EdgeX Foundry

EdgeX Foundry

  1. 知識社區(qū)“王者計劃”發(fā)布痒钝,通過積分排名確定用戶的不同段位迅皇,給予不同的獎勵从铲,共同打造活力社區(qū)纫骑!
  2. SDN技能圖譜強勢降臨蝎亚,SDN應用開發(fā)工程師和NetDevOps工程師的制勝法寶,點我速覽先馆!

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SDN NFV NetDevOps 5G 物聯(lián)網(wǎng) 網(wǎng)絡安全 云計算 大數(shù)據(jù) 人工智能

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IoT當前最重要的機遇发框,全面解讀專為邊緣計算而生的EdgeX Foundry

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SDNLAB君 ? 17-09-18 ?1135 人圍觀

最近總是被問到“目前物聯(lián)網(wǎng)有沒有穩(wěn)賺不賠、必須抓住的機遇煤墙?”提問者大多來自物聯(lián)網(wǎng)初創(chuàng)企業(yè)梅惯,好吧宪拥,幫你看到別人看不清的機遇,幫你解讀別人讀不懂的布局铣减,【物女心經(jīng)】責無旁貸她君。

在尋找機遇的時候,有的人緊盯市場葫哗,有的人緊盯需求缔刹,而我看來,這些都是浮于其表的東西劣针,更深層的價值在哪里呢校镐?舉個栗子,我更看重的是“工具”捺典。一個有效的工具鸟廓,猶如一件趁手的“神兵利器”,如金箍棒之于孫猴子襟己,緊箍咒之于唐長老肝箱。如果有幸遇到長袖善舞的主人,雙雄合璧定會所向披靡稀蟋。當大部分人還拿著大刀長矛以原始姿勢赤身肉搏時煌张,率先發(fā)現(xiàn)火炮步槍,并掌握狙擊方法的人想輸都難退客。

善用工具還將促成競爭規(guī)則的改變骏融,由此帶來意外之喜。舉個例子萌狂,管理大師Frederick Winslow Taylor就是利用工具悄無聲息地變更規(guī)則档玻,讓規(guī)矩為我所用的高手。話說他的身體條件并不出色茫藏,于是便在打網(wǎng)球的時候給自己設計了湯匙形狀的網(wǎng)球拍误趴,球還沒打,已穩(wěn)操7:0的開局優(yōu)勢勝券务傲。這一小小的工具改造凉当,竟然讓他獲得了全美網(wǎng)球賽的雙打冠軍。

那么物聯(lián)網(wǎng)領域的新工具在哪里售葡?還記得我曾經(jīng)說過“云計算和IoT平臺之爭開啟下半場看杭,邊緣計算將成主陣地”吧,而這個機遇就蘊藏在邊緣計算中挟伙,而且率先會在工業(yè)領域的邊緣計算中引爆楼雹。

想要讀懂這個機遇并不容易,還得從半年之前說起。2017年4月贮缅,Linux基金會發(fā)布了一個開源物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算項目:EdgeX Foundry榨咐。EdgeX Foundry并不是一項新標準,而是統(tǒng)一標準和邊緣應用的一種方式谴供。它的主要目的是:打造并推廣EdgeX這種面向物聯(lián)網(wǎng)的通用開放標準块茁;圍繞可互操作的即插即用部件打造一個生態(tài)系統(tǒng)。

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看到這里憔鬼,你也許還不覺得有什么特別之處龟劲,我們再來看看另外一段舊事胃夏。借用《教父》中的一句經(jīng)典臺詞轴或,在一秒鐘內(nèi)看到本質(zhì)的人和花半輩子也看不清一件事本質(zhì)的人,自然是不一樣的命運仰禀。這段舊事照雁,或許能讓你看清EdgeX Foundry的本質(zhì)。

回放工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的演進歷程答恶,Cloud Foundry開源項目功勛卓著

