物联网的定义中关键词是什么

物联网的定义中关键词是什么,第1张

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是"信息化"时代的重要发展阶段。其英文名称是:"Internet of things(IoT)"。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。
活点定义:利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。

计算机在最近的几十年中,极大地改变了我们的生活。在工业中,计算机也得到了相应的应用,这就是工业计算机。所谓工业计算机,简单的来说,就是把计算机应用在工业中,也正是因为应用在了工业中,工业计算机和普通的计算机有了不同的特点。
工业计算机的用途不用,它主要用于工业控制、测试等方面。一个工业计算机的典型应用是通过标准的串行口(RS232/485等串口)获得外部的数据,通过计算机内部的微处理器的计算,最后通过显示屏或者通过串行口输出,这样,在工业计算机上,我们就实现了一个计算的过程。很明显,这和普通的计算机的娱乐、办公、编程方面的应用是完全不同的。
高性能的工控单板机
另外,工业计算机的组成部件不同。工业计算机工作的场合不同,也必然导致了其构成的部件和通用计算机不同。比如说工业计算机可以没有显示屏,可以拥有多个串行口,其CPU是专用的工业控制的CPU,所用的系统板面积很小。以上的所有这些特点都反映了两种计算机组成上的差别。由于工业控制的恶劣环境,经常需要特种的部件来构成工业控制用的计算机。比如,在一些情况下需要比较宽的工作温度,不少工业计算机能够在零下20度到80度的温度范围内工作;另外一些情况下需要稳定性更好的器件,比如说抗强干扰的器件。这些特点都是和工业计算机的用途密切相关的。也正是因为功能五花八门,不同的工业计算机也有不一样的接口,通用性较普通计算机差。
工业计算机的软件系统和普通计算机不同。工业计算机的软件系统比较单一,主要实现一个特定的功能,而且由于工业计算机通常采用速度不是非常快的处理器,使得程序的编写要求比较高。工业计算机通常采用仿真环境来开发程序,并采用脱机运行的方式。而普通计算机拥有大量的通用的应用程序,处理器的速度非常快,软件的开发系统也完全在机器上面,无需其他环境的支持。
工业计算机的接口
事物都有两方面,工业计算机还是和普通计算机有更多相似的特点。比如它们虽然使用的CPU不同,但是这些CPU还是相同的产品系列,具有相同的内部结构;两种计算机的总线结构基本相同,不少工业计算机是通用计算机的简化版本;并且不少工业计算机拥有和普通计算机相同或者相兼容的接口。
下面我们以一个数据采集系统为例子来说明如果研发一个工业计算机的实际过程。首先我们调查我们所需要开发的目标,通过这个目标,我们选择一个工业计算机的典型结构,选择工控使用的CPU、外围电路等。然后选择仿真器、调试器,在PC机上开发出主要的控制程序。在程序的开发过程中,需要设计采集信号的程序、分析信号的程序、存储的程序等。最终我们把编制完成的程序刻录入工业计算机上的ROM中,然后去掉外围的仿真器和调试工具,这样一个完整的工业计算机就可以投入使用了。
现在,工业计算机已经成为工业应用中不可缺少的器件之一,它有计算机的特点,也有工业设备的实用性,会在未来的自动化进程中起到不可替代的作用。

江苏科兴电器有限公司成立于2001年,是一家专业从事35KV及以下的电磁式、电子式互感器研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业;公司“COSINE”商标被国家工商总局认定为“中国驰名商标”,科兴电器荣获江苏省5A级数字化企业、江苏省科技型中小企业、江苏省管理创新示范企业、江苏省高成长型中小企业等;多个创新项目获江苏省重点创新项目、多个新产品被认定为江苏省高新技术产品或优秀新产品;公司建立了江苏省企业技术中心、江苏省工程技术中心、江苏省研究生工作站。

科兴电器全自动智能化互感器生产线被评为“科技进步一等奖”,公司建有全球规模最大的静态混料真空浇注系统,车间采用精益化的U型布局,所有产成品全部通过自动流水线流转,保证产品质量,提高工艺水平和生产效率。其中线圈生产、成品装配及全自动检测流水线、线圈干燥用真空隧道炉、烘模及后固化隧道炉、AGV自动流转机器人等设备均为行业首创。目前中压互感器年生产能力可达40万台以上。凭借公司优良的服务和产品良好的质量口碑,科兴电器先后成为各大外资企业、输配电行业龙头企业及在国家电网、南方电网大量中标的成套企业的首选供应商,熟悉国家电网、南方电网、各省电力公司及各大外资企业对互感器的特殊技术要求。
江苏科兴电器有限公司领导层一直注重企业信息化管理,2005年即引入某品牌ERP,由于系统的适用性问题,信息化一直停留在“购销存总账”的电子账阶段。

