行业洞察|要火了的雾计算,前沿应用场景之五:雾计算+智能家居

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王小溪
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行业洞察|要火了的雾计算,前沿应用场景之五:雾计算+智能家居

Post by 王小溪 » Thu Sep 19, 2019 6:21 am

目前,随着5G技术的发展,网络连接速度越来越快,如智能设备等网络节点连入越来越多,网络信号覆盖范围越来越广,网络通信状态越来越稳定,这意味着我们已经迈进万物互联的物联网时代。

智能设备的不断普及使得海量数据的实时产生将成为未来社会的常态,设备的逐渐智能化使得设备本身具备即时处理数据的能力,而不必非得把信息传输或存储到距离遥远的“云”中,这正为分布式本地网络架构奠定了基础,而且还催生了雾计算技术的崛起和发展。

雾计算将为多个行业和领域的发展带来飞跃性的变革。那么,即将火起来的雾计算可以被运用到哪些行业和领域?它的落地应用场景又会是怎样的呢?

接下来,我们将会给大家逐一分享,第五期博纳云将分享雾计算与智能家居生活相结合的应用场景。
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你是否想象过,未来家里的一切都可以更加智能化:家里各个房间的灯和窗户可以根据你此时所在位置自动开关;当你走进镜子前,镜子如同屏幕自动显示时间、天气等你所关注的关键信息;当你起床时,厨房智能烹饪系统将根据你的饮食偏好准备早餐;当你出门在外而家里被非法入侵时,家中的安全系统会立刻鸣笛,拨打电话报警并通过手机APP及时通知你……
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这些场景相信已经不足以让你瞠目结舌,因为这是大多数人可以想象的未来生活的常态。

目前不少城市、住宅小区甚至是个人家庭都在积极部署智能家居:越来越多智能家居设备“闪亮登场”并走进千家万户,这些设备24小时联网,以实时、持续地产生大量有价值的数据,同时又提供数据驱动的智能方案,给生活提供各式各样的便利,能够让设备生产商、家庭服务提供商等企业在了解用户行为习惯和偏好基础上提供更精准、优质和个性化的产品和服务,提高家庭的生活舒适度和质量,还会对维护社会治安、管理个人健康和提高经济效率都有很好的积极推动作用。

比如,在智能城市的医疗保健系统规划中,病人家里启动智能家居可以启动监控功能,以了解患者在家里使用电器的情况,及时检测患者在家中的异常行为,可以保证在紧急需要时提供及时救援;电力公司则可以通过对家庭智能电器电力消耗数据进行分析,了解住户的用电行为,自动且智能地计算梯度电费,促使人们节约用电。

智能家居生活的真正实现离不开雾计算

要实现这样的生活,除了性能越来越优的智能家居设备之外,背后还需要强大的物联网数据分析平台系统。按照原来的技术实现架构和模式来说,智能设备产生后的数据一般要传输到距离较远的云计算中心进行处理分析,再传输回到家庭中来进行智能操控。而在如今和未来,各式各样的家居智能设备同时产生实时且大量的数据,还要求及时根据数据反馈做出反应,云计算的单一解决方式就显得“捉襟见肘”。

想要真正实现智能生活,那么这些在家里由各种设备产生的数据就要求在更近的距离甚至是在离线的状态就可以被分析处理,那么雾计算的“身影”将不可或缺。
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简单地来说,雾计算可理解为本地化的云计算,就是在终端(数据产生源头)和数据中心(云计算所在处)之间的一个网络边缘层,雾计算架构一般以带有存储器的小服务器或路由器作为雾节点,可以把一些并不需要放到“云”的数据在这一层直接处理和存储,以减少“云”的压力,提高了效率,也提升了传输速率,减低了时延。雾计算架构层部署在物联网接入层,由大量具有计算、存储功能的雾服务器组成。


家庭智能设备性能小,需要雾计算

每个智能化的家具设备实际上都是物联网产品,具有连续采集和初步分析数据的功能,可以及时了解设备使用状态和情况,感知用户的行为习惯和偏好。

然而,这些设备的主要任务是提供相应的家居服务:智能灯的首要职责是照明;智能冰箱主要是为了储存食物;智能烹饪系统主要是为家人提供美味营养的食物;智能家庭影院要为家人提供在电影院一般的观影感受……这些设备各行其职的同时可以进行一定的数据分析,但由于自身性能的局限性,在面对海量数据产生时,就无法进行高强度的数据管理、存储和分析工作了。