兩周之前我剛剛談過饺蚊,當前全球共計有超過450家物聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)。這還只是記錄在案的數(shù)字悬嗓,實際數(shù)量只多不少污呼。鑒于物聯(lián)網(wǎng)平臺戰(zhàn)場各個巨頭均已強勢進入,再次奉勸各位借助物聯(lián)網(wǎng)平臺成為BAT之夢該醒了包竹。

話說回來燕酷,在所有平臺中,接近1/3的物聯(lián)網(wǎng)平臺專注于產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)周瞎,而對消費者物聯(lián)網(wǎng)的關注度稍弱苗缩。其中最受關注的是制造業(yè)和工業(yè)解決方案,有32%的物聯(lián)網(wǎng)平臺圍繞這一領域提供解決方案声诸,包括GE酱讶、西門子、ABB彼乌、施耐德泻肯、博世等工業(yè)自動化巨頭。

而這些知名的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺除了GE的Predix平臺發(fā)布較早之外慰照,大部分均在2014年之后陸續(xù)推出软免。為什么是在這個時間點之后,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺才如雨后春筍般紛紛冒出呢焚挠?整個市場的需求催化是一方面膏萧,還有一重要“工具”的成熟落地是另一方面。

從頭講起,2011年榛泛,一個名不見經(jīng)傳的PaaS云平臺Cloud Foundry由VMware公司開發(fā)出來蝌蹂,初衷是為廣大應用程序開發(fā)人員、應用程序操作人員和云運營商簡化部署工作曹锨。隨后在2011年4月份孤个,Cloud Foundry宣布成為開源項目,開發(fā)人員可以用自己選擇的語言和Web框架來編寫代碼沛简,沒必要為具體的IT環(huán)境而操心齐鲤。

與此同時,2011年椒楣,GE悄悄地在加州圣拉蒙設立了一個軟件中心给郊,作為GE Digital總部,專注開發(fā)Predix捧灰。一開始Predix只不過是GE用來服務它所銷售的引擎的軟件品牌而已淆九,其中一項應用是給噴氣發(fā)動機提供預測性維護,減少停機時間毛俏,但是Predix項目進展緩慢炭庙。

2013年4月,EMC和VMware聯(lián)合成立了一家新的公司Pivotal煌寇,定位是將下一代云計算和大數(shù)據(jù)應用相結(jié)合焕蹄,同時承載了Cloud Foundry項目》埽基于敏捷開發(fā)腻脏、Pivotal Cloud Foundry PaaS云平臺以及大數(shù)據(jù)套件等解決方案和產(chǎn)品,Pivotal顛覆了世界軟件的構(gòu)建方式淌哟。在創(chuàng)立伊始迹卢,Pivotal就獲得GE投資的1.05億美元。為什么GE選擇投資Pivotal徒仓,而不是從頭開發(fā)底層PaaS平臺呢腐碱?原因自行體會〉舫冢總之症见,自從有了Cloud Foundry平臺打底,GE Predix從此走上了發(fā)展快車道殃饿。

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2014年2月谋作,Pivotal宣布成立Cloud Foundry基金會,Pivotal乎芳、EMC遵蚜、IBM等都是白金級贊助商帖池。該基金會的隊伍此后擴大到67名成員,在全球擁有2,400名代碼貢獻者吭净,根據(jù)研究現(xiàn)實睡汹,Cloud Foundry占到35%的市場份額,Gartner研究認為寂殉,Cloud Foundry的總市值約為28億美元囚巴,并將在未來幾年輕松突破50億美元。

在此之后友扰,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺在經(jīng)過一段默默無聞的“暗黑”潛伏期之后彤叉,紛紛露出水面。也許你不知道的是村怪,除了GE Predix平臺秽浇,西門子的MindSphere、博世的IoT Cloud和霍尼韋爾的Sentience全部都是依托于開源平臺Cloud Foundry之上的工業(yè)IoT平臺实愚,足見Cloud Foundry之于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的價值兼呵。

可以說Cloud Foundry這個“兵器”兔辅,有效降低了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的準入門檻和開發(fā)周期腊敲。巨頭們尚且懂得借助工具,你我有什么理由拒絕维苔?