2009年,引入普实AIO70平台的ERP项目。科兴有15000+种产品、5000+种材辅料,工序流程超过20道;双方密切合作,仅四个月时间,即完成购销存产财成本一体化运行;特别基于生产订单型的成本系统自动运算,对企业的耗料数据采集、工时数据采集难度很高,科兴团队付出了巨大的努力。

2010年,开始导入固定资产管理、成品移动条形码管理、重点工序过数条形码管理(绕制、浇铸工序)。成品100%实现了单品序列号管理,重点工序的计件工资也在系统内开展。

2014年,科兴在泰兴城东工业区建设了花园式工厂并投入运行。在搬至新厂区以前,进行了ERP系统的升级,升级至普实AIO75平台,并于10月启动了OA单元启动,进一步规范及完善企业工作流,提高了企业整体协同能力。

2015年,科兴借助AIO75平台,导入阿米巴经营管理体系。按阿米巴要求的数据粒度,从ERP中抽取相应数据,达到“人人都是经营者”的精细化价值管理;也是普实软件迄今之止,阿米巴数据与ERP结合最完美的案例。

科兴ERP系统已经正常深入运行5年,完成了“购销存产财成本一体化”,对于原料、半成品、产品的管理已经非常到位,同时对于资金类数据也非常准确,产品成本也由系统自动生成,2014年升级成AIO75系统,AIO75构建于云端,顺应移动办公潮流,同时打通了OA+ERP。AIO75内置BI数据分析引擎,便于未来的企业大数据应用,极大提高了企业的办公效率;科兴具备了上MES的信息化先决条件。

中国制造2025新形势下,落后产能过剩即将被淘汰,企业转型升级成为必然。制造业的核心竞争力是合适的成本适时交付出高性价比的产品,来满足客户各方面的需求。客户为什么选择我们企业的产品? 质量、交付、服务、价格 四要素!如下图:

1使产品有足够的质量性能优势。原料是否合格? *** 作机台、人员、经过的工序、生产时间是否可追溯?关键工艺参数是否可控?能否防止工人部件装错、产品生产流程错误、产品混装?

2使产品有足够的交付优势。平均生产周期是否明显高于同行业平均水平,加工周期是否稳定,是否预先可知准确的交付日期?生产过程中是否可以及时知道产品所在的工序位置?若工序中报废,是否可以立即捕获到报废数据,并补投料进行加工?

3使产品有足够的成本优势。内部精益生产的水平?影响产能的原因是:设备故障?调度失误?材料供应不及时?工人培训不够?还是工艺指标不合理?是否使设备OEE、材料利用率达到行业领先水平?

4在客户心目中科兴有足够的服务优势。是否可以引入客户自助服务APP,让客户录入订单号自行查看其对应订单的执行进度、产品的质量状态,方便地追溯产品的原料批次、工艺参数是否在控制线以内?

5使企业各级管理者享用清洁及时的生产数据,让整个生产现场完全透明化,以便做出最合理的决策。能否废除人工报表,自动统计每个过程的生产数量、合格率和缺陷、设备台时、设备运行参数、利用率、OEE等;能否针对在线检测数据与关键工序的运行参数,通过大数据分析的方式,寻找出适合于企业的最佳的产品工艺……

企业的管理人员,无论何时身处何地,只要透过Internet就能将生产现场的状况一览无余;通过MES获取信息运筹帷幄,远在国外的客户也可以来关心他们的订单进度、产品品质。

科兴导入MES正是围绕着打造幸福企业的目标,提高企业核心的产品研发、产品制造能力,使科兴具备引领互感器市场,让员工拥有一个稳定幸福的家,为时代做出自己的贡献。

2015年,科兴组织企业中高级管理人员,频繁走访参观国内信息化示范工厂,包括华为、西门子、海尔、徐工、红领等企业。决定引入MES系统,并于11月开始陆续考察MES供应商。

