邊緣運算是什麼？認識低延遲即時處理資訊的運算架構
隨著5G、網路串流興起、各式 IoT 設備數量倍增，這些設備每日也產生大量的資料量。而將這些資料從產生的裝置回傳至中央資料中心進行處理、再回傳給終端設備的過程，會佔用相當龐大的頻寬流量，並且回應時間可能無法即時滿足資料運算的應用。因此，拉近資料運算中心與產生資料的終端設備的「邊緣運算」相應而生。本文將介紹邊緣運算的運作機制、雲端運算的協作原理以及應用場域介紹，幫助您對於邊緣運算有更加清晰的認識。
邊緣運算是什麼？雲端運算與邊緣運算差異是什麼？
邊緣運算（Edge Computing）是一種網路運算架構，其中數據和運算能力被部署在更靠近終端設備的網絡邊緣，而不是傳統的雲端運算中心。邊緣運算架構可以使數據收集和分析過程更迅速，因為數據不需要通過長途網絡傳輸才能到達運算設備。
傳統的網路資料處理架構為「雲端運算」，將資料上傳至雲端伺服器進行運算、分析及儲存，將資料集中化處理，然而隨著能產生資料數據的裝置倍數增長，智慧化生產、管理的程度加深，需要即時處理的物聯網（IoT）裝置數量大幅增加，一來一往的資料傳輸占據中央伺服器大量頻寬，且因從終端裝置到中央伺服器的路徑較長，資料傳輸的速度也相對較慢，造成終端設備工作反應延遲。
因此便需要透過「邊緣運算」的方式，將邊緣裝置們組成各自獨立的運算平台，讓資料直接在企業端、資料生成位置進行處理，將需要「低延遲」完成的運算服務，從雲端轉移到網路邊緣的處理器。如此一來，不僅能夠減少非必要的資料傳輸需求、避免網路壅塞等影響資料處理效率的問題，也能滿足低延遲的網路運算需求，透過分別負擔不同難度的任務，達到最有效的資源配置，而逐漸受到各國企業擴大使用。
邊緣運算架構及硬體介紹
邊緣運算相當於雲端運算的細枝，透過終端設備產生資料，提供給邊緣電腦分析即時做出應對，並判斷將有價值的資料回傳雲端，而能進行邊緣運算的基礎設備有終端設備、邊緣運算電腦邊緣伺服器、閘道器（gateway），這些裝置都具備一定的運算能力，而裝置內部也配有一台小型電腦或處理器晶片用於分析資料。
邊緣運算電腦功能、硬體運作條件有哪些？
邊緣運算需要高度仰賴邊緣電腦的運算能力，因此硬體設備需要一定的水準才足以勝任，依據企業的生產規模、工作環境不同，有運算、處理需求的邊緣裝置數量、機體運作能力皆有所差異，因此建議邊緣運算電腦需要具備強大的圖像運算技術、資料傳輸速度及模組擴充空間等功能，以適應不同的環境、產業需求。本文以鑫創電子的產品為例，說明邊緣運算電腦需擁有的功能。
- 擴充模組：10th intel Core i9 以上的處理器、可加裝GPU圖形處理器的模組擴充空間
- 豐富I/O設計：自由連接多種感測設備，提供不同場域靈活應用的擴充空間
- SSD固態式硬碟：提供較快的讀取、傳輸速度
- 寬電壓：保有較寬的供電輸入、輸出容許量
- 寬溫帶工作溫度：搭載邊緣運算電腦的設備，因部分搭載電腦的設備需進出危險環境、引擎室等高溫環境，或是需要持續長期運轉，需要的溫度耐受範圍較廣，以降低維護成本，提高設備妥善率。
6大邊緣運算應用場域
由於邊緣運算的最大優勢在於可實現即時的資料傳輸及運算，因此對於需要即時監測與決策的場域，以下列舉
邊緣運算應用場域1》自動駕駛汽車
無人車在行駛時需要即時傳遞實時路況影像、交通資訊給自駕車電腦進行段速控制並應對路況，而邊緣運算低延遲、即時傳遞的特性，正是自駕車能快速對終端裝置下達指令的關鍵。
邊緣運算應用場域2》智慧工廠
邊緣運算結合 AI 已在工業自動化領域發展出各種應用。最常見的應用為加速平台資料通訊與機台預防保養。透過邊緣運算即時監測設備馬達、變速箱、輪軸轉動、機具磨損的情況，收集並學習機具的異常模式，可靈活調整機台參數，並可在設備出現異常時立即通知產線管理人員，進行機具預防保養，確保設備稼動率正常並預先排除停機可能。
