边缘智能的工作原理是什么

边缘智能的工作原理是什么_数据处理靠近源头

数据处理靠近源头

边缘智能将计算和存储能力部署在靠近数据产生和消费端的网络边缘节点,而不是集中在远程数据中心。

边缘智能的工作原理是什么_实时响应

实时响应

边缘智能支持对实时数据进行即时处理,满足自动驾驶汽车、工业自动化等应用对低延迟的需求,无需将数据传输到远程服务器再返回。

边缘智能的工作原理是什么_本地智能

本地智能

边缘节点具备一定的人工智能能力,可以在本地对数据进行分析和决策,提高响应速度和可靠性。

边缘智能的工作原理是什么_上游数据收集

上游数据收集

边缘智能系统可用于收集来自传感器等设备的数据,并将其传输到数据中心进行进一步处理。

边缘智能的工作原理是什么_自主应用

自主应用

对于需要实时响应的自主应用,如自动驾驶汽车,边缘智能可实现设备间的直接通信,无需依赖远程服务器。


边缘智能有哪些优势

边缘智能能够为企业带来诸多优势。下面将从几个方面进行阐述:

边缘智能有哪些优势_提高响应速度和吞吐量

提高响应速度和吞吐量

通过将分析计算资源部署在靠近终端用户的边缘节点,边缘智能可以显著提高应用程序的响应速度和吞吐量。对于需要短响应时间的应用程序(如物联网、自动驾驶、健康/安全相关应用程序和人工智能应用程序等),一个设计良好的边缘平台比传统的基于云的系统表现更出色。

边缘智能有哪些优势_提高运营效率

提高运营效率

由于分析资源与终端用户的距离更近,系统边缘可以运行复杂的分析工具和人工智能工具。这种部署方式有助于提高运营效率,并带来诸多优势。

边缘智能有哪些优势_减少网络传输

减少网络传输

边缘计算可以作为客户端设备与更广阔互联网之间的中间层,从而实现效率节约,例如减少需要通过互联网传输的数据量。一些计算密集型的视频处理任务可以在本地边缘服务器上执行,避免了通过互联网传输视频文件的需求。

边缘智能有哪些优势_提高数据安全性

提高数据安全性

边缘智能可以提高数据安全性,因为大部分数据都在本地进行处理和存储,只有关键信息才会被发送回中央数据中心。

边缘智能有哪些优势_降低成本

降低成本

通过减少从远程站点传输到中央数据中心的数据量,边缘智能可以降低成本。


边缘智能的组成部分

边缘智能是指将人工智能(AI)和机器学习(ML)能力集成到网络边缘,靠近数据源,从而实现实时数据处理和决策,无需将数据发送回集中式云或数据中心。边缘智能的组成部分包括:

传感器数据采集

边缘设备(如物联网传感器)在本地收集和处理数据,然后仅将最关键的信息传输到云端,减少了数据传输成本和延迟。

本地数据处理

边缘计算平台支持现场数据处理和分析,从而实现更快的洞察和决策,对于时间敏感型应用(如自动驾驶汽车)至关重要。

自主决策

边缘智能使设备能够独立做出决策,无需依赖远程服务器,对于需要即时响应的应用(如能源运营中的危险检测)很重要。

改善隐私和安全性

通过将敏感数据保留在边缘,组织可以更好地保护用户隐私,降低数据泄露风险。

总结

总的来说,边缘智能将AI/ML的强大功能与边缘计算的优势相结合,实现更高效、响应更快、更安全的数据处理,靠近数据源。


如何搭建边缘智能

边缘智能是将计算资源和分析能力部署在靠近数据源和用户的边缘位置,以实现更快的响应时间、降低带宽需求和提高运营效率。搭建边缘智能需要采取以下关键步骤:

部署边缘设备和传感器

边缘智能的第一步是在数据源处部署边缘设备和传感器,用于采集数据。这些设备可以内置人工智能和机器学习功能,实现本地数据分析和实时决策。例如,在石油钻井平台、风力发电机或自动驾驶汽车上安装边缘设备。

建立边缘计算基础设施

为了在边缘位置处理和存储数据,需要建立边缘计算基础设施,如微数据中心或云端。这样可以减少向中央云发送数据的带宽需求,降低延迟。边缘计算基础设施应与5G网络相结合,以获得支持复杂边缘用例(如自动驾驶汽车)所需的高速、低延迟连接。

开发边缘智能应用

在能源、医疗保健和制造业等行业,可以利用边缘智能提高运营效率、安全性和生产力。边缘人工智能可用于检测危险、优化流程和获取业务洞见。开发人员需要针对特定行业构建边缘智能应用程序。

确保数据隐私和合规性

在部署边缘智能时,需要确保遵守数据主权和隐私法规,将敏感数据保留在本地。边缘计算可以减少向云发送数据的需求,提高数据隐私性和安全性。


边缘智能有哪些应用场景

边缘智能在多个行业和场景中都有广泛的应用前景。以下是一些典型的应用场景:

自动驾驶汽车

边缘智能可以支持自动驾驶汽车的实时感知和决策制定。自动驾驶汽车需要实时处理大量传感器数据,边缘计算可以在本地进行即时分析,避免了依赖远程服务器带来的延迟。边缘智能还可以让自动驾驶汽车之间直接通信,提高响应速度和安全性。