2016年3月,普实通过了科兴严格的供应商筛选,荣幸地成为科兴MES供应商。

2016年4月,科兴与普实联合甄选车间工位机、流程RFID卡、模具RFID卡,普实针对选定的工位机开发相关程序,并接进AIO75的MES平台中。

2016年5月,科兴现场工位机安装、传感器安装、PLC改造、立式触摸屏安装、条形码扫描器布置、ZigBee及WIFI信号调试。

2016年6月,现场测试MES程序并优化;召开设备供应商会议,由普实提供MES的API接口,设备供应商针对科兴所使用的设备进行软件二次开发,以期使现场重要设备数据能实时汇入MES系统。同时,进行大规模的模具清理与改造,模具植入RFID芯片。

2016年7月,设备供应商陆续完成软件的二次开发,进入产线进行联调。MES进行现场试运行,并于7月10日,全面取消车间现场流程卡。制造过程中的工艺参数及图纸,全部通过网络在车间终端上刷卡阅读。在重点生产线布置电子看板,及时反应各工序的计划目标与生产任务。通过近一个月的运行,现场数据达到95%的准确率,MES开始显现出威力。原来要找某订单的在制品,需要花费大量人工,现在直接仅需在系统内查看具体工位即可准确定位;即使在烘房内,也可以准确定位至烘房的某屋某层上、预计出烘房的时间、现在烘房内的温度是多少……

2016年8月,科兴大数据中心硬件安装完成,科兴与普实经过密切沟通,规划了覆盖企业重要管理点的数据分析模型,普实投入大量技术人力开发数据分析,如期交付并进行了系统联调。

2016年9月,科兴大数据优化并验收完成,标志MES成功上线。

企业感言

董事长

◇手工排程,生产计划与实际生产进度脱节,在制品动态无法及时掌握,造成计划排程调度混乱,往往要交的产品不生产、生产的产品又不要交,严重影响产品正常交期。

◇主要以纸单形式报价,凭经验管理,粗放、效率低;对于交期,由于现场在制品情况不明,业务人员反馈交期时往往会留足时间余量,客户服务质量受到影响。

◇生产过程中缺少产品品质追溯管理。

◇车间在制品多,产品生产周期长,造成车间管理难度大,管理成本高;特别是无法及时掌握产品质量损失,往往在交期前紧急补单,给产线安排造成极大混乱。

◇生产过程中工时难以统计、人工填报误差大,工人绩效考核管理有漏洞。

科兴的MES项目从生产过程控制为突破口,依靠信息化系统强大的数据集成能力,成功的解决了传统行业上述的难题。该系统适合于传统离散型中小型制造企业,资金投入少、建设速度快、运行稳定、数据统计准确,彻底解决了科兴电器在数字化时代转型的难点和痛点。

总经理

目前中小企业已经普遍应用ERP,销售、采购、财务、库存等模块应用得比较好,但是车间生产更多的依靠人工去管理,生产排程以及生产进度管控都是靠基层管理人员去完成,设备与模具的使用状态与实时监测数据也未能与ERP系统互联互通。

随着用户个性化的要求越来越多,如何用批量化的手段来满足个性化的需求,将客户端的价值需求作为整个产业链的出发点,改变以往从生产端向消费端、从上游向下游推动的模式,以客户的价值需求出发提供定制化的产品和服务。这就要求产线必须是能够随时换型,根据产品加工状况的改变自动进行调整。

科兴的CPS智能制造一体化系统,基于公司ERP系统开发MES系统,实现与设备、模具的互联互通,监控和管理生产的每一个步骤和工序如何实现,生产部门各个生产设备之间、生产设备和控制器之间,通过制造执行系统(MES)连通起来。满足客户个性化的需求,客户可以在线自主选型,解决生产过程的失控、在制与库存品的大量积压,采用工业智能制造手段(物联网、RFID等技术)提高生产资料的利用率,在智能制造的基础上实现透明生产、精益生产,打造玻璃化透明的幸福企业。
硬件

RFID工位单板机

RFID工位单板机

数据采集器

数据采集器

RFID PDA

条形码PDA

传感器

PLC

广告触摸屏

广告触摸屏
科兴MES项目,经过双方5个月密切合作,达成了MES项目设定的目标,实现了以下六大核心模块的上线运行。

车间排产是根据生产订单及物料的工艺路线来编制工序排产计划;车间执行通过工位机、设备自动计数,利用RFID、条形码、传感器、PLC通讯、设备厂商第三方API系统等方式,及时完成产品加工过数、工时、工艺及缺陷的采集,若有不合格品或报废数据,掌握实时数据以便于在第一时间补单,满足交付。动态实时准确的WIP数据,也是排产调整的依据。