邊緣運算應用場域3》物流倉儲
物流倉儲管理是邊緣運算能夠即時搜集資料、進行判斷後迅速給出反應與判斷，適合使用在有安全性需求，需要實時監控的場域，例如大樓的電梯運行是否正常，或是能源設備的數值監控。
邊緣運算應用場域4》遠洋漁業
為了監控有無濫捕情形、以及漁獲產地認證，許多漁船皆有配備邊緣運算電腦，透過增加圖像、影像辨識功能，監控每艘船的漁獲量，可在每次撒網時進行影像擷取與分析，偵測濫捕情形並且開罰；另外也能針對每張漁網結合地理位置，作為漁獲產地認證的證明。
邊緣運算應用場域5》智慧農牧業
透過智慧攝影機監控作物生長，結合溫溼度感測器、遠端灑水裝置等，即可在偵測到濕度異常時進行灑水，並且透過影像監控有無病蟲害產生，有效減低單位面積投入的人力成本。
邊緣運算應用場域6》智慧交通
邊緣運算能夠結合 RSU (Road Side Unit) 以及 OBU (Onboard Unit)，透過即時蒐集車流路況資訊並回傳，即時監控車流，結合燈號管制，在尖峰時間最佳化都市交通運載量。同時也能做到路側道路安全監控；裝載在大眾運輸系統上的邊緣運算電腦則能監控大眾運輸人流，可以透過增加特定時段班次，優化大眾運輸系統的乘載量能。
邊緣運算實例介紹：無人自駕車開往未來新趨勢
隨著自駕車相關技術不斷精進，未來車輛的行駛將轉由自駕系統操作，為了應付各種交通問題，自駕車需安裝各式感應器來探測路況，並透過邊緣運算電腦分析資料，下達操作指令給終端裝置，同時透過網路與各裝置間交換資訊，更好的控管交通流量，大幅減少道路壅塞的機會，以及提高道路安全性。
無人自駕車須具備技術
自駕車需即時因應各種道路狀況，透過連接感測裝置即時將影像資料回傳至邊緣裝置，以作為行駛時的操作判別，因此自駕車中的邊緣運算電腦需要有強大且低延遲的資料處理與運算能力，同時需因應不同區域的通訊規範，並整合 4G LTE 與 5G 通訊模組，並能耐受車載環境的高溫、震動，來防止訊號不穩或減少設備故障的狀況發生。
鑫創電子的自駕車解決方案
鑫創電子在智慧交通計畫當中，搭載的「ABOX-5211」無風扇邊緣運算電腦，整合網路路由器、支援駕駛系統及車用娛樂資訊系統，協助無人自駕車在道路情況多變的環境中運作，並能連接多種應用功能的邊緣裝置，例如：
- LiDAR 感測器：進行三維測量偵測車距、位置、物體形狀。
- IP 攝影機：與感測器相互搭配，偵測自駕車四周物體。
- GNSS 天線：接收衛星訊號，定位追蹤自駕車位置。
- 整合連接「ODU」、「RSU」：提供即時運算、模擬行車路線。
- 各「感測裝置」擴充空間：偵測煞車液壓系統、車輪胎壓、自動門控制等行車資訊。
上述設備使自駕車能完美偵測障礙物、錄影、遠程遙控、精準定位，讓自駕車車主有更安全的乘車體驗。
邊緣運算推薦鑫創電子｜車載電腦的領導者｜Your Trusted Partner
鑫創電子成立於2009年，專注車載交通解決方案的研發與製造，深具設計與製造實力。獲得 ISO:9001 與 ISO/TS 22163 設計流程認證，鑫創電子的邊緣運算智慧電腦系列具有可產品具有低延遲、支援CPU＋GPU安裝槽位、5G雙SIM卡與豐富I/O的產品特色，是邊緣運算應用的理想解決方案。
鑫創電子也持續充份整合業務、研發、產品規劃及行銷等資源，長年提供歐美市場符合國際交通運輸標準認證的優質系統產品，更為通過 ISO 9001與 IRIS ISO／TS 22163 認證的智能交通車載電腦（In-Vehicle Computing）系統製造商，產品皆享譽國際。
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