基于边缘计算的物联网设计与实现

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近几年,物联网技术快速发展、不断完善,与其相关的技术体系日趋成熟。其中,边缘计算技术为物联网的安全、速度等方面提供了诸多提升。本文采用Kubernetes微服务架构,设计基于边缘计算的物联网系统,实现数据的快速决策和服务管控,提升边缘计算场景中的数据处理效率和服务质量。主要工作如下:首先,针对物联网数据决策和边缘自治问题,设计了基于边缘计算的物联网系统的软件架构,分析了系统的业务边界并完成了主要业务模块的构建;基于多样化的计算需求,设计了计算资源池,优化了物联网数据处理流程;基于服务管理需求,设计了服务状态监控机制,提升了边缘服务自治能力。其次,针对物联网设备及通信协议多源异构的特点,提出了物联网设备数据的过滤和分发方法,优化了 EdgeX Foundry边缘计算框架的数据处理能力;面向不可靠网络,设计了基于网络状态和可靠消息队列的数据离线缓存和恢复机制,解决了边缘节点数据一致性的问题,并通过实验验证了功能的有效性。最后,针对系统部署和迭代复杂的问题,设计了持续集成和部署自动化流水线,优化了系统构建和发布流程;针对复杂的应用场景,设计了服务负载均衡和性能优化方案,通过对比试验,验证了所设计方案的有效性;通过边云性能对比测试,验证了所设计系统在响应速度、数据处理速度以及数据安全方面的优势。
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