医疗保健和公共安全

医疗保健和公共安全领域对快速响应的需求较高,边缘智能可以满足这一需求。例如,边缘智能可用于人脸识别等应用,提高公共安全水平。在医疗领域,边缘设备可以实时监测病人的体温、血糖等关键指标,并将这些敏感数据存储在本地,提高隐私保护水平。

工业物联网和预测性维护

边缘智能可以支持更复杂的分析和人工智能工具,提高运营效率。在工业物联网中,边缘设备可以收集来自油田、风力发电机等设备的数据,并通过边缘人工智能进行故障检测和预测性维护,提高能源行业的效率和工人安全。

增强现实和语音识别

边缘智能可以减少向云端传输数据的带宽需求,通过在本地处理数据后再传输,适用于增强现实和语音识别等应用,可以提高响应速度和用户体验。


边缘智能与云计算的区别

计算资源分布

边缘智能将分析计算资源部署在靠近终端用户的位置,如智能设备、移动电话和边缘节点等,以实现更低的延迟和更高的响应速度。相比之下,云计算则将IT资源和服务集中在远程数据中心,通过互联网访问。云计算的集中式架构可能导致较高的延迟和带宽问题,尤其是对于需要即时数据处理的应用程序。

安全性与可扩展性

边缘智能的分布式特性带来了新的安全性和可扩展性挑战,而云计算的强大基础设施则更加健壮。但边缘智能可通过本地处理数据来减少传输成本,提高隐私性和可靠性。

应用场景差异

边缘智能非常适合对响应时间要求高的应用,如物联网、自动驾驶和人工智能感知任务等。由于分析资源与终端用户靠近,复杂的分析工具和人工智能可以在边缘运行,提高运营效率。而云计算则更适合那些对延迟要求不太严格的应用。

数据处理模式

边缘智能旨在将计算从数据中心转移到网络边缘,利用智能设备、移动电话和边缘节点执行任务和提供服务。而云计算则是将数据和文件存储在云端系统,通过互联网访问IT服务和资源。


边缘智能面临的挑战

边缘智能面临着诸多挑战,需要克服这些障碍才能充分发挥其潜力。

安全和隐私问题

边缘计算的分布式特性带来了安全方案的转变,数据可能在不同的分布式节点之间传输,需要独立于云的特殊加密机制。此外,边缘节点可能是资源受限的设备,限制了安全方法的选择。边缘计算的使用还需要从集中式自上而下的基础设施转变为分散式信任模型。

可扩展性挑战

边缘计算中设备的异构性、不同的性能和能耗约束、高度动态的条件以及与云数据中心相比连接的可靠性,都使可扩展性成为一大挑战。边缘计算的安全要求也可能引入节点间通信的额外延迟,从而减缓扩展过程。

故障管理

边缘计算需要解决故障管理问题,以保持服务的持续运行。单个节点发生故障时,用户仍然应该能够无中断地访问服务。边缘计算系统必须提供从故障中恢复的操作,并向用户发出事件警报。

陡峭的学习曲线

操作和组合数据、提出正确的查询和分析仍然是一个挑战。对统计分析和复杂查询的理解对于实时管理至关重要,但需要一些时间来建立所需的技能。

清洁有结构的数据

分析大量运营数据的挑战在于拥有干净、标记和组织良好的数据以获得洞见。边缘设备的历史数据也必须正确存储,以理解底层的运营智能解决方案。


边缘智能的发展历程是怎样的

边缘智能是一种新兴的计算范式,其发展历程可以概括为以下几个阶段:

边缘智能的发展历程是怎样的_云计算时代的兴起

云计算时代的兴起

随着云计算技术的快速发展,大量数据和计算任务被集中到云端进行处理。然而,对于一些需要实时响应和低延迟的应用场景,云计算的中心化架构不能很好的满足需求,这种需求为边缘智能的出现奠定了基础。

边缘智能的发展历程是怎样的_物联网设备的普及

物联网设备的普及

物联网设备的广泛应用,如智能手机、可穿戴设备、车载系统等,产生了大量的数据和计算需求。将这些数据全部传输到云端进行处理,不仅会增加网络负担,还会导致延迟过高。因此,需要在边缘侧进行数据处理和决策,以提高响应速度和降低带宽占用。

边缘智能的发展历程是怎样的_边缘智能技术的兴起

边缘智能技术的兴起

为了满足物联网设备的计算需求,边缘智能技术应运而生。边缘智能将计算资源部署在靠近数据源的边缘节点,实现就近处理和实时响应。这种分布式计算架构可以有效缓解云计算的压力,提高系统的整体性能和可靠性。

边缘智能的发展历程是怎样的_5G和人工智能的推动

5G和人工智能的推动

5G技术的商用为边缘智能提供了高带宽、低延迟的网络支持,而人工智能技术的发展则为边缘智能提供了强大的数据处理能力。两者的结合,使得边缘智能在各个领域得到了广泛应用,如智能驾驶、智能制造、智慧城市等。

边缘智能的发展历程是怎样的_边缘-云协同计算模式

边缘-云协同计算模式

未来,边缘智能和云计算将形成协同发展的格局。边缘负责实时数据处理和本地决策,云端则承担大规模数据存储和深度学习训练等任务。两者通过高速网络相互协作,构建出高效、智能、可靠的分布式计算系统。


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