣的内容。本期推荐的是物联网设备网关技术架构设计（Session 管理、心跳管理、数据上行、数据下行）TCP Gateway。

物联网设备网关技术架构设计（Session 管理、心跳管理、数据上行、数据下行）

NioEventLoop 是 Netty 的 Reactor 线程，其角色：

基于Netty构建TCP网关的长连接容器，作为网关接入层提供服务API请求调用。

客户端通过域名+端口访问TCP网关，域名不同的运营商对应不同的VIP，VIP发布在LVS上，LVS将请求转发给后端的HAProxy，再由HAProxy把请求转发给后端的Netty的IP+Port。

LVS转发给后端的HAProxy，请求经过LVS，但是响应是HAProxy直接反馈给客户端的，这也就是LVS的DR模式。

其中步骤一至步骤九是指 Netty 服务端的创建时序，步骤十至步骤十三是 TCP 网关容器创建的时序。

Window 地址 // C:WindowsSystem32driversetchosts

添加 127001 iot-openicloudcom

位置: comibyteiottestserverTestTcpServer

位置: comibyteiottestclientTcpClient

更多内容：>

首先，OpenTiny是一个开源的Angular技术栈UI组件库，由OpenTiny团队开发和维护，旨在为企业级应用提供高质量、高效率、高稳定性的UI组件和解决方案。OpenTiny提供了70多个Angular组件，支持OnPush模式、CSS变量主题定制、7种语言国际化等功能。

其次，OpenTiny是在2021年10月份正式开源的，目前已经发布了002版本，遵循MIT协议。 OpenTiny的源码和文档都托管在GitHub上。

OpenTiny的GitHub地址如下：

OpenTiny主页：>

OpenTiny-ng仓库：>

最后，如果您想要使用OpenTiny-ng组件库，您需要满足以下条件：

使用Angular ^1400或以上版本

使用现代浏览器，如Edge、Firefox、Chrome、Safari等

如果您符合以上条件，并且对OpenTiny-ng组件库感兴趣，您可以通过以下方式安装和使用：

通过npm安装：$ npm install @opentiny/ng

在模块文件中导入需要使用的组件模块：import { TiButtonModule } from ‘@opentiny/ng’;

在angularjson中导入样式文件链接："styles": [ "node_modules/@opentiny/ng/themes/stylescss", "node_modules/@opentiny/ng/themes/theme-defaultcss", ]

NHR系列智能显示控制仪表RS-485通信中应用

01摘要
NHR系列智能显示控制仪表是经过多年开发制造经验而设计生产，集诸多全新功能于一身的新一代智能显示控制仪表。针对现场温度、压力、液位、速度、流量等各种信号进行采集、显示、控制、远传、通讯、打印等处理，构成数字采集系统及控制系统，广泛运用于电力、石化、冶金、轻工、制药、航空等诸多领域。产品的EMC设计符合GB/T176262-11相关规定，同时产品取得了CE认证。
02产品的市场背景
在自动化控制领域，随着分布式控制系统的发展，在产业上的分布式控制系统中，经常需要采用串行通讯来达到远程信息交换的目的。目前，用于串行通讯的接口标准包括：RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。RS-232是最早的串行接口标准，广泛应用在短间隔、较低波特率串行通讯中。其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准，比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的进步。RS-485串行接口的电气标准实际上是RS-422的变型，它属于七层OSI (open system interconnection，开放系统互连)模型物理层的协议标准。由于性能优异、结构简单、组网轻易，RS-485总线标准得到了越来越广泛的应用。下面是关于虹润NHR 系列智能显示控制仪表在RS-485通信中的应用。
03产品的技术原理
1、系统技术方案
工业场合中,经常要用一些仪表去控制如温度、液位、流量等。在某些场合,需要1台控制器灵活地控制多台仪表,以达到设计控制目的。
本文利用标准的MODBUS RTU通讯协议与 RS-485通信指令,方便的实现与多台虹润NHR系列仪表的串行通信成功的实现了用单台控制器对多台仪表的灵活控制。可编程控制器允许在一个RS-485通信接口上连接多达100台虹润仪表,仪表大于60台时,需加一个RS-485中继器，RS-485通信口通信距离长达1KM以上。
2、RS-485总线的硬件设计
考虑到此控制系统中网络节点数较多，整个网络超过100个节点，为保证通讯的可靠性和通讯效率按照仪表在系统中实现的不同功能、数据流量、实时性要求把各仪表分布到两条总线上，而且所选器件中的RS-485芯片驱动能力均达到255点，通讯速率选96Kbps，离主站最远的节点不超过50m。
3、网络协议
为了能使具体的命令、数据在网络上正确地传输，在数据链路层必须提供一定的网络协议，保证在物理层的比特流出现错误时进行检测和校正，同时实现数据帧和命令帧的功能。然而，为保证数据传输质量，对每个字节进行校验的同时，应尽量减少特征字和校验字，而常用的数据包格式由引导码、长度码、地址码、命令码、数据、校验码、尾码组成，每个数据包长度达20～30字节，在RS-485系统中显得又有些繁杂。由于MODBUS协议是公然的通讯协议，而且被很多的工控产品生产厂家支持，该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中，因此，本系统采用MODBUS协议作为此控制系统的网络协议。
在此控制中由于对PLC和变频器的通讯数据量小而且实时性要求不高，因此采用MODBUS ASCII方式，而对单片机的数据通讯量较大且实时性要求高,因此采用MODBUS RTU方式。
04产品的应用
考虑到100台仪表在RS485总线上的实时性、有效性、正确性，现将100台虹润NHR系列智能控制仪表通讯组网分为两条总线，分别由PLC的串口扩展口分别定义为A1、B1和A2、B2 ；下面是虹润NHR系列智能控制仪表与PLC主机连接图，见图1、图2：