從物聯(lián)網(wǎng)平臺到邊緣計算碰辅,開源項目潤物細無聲

數(shù)據(jù)分析正在變得比設備本身更有價值,而在最為接近前端智能的邊緣計算側(cè)介时,實時數(shù)據(jù)的價值能夠被最大化的發(fā)揮出來没宾,因此物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展大勢正在從平臺向邊緣延伸。尤其在產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用中沸柔,能否以實時或者近乎實時的速度深入理解巨量的設備和環(huán)境數(shù)據(jù)循衰,是決定物聯(lián)網(wǎng)項目成敗的關鍵。

根據(jù)IDC的預測褐澎,邊緣計算的市場前景非常廣闊:到2018年会钝,40%的IoT數(shù)據(jù)將會通過霧計算、邊緣計算在近端處理工三。到“云”為止迁酸,我們完成了從分布計算到集中計算的轉(zhuǎn)變,然而現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)俭正,碎如雞毛的不同物聯(lián)網(wǎng)場景奸鬓,單純依靠集中式的云計算往往并不是最佳策略。邊緣的“速算”能力掸读,對物聯(lián)網(wǎng)應用來說更為合拍串远。

當分析邊緣計算的發(fā)展趨勢時宏多,物聯(lián)網(wǎng)平臺走過的歷程可以作為有效的參考依據(jù),這時在大腦中建立一個清晰的物聯(lián)網(wǎng)基礎架構(gòu)是必不可少的澡罚。

感知绷落、網(wǎng)絡、應用等簡單粗暴的層級劃分已經(jīng)不能滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展瞬息萬變的節(jié)奏始苇,為了與時俱進砌烁,確定物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的基礎部件,多個國際級機構(gòu)組織和行業(yè)聯(lián)盟都提出了IoT參考框架催式。

比如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA函喉、歐盟IoT-A項目提出的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)參考模型、德國三大協(xié)會聯(lián)合發(fā)布的《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略規(guī)劃報告》中明確提出了RAMI 4.0(工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型)為核心的物聯(lián)網(wǎng)智能工廠基礎框架荣月、電氣和電子工程師協(xié)會IEEE專門成立的P2413項目組也提出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)管呵。

本文無意詳細分析上述種種架構(gòu)的細枝末節(jié),而是幫你完成精簡和提煉的工作哺窄。這些權(quán)威架構(gòu)的共同之處在于明確提出了物聯(lián)網(wǎng)的各種層次捐下,使用“化整為零”的思維方式,將物聯(lián)網(wǎng)這個“龐然大物”進行分解和分層萌业,使各個層次的本質(zhì)屬性和發(fā)展規(guī)律從復雜的混沌狀態(tài)中依次暴露坷襟,從而有效的理清重點、抓住核心生年。

匯總上述架構(gòu)的共性婴程,進行總結(jié)和濃縮,可以轉(zhuǎn)述成下面可供人類理解的簡筆畫:

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其中包含的基本元素是:
物理設備:物聯(lián)網(wǎng)中的“物物”
邊緣計算--網(wǎng)關:連接物理設備的邊緣計算部件
IoT云平臺--集成:企業(yè)服務總線和中間件
IoT云平臺--應用:產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)處理和分析

邊緣計算側(cè)與物聯(lián)網(wǎng)平臺側(cè)遙相呼應抱婉。

邊緣計算是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)档叔,采用網(wǎng)絡、計算蒸绩、存儲衙四、應用核心能力為一體的開放平臺,就近提供前端服務患亿。其應用程序在邊緣側(cè)發(fā)起传蹈,產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡服務響應,滿足行業(yè)在實時業(yè)務窍育、應用智能卡睦、安全與隱私保護等方面的基本需求。

