Ein umfassender Leitfaden zur Auswahl der Hardware für Edge-Computing-Lösungen
Edge Computing ist eine Technologie, die es ermöglicht, Daten nahe an der Quelle zu verarbeiten, anstatt sie an zentrale Rechenzentren zu senden. Dies ermöglicht schnellere Reaktionszeiten, geringere Latenzzeiten und erhöhte Datensicherheit. Schnelle und effiziente Datenverarbeitung und -übertragung sind in der heutigen digitalen Welt entscheidend für den Geschäftserfolg.
Die Entwicklung und Implementierung von Edge-Infrastrukturen ist ein komplexer Prozess, der viele Herausforderungen und Anforderungen mit sich bringt. Ist ein Anwendungsfall erst einmal vorhanden, geht es darum, die Idee möglichst schnell umzusetzen.
Dieser Blogbeitrag soll als Orientierung und Rundumblick für die eigene Edge-Infrastruktur dienen und aufzeigen, welche Dinge bereits bei einem Proof-of-Concept (PoC) beachtet werden sollten – von der Auswahl des Edge-Gateways bis hin zur Integration in die Cloud.
Die richtige Wahl der Hardware-Plattform für erfolgreiche Edge Computing Anwendungen
1. Prozessor (CPU):
Die CPU (Central Processing Unit) ist das Herzstück eines jeden Computersystems und bestimmt die Geschwindigkeit, mit der Daten verarbeitet werden können. Eine schnelle und leistungsstarke CPU ist für eine IoT-Gateway-Anwendung unerlässlich, da sie Daten schnell und effizient verarbeiten kann.
2. Arbeitsspeicher (RAM):
RAM (Random Access Memory) ist der Speicherplatz, der von der CPU verwendet wird, um Daten während der Verarbeitung flüchtig zu speichern. Ein angemessen dimensionierter RAM ermöglicht eine schnelle und effiziente Verarbeitung großer Datenmengen. Insbesondere für Azure IoT Edge und AWS Greengrass sollte die RAM-Größe des Edge-Gateways mindestens zwei GB, besser jedoch vier GB betragen.
3. Dauerhafte Speicherung:
Edge-Gateways müssen in der Lage sein, Daten lokal zu speichern, um die Verarbeitung zu beschleunigen und sicherzustellen, dass die Daten auch bei einem Verbindungsverlust verfügbar bleiben.
4. Konnektivität:
Edge-Anwendungen müssen sich schnell und zuverlässig mit anderen Geräten und Netzwerken verbinden können. Die Konnektivität kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen. Für standardmäßig kabelgebundene Netzwerke hat sich Ethernet durchgesetzt. Dabei ist die Anzahl der Netzwerkschnittstellen entscheidend. Für die drahtlose Konnektivität eignen sich IoT-Gateways mit 4G, 5G und WLAN.
5. Größe und Gewicht:
Edge-Geräte werden häufig in rauen Umgebungen eingesetzt, darunter Industrieumgebungen, Fahrzeuge und mobile Anwendungen. IoT-Gateways sollten daher klein, leicht und robust sein.
6. Lebenszyklusmanagement:
Da Edge Computing Anwendungen in der Regel über einen langen Zeitraum genutzt werden, ist eine lange Lebensdauer des Gesamtsystems bestehend aus den verschiedenen Hardwarekomponenten unabdingbar.
Insgesamt sollte bei der Auswahl der Edge-Geräte darauf geachtet werden, dass die Leistung des gesamten Edge-Gateways ausreicht, um die Anforderungen der Anwendung am Edge zu erfüllen. Ein zu schwaches IoT-Gateway kann Verzögerungen und sogar Ausfälle verursachen, die den Betrieb beeinträchtigen können. Darüber hinaus sollte die Plattform so skaliert werden, dass zukünftige Anwendungsfälle auf derselben Plattform nachgeladen werden können und keine neue Hardware im Feld installiert werden muss.
Wichtige Schnittstellen für Edge-Infrastrukturen: Das sollten Sie wissen
In einer Edge-Infrastruktur müssen verschiedene Komponenten miteinander kommunizieren, um optimale Leistung zu erzielen. Schnittstellen spielen hierbei eine entscheidende Rolle, da sie den Austausch von Daten und Informationen zwischen Komponenten ermöglichen. Wichtige Schnittstellen bei der Implementierung von Edge-Computing-Anwendungen sollten sorgfältig ausgewählt und bewertet werden, um eine reibungslose Kommunikation zwischen den Komponenten zu gewährleisten.
Die Auswahl der richtigen Schnittstellen hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie etwa der Art der Anwendung, Bandbreite, Latenzanforderungen und Reichweite. Fundierte Kenntnisse der verschiedenen Schnittstellen und ihrer Eigenschaften können dabei helfen, eine erfolgreiche Implementierung von Edge-Computing-Anwendungen sicherzustellen.
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Netzwerkschnittstellen: Diese Schnittstellen ermöglichen die Kommunikation zwischen IoT-Gateways und anderen Geräten oder Netzwerken. Dazu zählen beispielsweise WLAN, Ethernet, 4G LTE und 5G.
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Geräteschnittstellen: Über diese Schnittstellen können Sensoren, Aktoren und andere Geräte mit dem Edge-Gerät verbunden werden. Dazu zählen USB, HDMI, CAN-Bus, RS232 oder RS485.
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Kommunikationsschnittstellen: Im Zusammenhang mit den Hardwareschnittstellen muss auch die softwareseitige Umsetzung für einen Datenaustausch betrachtet und berücksichtigt werden. Hierzu zählen: Kommunikationsstandards wie OPC-UA, Modbus und Protokolle wie MQTT und CAN.
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Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI): Diese Schnittstellen ermöglichen die Interaktion zwischen Benutzern und Edge-Gateways. Dazu gehören Bildschirme, Tastaturen, Touchscreens und Sprachsteuerungen.