雾计算就可以应对这样的工作,它可以管理、分析由智能家居设备产生的海量数据并将其可视化,实时显示在用户的APP上。
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云计算太遥远,需要雾计算

云计算要求用户连到远程的大型数据中心才能进行存取服务,而雾计算不必如此。除了架构上的差异,云计算能够提供的应用,雾计算大多数也能提供。
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数据从云端传入、传出要比想象的复杂和困难。由于智能设备越来越多,在传输数据时,不仅对网络宽带提出更高的要求,使数据中心的负担日益加重,数据传输和信息的获取越来越成为问题。结合分布式的雾计算,通过智能路由器等设备和技术手段,在不同设备之间组成数据传输带,可以减少网络流量,数据中心的负担也相对减轻。

雾计算在智能家居系统中发挥着关键作用,支持大数据处理以实现近实时响应。雾计算是该系统中更靠近家庭的数据存储和处理层,有效地解决与云系统的底层传输通信网络相关的延迟问题。

未来家居生活:智能设备+雾计算+云计算

未来,“智能家居IoT+雾计算+云计算”相结合的新型平台将会成为智能家居生活的主流。这样的平台以数据为驱动,从家庭智能设备中产生的数据进行洞见性分析,还能有效应对在线与离线状态交替下的数据处理、存储和分类分析的操作复杂性以及资源需求的挑战。

一般来说,这个平台的架构系统分为三层架构:
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(来源:《路径:智能家庭物联网设备基于雾的云智能资源管理方法》“ROUTE- Fog enabled cloud based intelligent resource management approach for smart home IoT devices”)
  • 第一层为数据产生源,由智能家居设备组成,可以实时获取家居生活的各类动态数据;
  • 第二层为雾计算层,在这里将接近实时地处理数据,提供基于数据驱动的智能决策,改善和调整设备的使用参数、模式和条件等;
  • 第三层为中心云计算层,负责处理复杂的数据分析和提供对应的洞察方案,其庞大的存储空间可以储存经过第一、二层过滤和加工后的重要数据信息。
雾计算位于架构的中间层,可以提供几近实时的数据分析功能,而中心云系统负责将经过雾计算层过滤处理过的计算和存储资源被用来执行计算密集型的应用。雾节点将云系统的服务扩展到靠近智能家居物理位置的网络边缘,从而允许更快的数据处理和服务应用程序,这些应用程序只能在特定时间内提供服务。

未来的智能家居生活会如何?

有了雾计算加入,未来的智能家居生活到底会怎么便捷美妙的呢?让我们以一天的生活来做一个畅想:

早晨,智能音箱用温柔的音乐唤你起床,你手上佩戴的智能手表在探测到你醒来的那一刻后,睡房柔和的灯光逐渐亮起,客厅室内的空调提前根据当天的实时天气情况调整为合适的温度,空气净化机和加湿器一直保持工作,此时窗帘自动开启。

当你走到卫生间的镜子前,镜子如同屏幕自动显示时间、天气等你所关注的关键信息,你可以在镜子屏幕上选好早餐套餐,智能厨房烹饪设备就开始自动为你准备早餐。

当你洗漱收拾完毕后,热腾腾的早餐已经摆放在餐桌上,智能音箱自动开启根据你的偏好播放今日的焦点新闻,你可以一边享用早餐,一边收听新闻,还可以提前预定好下班后回家的晚餐。

当你离开家后,家庭的安全系统会开启,遇到非法入侵的情况,家中的安全系统会立刻鸣笛,拨打预设电话的方式进行报警并通过手机APP及时通知你……

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如此便捷、舒适又安全的智能家居生活方式,让你在家中的生活可以懒得更加自在又开怀,相信有了基于雾计算的智能家居物联网的不断进步和发展,这样的景象将会一步步地向我们靠近。

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参考文章:
1.《雾计算和云计算智能家居的物联网大数据分析》(IoT big data analytics for smart homes with fog and cloud computing)
2.雾计算如何改变我们的工作?(How will fog computing change how we work?)
原文链接:https://www.wbs.ac.uk/news/how-will-fog ... -and-work/
3.《路径:智能家庭物联网设备基于雾的云智能资源管理方法》(ROUTE- Fog enabled cloud based intelligent resource management approach for smart home IoT devices)
4.视频:云计算vs雾计算(Cloud computing vs Fog computing)
原文链接:https://www.youtube.com/watch?time_cont ... I-iTMCu3xY

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