邊緣計算負責從各種設備中經(jīng)由多種的協(xié)議轉(zhuǎn)換提取所需的數(shù)據(jù)和功能漱抓,實時處理或者上傳到云平臺表锻。在提供傳輸能力的同時,位于邊緣計算層的網(wǎng)關還負責提供數(shù)據(jù)過濾乞娄、數(shù)據(jù)清理瞬逊、數(shù)據(jù)聚合显歧、數(shù)據(jù)監(jiān)控等功能。網(wǎng)關負責管理設備的整個生命周期确镊,提供唯一的標識ID識別設備士骤、進行資產(chǎn)管理并更新設備固件。邊緣計算層不僅連通應用層和設備層蕾域,同時保證整個物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中端到端的安全性拷肌。

物聯(lián)網(wǎng)云平臺則負責從連接的設備中接收數(shù)據(jù),并將其存儲在內(nèi)存或數(shù)據(jù)庫中旨巷,并完成進一步的深入分析和決策巨缘。集成層將基于事件的消息有效的轉(zhuǎn)換成可供查詢的數(shù)據(jù)。在應用層采呐,數(shù)據(jù)被快速進行處理若锁,以便及時發(fā)現(xiàn)異常給予預警,并且利用豐富的機器學習能力預測未來趨勢斧吐。

應用層的核心功能圍繞兩個方面:一是“數(shù)據(jù)”又固,應用層需要完成數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的處理;二是“應用”煤率,僅僅管理和處理數(shù)據(jù)還遠遠不夠仰冠,必須將這些數(shù)據(jù)與各行業(yè)應用相結(jié)合。在這個層次中涕侈,各種應用與行業(yè)發(fā)展的需求緊密結(jié)合沪停,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的多種智能化服務煤辨。

在物聯(lián)網(wǎng)云平臺側(cè)裳涛,常見的開源工具,除了Cloud Foundry众辨,還包括Hadoop和Kafka等端三。而在邊緣計算側(cè),由于設備和總線種類繁多鹃彻,缺乏合規(guī)性的邊緣計算開發(fā)范式郊闯,導致設備和程序互不兼容性,尚未獲得預期中的爆發(fā)式成長蛛株。這時一個開源的邊緣計算框架就顯得非常必要团赁,它有助于降低初創(chuàng)企業(yè)的進入門檻,創(chuàng)業(yè)者可以更好的分配資源谨履,而不必浪費過多時間在邊緣計算的基礎架構(gòu)層面欢摄,可以集中精力專攻特色功能和定制界面。

現(xiàn)在這個工具已經(jīng)在你手中笋粟,它就是從名不見經(jīng)傳到讓幾大工業(yè)巨門如獲至寶的EdgeX Foundry怀挠。

EdgeX Foundry專為邊緣計算而生

接下來的內(nèi)容析蝴,將是國內(nèi)首次對EdgeX Foundry的全面解讀。劃重點绿淋,是國內(nèi)首次闷畸,是全面解讀。

EdgeX Foundry嘗試提供可互操作的組件吞滞,提供即插即用功能佑菩,改變邊緣計算游戲的“規(guī)則”。它將是一個簡單的互操作性框架裁赠,獨立于操作系統(tǒng)倘待,支持任何硬件和應用程序,促進設備组贺、應用程序和云平臺之間的連接凸舵。EdgeX Foundry的主要任務是簡化和標準化工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算,同時保持其開放性失尖。

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EdgeX Foundry并不僅僅是一個標準啊奄,還是一個極具可操作性的開源平臺。在EdgeX Foundry的架構(gòu)中掀潮,定義了“南側(cè)”和“北側(cè)”能力:

南側(cè):所有的物聯(lián)網(wǎng)物理設備菇夸,以及與這些設備、傳感器仪吧、執(zhí)行器或者其他對象直接通信的網(wǎng)絡邊緣器件庄新,統(tǒng)稱為“南側(cè)”。
北側(cè):負責數(shù)據(jù)匯總薯鼠、存儲择诈、聚合、分析和轉(zhuǎn)換為決策信息的云平臺出皇,以及負責與云平臺通信的網(wǎng)絡部分羞芍,統(tǒng)稱為“北側(cè)”。