图1：虹润仪表与PLC组网图

图2：虹润仪表与PLC组网图
1、虹润NHR系列智能显示控制仪表通信参数配置
(1)、通信方式为RS-485, (1个起始位，1个或2个停止位，8位数据，无奇偶校验)
(2)、通信传输数据的波特率（12K 24K 48K 96K 192K）可在仪表叁数baud中设定
(3)、通信协议为标准Modbus Rtu 模式
这里重点突出可编程控制器与虹润NHR仪表RS-485接口部分。在工业现场,RS-485通信是应用较多的一种通信方式，图中可编程控制器通过RS-485通信接口与多个NHR仪表相连接,最多可达到100台,每台仪表被赋予各自的地址码,用以识别身份，( 地址码可在仪表叁数Addr中设定)，子单元和主单元采用地址轮询方式。这样可编程控制器的RS-485通信口便能通过RS485总线对挂在下面的所有仪表进行控制 *** 作。
2、虹润NHR系列智能数字显示控制仪通信数据流解析
本通信协议采用标准ModBus协议，采用RTU（十六进制数）传输模式。ModBus协议是一种主---从式协议。任何时刻只有一个设备能够在线路上进行发送。由主站管理信息交换，且只有主站能发起。主站会依次对从站进行轮流查询。只有当从站地址与轮询地址相匹配，从站才能回复消息。从站之间不能进行直接通信。协议桢中不包含任何消息报头及消息结束符，消息的开始和结束依靠间隔时间来识别，当间隔时间长于或等于35个字符时，即作为检测到桢结束。如果网络内没有与查询地址相一致的从站或从站接收时CRC校验出错，主站将不会接收到返回桢，这时主站根据超时设定判断是否超时，如超时，作出重发或d出异常错误窗口动作。
协议桢定义如下：

从站地址：地址必须在1---247之间。
在同个主站网络中每个从站地址必须唯一。
0为广播地址，从站接收消息并作相应处理，但不能回复消息。
功能代码：包含读、写寄存器。
数据：以二进制代码传输。
CRC16：循环冗余校验，校验从从站地址到数据区最后一个字节，计算多项式码为A001(hex)。
（1）、通讯口设置
通讯方式异步串行通讯接口，如RS-485，RS-232等。
波特率 2400～9600bps（可由设定仪表二级参数自由更改，设定仪表二级参数BT，默认4800）。
（2）、字节数据格式 HEX
一位起始位、八位数据位、一位停止位、无校验

（3）、消息桢格式（读、写功能是从主站角度定义的）
读寄存器桢

读寄存器返回桢

写寄存器桢

写寄存器返回桢

错误返回桢

功能代码表：1

错误代码表：2

3、产品

05结论
本文利用标准的MODBUS协议和虹润NHR系列智能显示控制仪表进行RS-485通信，实现了单台控制器控制多台NHR仪表的任务，并能实时检测各仪表的运行状态，整个系统控制灵活方便, 方案结构简单，开发成本低，周期短，既使在恶劣的工业环境下也能稳定工作。