本文整理了已經基於(yu) 邊緣計算模型設計的6個(ge) 成功典型應用，通過這些應用來發現邊緣計算的研究機遇和挑戰，並探討更多的應用場景。

1.工業(ye) 物聯網

工業(ye) 互聯網是機器、計算機和人員使用業(ye) 務轉型所取得的先進的數據分析成果來實現智能化的工業(ye) 操作.但是在工業(ye) 物聯網領域的應用實踐中，對於(yu) 工業(ye) 實時控製及邊緣設備安全隱私的要求較高， 並且產(chan) 生的數據需要本地化處理，因此將邊緣計算應用於(yu) 工業(ye) 物聯網成為(wei) 了行業(ye) 發展的方向.2018年，工業(ye) 互聯網聯盟（(IIC)正式發布了《工業(ye) 物聯網邊緣計算介紹》白皮書(shu) ，旨在闡述邊緣計算對於(yu) 工業(ye) 物聯網應用的價(jia) 值，並總結了工業(ye) 互聯網邊緣計算模型的獨特性和從(cong) 雲(yun) 到邊緣計算的關(guan) 鍵驅動力。

邊緣計算應用於(yu) 工業(ye) 物聯網有3個(ge) 優(you) 勢：

1)改善性能，工業(ye) 生產(chan) 中常見的報警、分析等應用靠近數據生產(chan) 者的地方處理和決(jue) 策會(hui) 更快，通過減少與(yu) 雲(yun) 數據中心的通信可以增加邊緣處理的彈性。

2)保證數據安全和隱私，可以避免數據傳(chuan) 輸到共享數據中心後數據暴露等帶來的安全隱私問題。

3)減少操作成本，通過在邊緣做計算處理，可以減少邊緣設備和數據中心的數據傳(chuan) 輸量和帶寬，從(cong) 而減少了工業(ye) 生產(chan) 中由網絡、雲(yun) 數據中心計算和存儲(chu) 帶來的成本。

Chen等人用邊緣計算技術對薄膜壁焊接的工業(ye) 級機器人係統做優(you) 化，設計了物理資源-邊緣-雲(yun) 的架構，實驗結果表明：該係統比基於(yu) 雲(yun) 計算的傳(chuan) 統係統實時性更好，並且最多可節省883. 38 Kbps的帶寬，滿足了工業(ye) 級產(chan) 品的需求。

2.智能家居

隨著物聯網技術的發展，智能家居係統得到進一步的發展，其利用大量的物聯網設備（如溫濕度傳(chuan) 感器、安防係統、照明係統）實時監控家庭內(nei) 部狀態，接受外部控製命令並最終完成對家居環境的調控，以提升家居安全性、便利性、舒適性.Berg Insight 的調查報告顯示，歐美和北美洲的智能家居數據將在2019年達到6800萬(wan) .然而，隨著智能家居設備的越來越多，且這些設備通常都是異構的，如何管理這些異構設備將會(hui) 是一個(ge) 亟待解決(jue) 的問題，如設備的命名、數據的命名以及設備的智能聯動，並且，由於(yu) 家庭數據的隱私性，用戶並不總是願意將數據上傳(chuan) 至雲(yun) 端進行處理，尤其是一些家庭內(nei) 部視頻數據。而邊緣計算可以將計算（家庭數據處理)推送至家庭內(nei) 部網關(guan) ，減少家庭數據的外流， 從(cong) 而降低數據外泄的可能性，提升係統的隱私性。

工業(ye) 界的一些企業(ye) 已經注意到這一點，例如亞(ya) 馬遜的Echo、三星的SmartThings和穀歌的Google Home，均可作為(wei) 智能家居的控製中心.然而，這些設備，仍然需要一些額外的網絡服務，如各種識別服務，不能完全依靠自身去處理數據，從(cong) 而導致仍存在一定的隱私泄露隱患.微軟和蘋果分別提出了 HomeOS 和HomeKit，其作為(wei) 智能家居的框架，可以方便用戶對設備進行控製。

3.智慧城市

智慧城市是利用先進的信息技術，實現城市智慧式的管理和運行.2016年阿裏雲(yun) 提出了“城市大腦”的概念，實質是利用城市的數據資源來更好地管理城市，2017年10月Alphabet旗下城市創新部門Sidewalk Labs建造名為(wei) Quayside的高科技新區，並希望該智慧城市項目能夠成為(wei) 全球可持續和互聯城市的典範.然而，智慧城市的建設所依賴的數據具有來源多樣化和異構化的特點，同時涉及城市居民隱私和安全的問題，因此應用邊緣計算模型，將數據在網絡邊緣處理是一個(ge) 很好的解決(jue) 方案。

邊緣計算在智慧城市的建設中有豐(feng) 富的應用場景。在城市路麵檢測中，在道路兩(liang) 側(ce) 路燈上安裝傳(chuan) 感器收集城市路麵信息，檢測空氣質量+、光照強度、噪音水平等環境數據，當路燈發生故障時能夠及時反饋至維護人員。在智能交通中，邊緣服務器上通過運行智能交通控製係統來實時獲取和分析數據，根據實時路況來控製交通信息燈，以減輕路麵車輛擁堵等。在無人駕駛中，如果將傳(chuan) 感器數據上傳(chuan) 到雲(yun) 計算中心將會(hui) 增加實時處理難度，並且受到網絡製約，因此無人駕駛主要依賴車內(nei) 計算單元來識別交通信號和障礙物，並且規劃路徑。EdgeOSc是一種基於(yu) 邊緣計算的麵向智慧城市的係統級操作係統，它分為(wei) 3個(ge) 部分，底層的數據感知層、中間的網絡互聯層和頂層數據應用管理層。該操作係可以有效管理智慧城市中的多來源數據，，提高了數據共享的範圍和深度，以實現智慧城市中數據價(jia) 值的最大化。