除了南側(cè)和北側(cè)之外郊艘,對于“東向”和“西向”需要具備的負荷分組荷科、網(wǎng)關同步等能力,EdgeX Foundry尚未給出定義纱注。

EdgeX Foundry承諾具備相當?shù)撵`活性畏浆,其中的任何微服務均可靈活升級、替換和擴展狞贱,并提供“實施案例”服務刻获,促進最佳實踐。EdgeX Foundry還將存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能列為必備斥滤。

EdgeX Foundry擁有4層架構(gòu)将鸵,從上到下依次是:
輸出服務層:EdgeX Foundry可以長時間獨立于云平臺運行勉盅,無需連接到“北側(cè)”系統(tǒng)。當需要把邊緣數(shù)據(jù)和智能分析輸送到云平臺時顶掉,這項工作將由在本層執(zhí)行草娜。
支持服務層:本層涵蓋大量的微服務,提供邊緣分析和智能痒筒。
核心服務層:本層將邊緣計算的北側(cè)和南側(cè)進行劃分宰闰,顧名思義,核心層在EdgeX Foundry平臺處于重要地位簿透,具體的組成部分包括:核心數(shù)據(jù)移袍、服務指令、元數(shù)據(jù)老充,以及注冊表和相關配置葡盗。
設備服務層:本層與IoT物理設備進行交互。

EdgeX Foundry將具備以下的種種獨立性:
獨立于物聯(lián)網(wǎng)硬件
獨立于操作系統(tǒng)(Linux啡浊、Android觅够、Windows等)
獨立進行功能分配(它能夠在邊緣端、霧端巷嚣、云端…通過微服務分配各種功能)
獨立于各種通訊協(xié)議

EdgeX Foundry還將會進一步推動“智能”向邊緣的滲透喘先,以便解決響應延遲問題、帶寬和存儲問題廷粒,以及遠程操作問題窘拯。

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整體而言,EdgeX Foundry項目的主要特性包括:
提供靈活的微服務架構(gòu)坝茎。
與CPU(例如x86涤姊、ARM),操作系統(tǒng)(例如Linux景东、Windows砂轻、Mac OS)和編程環(huán)境(例如Java、JavaScript斤吐、Python、C/C++)獨立厨喂。
允許服務根據(jù)設備能力和現(xiàn)實用例進行自由擴展和措。
啟用對設備接口的全面支持,以便將連接協(xié)議標準化為通用API蜕煌。
允許在多個邊緣硬件節(jié)點派阱,或特定邊緣節(jié)點內(nèi)的處理器之間分配功能。
微服務(例如斜纪,北側(cè)消息總線贫母、規(guī)則引擎文兑、數(shù)據(jù)庫)可以靈活升級、替換和擴展腺劣。
在保證可擴展性的同時绿贞,具備工業(yè)級安全性、穩(wěn)定性和可靠性橘原。
支持使用更高版本的微服務器或部件插件進行整體替換籍铁,而不需要更改架構(gòu)。

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探究EdgeX Foundry背后的主導公司趾断,除了戴爾之外拒名,還有IOTech和Mainflux等初創(chuàng)企業(yè)。戴爾是EdgeX Foundry開源項目的創(chuàng)始成員之一芋酌,它為EdgeX Foundry提供了采用Apache 2.0許可證的FUSE源代碼增显。FUSE包括10多種微服務和12500多萬行代碼,它們在連接標準脐帝、邊緣分析甸怕、安全、系統(tǒng)管理和服務之間提供了互操作性腮恩。

IOTech公司(www.iotechsys.com)的目標是通過產(chǎn)品化的開源商業(yè)模式和渠道戰(zhàn)略梢杭,成為全球邊緣計算平臺的領導者。

Mainflux公司(www.mainflux.com)是一家總部位于巴黎的科技公司秸滴,同名平臺Mainflux是一個基于微服務的開源平臺武契,是復雜的物聯(lián)網(wǎng)解決方案的中間件。它可以讓設備荡含、用戶和應用程序在不同的網(wǎng)絡協(xié)議上實現(xiàn)連接咒唆,支持例如HTTP、MQTT释液、WebSocket和CoAP之間的無縫連接全释。

