开箱评估:EVOC边缘智能系统EI-52

作者：Makerpro

来源：Read ArTIcle(中文)

无论构建什么样的物联网系统，都必须具备三大要素：传感器节点、网关和云网络。网关是传感器节点和云之间的过渡系统，负责信息和命令的双向传输。但由于距离的限制，网关功能有所提升，现在与云共享部分处理工作量，现在被认为是边缘计算资源。

在不同的物联网系统中，许多不同类型的设备可以被视为网关。比如在家电的物联网应用中，智能音箱可能会起到网关的作用。每个节点通过Wi-Fi或蓝牙连接到扬声器，扬声器传输信息和命令。另一个例子可能是面向公众的物联网应用。蜂窝基站充当网关，节点通过4G LTE或5G连接到它们，信息和命令由蜂窝基站传输。

网关也适用于需要工业计算机(IPC)的工业物联网(IIoT)应用。在IIoT中，有很多网关的例子。应用程序可能只使用嵌入式计算机作为网关，而其他应用程序使用全尺寸服务器机房。而工业物联网中使用的很多网关只能执行基本功能，缺乏全面的软硬件支持。

最近收到研华的EI-52 (EI-52-S6A1)边缘智能系统体验。我打开包装，测试了系统，发现它很容易使用。在本文中，我将使用EI-52来说明为IIoT应用程序设置网关时应该考虑的要点和特性。

作者家中的EI-52

工业级计算机的三种应用

IPC与普通的家用和办公电脑有很大的不同。它们可能安装在高温锅炉旁边或游客热点的高碰撞概率区域。因此，工业计算机的机械设计需要更加注重可靠性。EI-52的机械设计不仅是为极端环境设计的，而且具有工业级的坚固性，可以在-10到50的温度下工作.

EI-52有三个主要用途；一是室内设施，如商店、商场、百货等；二是工厂生产线自动化；第三，零售和便利店的自助服务亭。

具有长期服务和支持的主流Windows操作系统

过去调研服务器市场，注意到塔式服务器是零售行业应用最广泛的服务器。即使在Linux市场份额不断提升的情况下，Windows操作系统仍然是零售行业使用的主流操作系统，因为门店经理和员工对这个操作系统更加熟悉，可以在Windows下轻松更改设置或进行基本的故障排除。EI-52采用windows 10企业长期服务渠道(ltsc)，既提供熟悉的操作系统，又保证长期的售后服务和支持。

EI-52采用Windows 10企业长期服务渠道

EdgeX Foundry 和强大的技术生态系统

EdgeX Foundry是一个高度灵活和可扩展的开源软件框架，可以促进IoT边缘设备和应用之间的互操作性。实际上，网关需要使用Docker容器技术来执行EdgeX Foundry。

由于EdgeX Foundry 2018的重大升级，其安全基础设施得到了增强，对计算资源的需求减少。此外，它现在使用Docker容器技术，而不是Hypervisor(VM，virtual machine)，后者更加轻量级，并为其他用途和未来扩展保留了大量硬件资源。

在较低的资源需求方面，旧版EdgeX，包括容器，需要519MB的存储空间，而新版只需要68MB。当模拟100个节点时，旧版本需要1302MB的RAM，而新版本只需要27MB。除了这一显著的节约，网关服务程序的初始化速度更快，从大约35秒到每个服务不到一秒。我查了EI-52所有预装软件使用的存储空间。只有38 GB左右，包括操作系统、EdgeX Foundry以及所有相关软件程序。

EdgeX Foundry拥有强大的技术生态系统，并受益于各种硬件和软件供应商的支持。其产品包括各种内置通信协议、驱动程序和多个传感器节点的样本代码(如摄像头和条形码阅读器)。相关文献、历史问题和讨论记录也非常全面。EdgeX Foundry确实简化并加速了IIoT应用程序的开发。