現(xiàn)在的代碼主要是基于Java語言,托管在https://github.com/edgexfoundry误债。至于EdgeX Foundry發(fā)展的Roadmap浸船,目前尚處于指導階段并未給出具體的時間節(jié)點。

基于EdgeX的邊緣計算“百團”大戰(zhàn)正在醞釀

由于EdgeX Foundry有效降低了邊緣計算領域的準入門檻寝蹈,受益最大的是應用端的開發(fā)商李命,使用EdgeX Foundry在邊緣計算側(cè)構(gòu)建一個獨立于各種硬件的“APP Store”成為可能。當然這里的APP“應用程序”是一個多維和多層的概念箫老,本文僅是使用APP這個名詞作為一個代表符號封字,并不等同于手機等移動互聯(lián)網(wǎng)世界中的“應用軟件”。

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也許你還記得文初提到的450家物聯(lián)網(wǎng)平臺這一數(shù)據(jù),而在邊緣計算側(cè)阔籽,數(shù)百個“APP”應用齊鳴的時代指日可待流妻。因為APP Store模式試圖解決物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算生態(tài)構(gòu)建中的一個核心問題,物聯(lián)網(wǎng)應用的匱乏笆制。正如iPhone最初被大眾認可绅这,更多是看重它背后數(shù)以萬計的APP,因此誰能提前布局有效的邊緣計算APP项贺,自然就會成為炙手可熱的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)內(nèi)迅速躥紅的紅人君躺,簡稱“網(wǎng)紅”。

在這里花些時間解釋一下APP Store模式的本質(zhì)开缎,它是蘋果公司基于iPhone的軟件應用商店棕叫,這是蘋果公司開創(chuàng)的一個讓網(wǎng)絡與手機相融合的新型經(jīng)營模式,以APP Store為媒介奕删,建立起了一個手機產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈俺泣,使得手機軟件業(yè)開始進入一個高速、良性發(fā)展的軌道完残,這個新型經(jīng)營模式成為了APP Store模式的雛形伏钠。

在經(jīng)濟原則的基礎上,人們總是希望效益/利益最大化谨设,因此熟掂,將APP Store模式建設成一個服務平臺,這個平臺主要是為合作伙伴服務的扎拣,通過合作共贏來把“餅”做大赴肚,而自我的價值由于總體效益的提高而得到實現(xiàn),這是一個理念性的升華二蓝。

APP Store模式的基本結(jié)構(gòu)為:在產(chǎn)業(yè)鏈中選擇一個以上的環(huán)節(jié)作為整個模式的支撐點誉券,通過平臺進行承載與輻射,通過APP Store實現(xiàn)直接價值刊愚,通過經(jīng)營產(chǎn)業(yè)鏈來實現(xiàn)間接價值踊跟。

EdgeX Foundry實現(xiàn)了邊緣硬件與應用在某種程度上的解耦,有利于應用端的企業(yè)聚精會神的開發(fā)有價值的邊緣應用程序鸥诽。同時商玫,我們需要注意到雖然EdgeX Foundry不僅面向工業(yè),也面向消費電子領域,但從創(chuàng)始成員公司的分布來看,率先在工業(yè)場景下落地將是大概率事件菩佑。

目前歐美企業(yè)對于EdgeX Foundry的響應非常積極除师,成員數(shù)量已經(jīng)突破60家,尚無中國企業(yè)加入扁远。

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基于EdgeX Foundry開源平臺的邊緣計算應用仍未露出水面俊鱼,黎明前的黑暗往往孕育著最深沉也最耀眼的第一道曙光刻像。至此,關于EdgeX Foundry這個獨門兵器并闲,解讀完畢细睡。

最后,衷心感謝映翰通InHand Networks公司吳才龍工程師在成文過程中對我的大力支持帝火。

文章轉(zhuǎn)載自微信公眾號“ 物聯(lián)網(wǎng)智庫”溜徙,作者“ 物女王(彭昭)”

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