EI-52的EdgeX控制面板接口

WISE-DeviceOn，高效的后端管理软件

在操作方面，EI-52使用EdgeX Foundry，后者

使用微服务来管理节点。 此外，网关也需要管理，因此研华开发了名为 WISE-DeviceOn 的设备管理解决方案。

　　WISE-DeviceOn分为两部分，一是WISE-Agent，安装在被管理的设备上（这里是EI-52），二是WISE-DeviceOn云服务，由研华建立和运营 作为后端。 WISE-Agent 负责收集被管理设备的信息并传输到后端，同时从云端接收控制设备的命令。

　　通过后端，管理员可以在现场查看多个网关的实时状态，如网络连接状态、异常事件等。 如果检测到异常事件，则可以远程进行进一步诊断。 此外，可以进一步分析设备数据以进行预测性维护。

　　管理员可以通过无线方式更新所有网关上的固件，远程控制电源开关，以及配置通知条件。 更重要的是，WISE-DeviceOn 允许对多个网关（设备组）进行分组，从而可以进行批量操作。 这节省了大量的时间和精力。

　　

　　WISE-DeviceOn云端管理接口（设备名称若干遮盖）

　　公有云支持

　　EI-52采集现场所有信息后，需要上传到云端。 理论上，只要数据格式和协议正确映射到所需的云服务标准，任何云服务都可以使用。

　　如上所述，云是整个物联网运营中不可或缺的一部分。 通过云端的数据聚合，管理员可以了解现场设备的整体变化，从收集的数据分析中发现细微的模式，并进行后续的预测和响应。

　　

　　EI-52联机Microsoft Azure IoT Hub的后台管理画面（部份信息若干遮盖）

　　两个可选功能：推理加速和备份

　　EI-52 可以在本地进行 AI 推理，因为它与云端共享推理工作负载，这使得它更及时、更省电，并降低数据传输成本（公有云服务通常按数据使用量收费）。

　　对此，EI-52 中的第 11 代 Intel® Core™ i5/i3/Celeron 处理器使用内置的 AVX-512 VNNI 指令集，可通过利用 硬件进行计算。 您还可以选择将研华的 VEGA-330 AI 模块添加到 EI-52，该模块采用 mini-PCIe 封装，包含两个 Intel® Movidius™ Myriad™ X VPU，可加快视频流的推理速度。

　　除了Edge AI模块，EI-52还可以搭载研华其他5G和Wi-Fi模块，满足云端和传感器的各种通信需求。 所有模块均经过兼容性、性能和热可靠性测试，以确保稳定运行。

　　网关对信息安全的要求比传感器节点和云网络更高，因为云服务器大多位于数据中心，系统受到严格监控和多层保护，而网关和传感器节点大多放置在开放环境和公共空间中，这使得 很难有充分的保护。 网关不仅可以通过互联网被黑客入侵，还可以通过物理方法被黑客入侵。

　　当单个传感器受到攻击时，通常只会造成很小的局部损坏，并且工作负载很容易被相邻节点覆盖。 但是，一旦网关受到攻击，影响将扩展到整个区域，不容忽视。

　　因此，EI-52 中安装可选的防病毒和数据备份和恢复软件实用程序。 研华已与软件供应商合作，测试并验证 McAfee 防病毒软件和 Acronis 数据备份和恢复软件可用于为 EI-52 提供所有必要的保护和安全措施。

　　除了软件实用程序外，EI-52还有一颗硬件芯片（Infineon SLB9670XQ2.0），提供TPM 2.0安全相关功能，避免数据篡改。 同时，数据分散保存，即使黑客访问整个EI-52设备，没有验证密钥也无法正确解码其中的数据。

　　

　　EI-52方案整体示意图（绘图：陆向阳）

　　结论

　　从这次开箱体验中，可以得出结论，虽然一般的简单和基本的网关解决方案提供了足够的功能，但要长期稳定可靠地运行，全面的边缘智能解决方案是必须的。 此类解决方案应具有稳健的机械设计、良好的售后服务、强大的软件开发商生态系统、远程诊断/固件更新/批量操作、推理加速以及数据安全和保护。 EI-52 专注于这些关键点，是在 IIoT 应用中发挥积极作用的理想边缘计算产品。