基于订单、瓶颈工序产能、模具状态的工序排产,帮助计划员有效安排车间作业计划,排产数据动态发布至产线,并将排产数据与车间完成数据进行实时比对,车间看板显示作业的达成率。

反映车间各工序实时的在线堆积数,便于车间调度者及时协调资源解决工序瓶颈,保证生产流动的均衡性,最大化的压缩在线产品数量,以达成快速响应客户交付与变更的目标。

智能工厂是企业信息化发展的新阶段,设备联网更是迈向智能工厂的关键一步。以最有效率的方式取得不同品牌、不同通讯协议设备的状态参数信息,并将数据传送至管理系统进一步分析、实现远程监看控制。将设备与生产订单、工序加工相结合,实时反应设备上正在加工的产品,并附加产品上当前的设备参数、实际运行数据,便于后期产品追溯。

设备综合效率是Overall Equipment Effectiveness,简称OEE。每一个生产设备都有自己的理论产能,要实现这一理论产能必须保证没有任何干扰和质量损耗。OEE由三个关键要素组成:OEE=可用率表现指数质量指数。

通过设备联网捕获设备加工频率,与制造数据上工艺设计的理论加工效率、工厂的工作日历,再结合在线检测一次合格率等数据可得到OEE指标,以帮助企业有效改善及提高现场的生产管理水平。

实时捕获设备动态的运行状态,与安灯模块配合,获得无效工时的原因数据,帮助企业提高设备的运转效率。同时,通过进出的扫码或RFID感应,清晰掌握当前设备正在加工的产品;对于批量间隙式生产的设备,方便追踪存放于设备内产品的序列号或批次。

科学完善的设备管理系统,将紧急性维修改进成预防性维护。为设备创建巡检计划、定期维保计划以及年度大修计划。此外,为了确保设备维保活动能够顺利执行,可以在计划中定义好任何所需的资源、备件、注意措施以及相关文档。

与ERP制造数据模块关联,定义产品工艺参数规范,并管理相应的工艺参数值。通过设备联网,将工艺参数传送至相应的PLC、工位机显示、现场触摸屏显示。

通过传感器、OPC等采集设备实时运行参数,并处理、传输、存储以及为决策支持层提供生产工艺方面的数据依据,真正实现了企业数据的共享。

工艺参数预先定义,以便生产过程中各工序应用。与现场工艺显示设备配合,以达到工艺管理的无纸化传递。若产生ECN设计变更,可与工序加工指令相结合,锁定生产订单某些工序的执行。

通过设备内传感器或直接获取设备PLC等方式,实时采集设备运行参数,为后续品质判定、工艺改进、生产决策提供数据支持。并提供超过工艺控制线的运行报警,以便工艺设备人员及时跟进,防止出现质量事故。

利用设备联网或现场加装工位机等设备,将工艺参数传送至相应的PLC、工位机、现场触摸屏显示,以使各工序电子化查看工艺参数、图纸、SOP及视频 *** 作指南。

模具管理工作是制造型企业的重要工作。模具管理包括新开模具、模具出入库、模具工作量工时统计、模具常规性维护及异常维护等管理工作;查看模具动态的状况,利用率分析等。同时,引入条形码、RFID等技术,还可以起到模具防呆的功能。

通过装模工序,将生产流程卡(或生产订单)与模具相关系,实时捕获模具动态的状态。模具进出的扫码或RFID感应,清晰掌握当前模具的使用次数及生命周期数据,同时为排产、质量分析提供数据支撑。

在模具使用寿命和次数达到设定的数值时,提供检修预警或报废提示,并根据剩余寿命及订单状态,制定开模计划。

安灯系统主要功能是使JIT发生的问题得到及时处理,为了消除中断或至少减少复发的可能性,用灯光或其它信息化手段发问题信号,通知到相应的处理人员。系统根据呼叫、应答、处理完成等数据,来加快异常事务处理,提高生产率。并通过以上数据进行分析,异常呼叫类型统计、应答率及平均延时、处理率及平均延时等。

安灯系统与设备联网获得的实时运行状态数据相结合,获取更精确的设备OEE数据。安灯系统能显著提高日常生产过程中的异常响应、异常解决的效率,从而提高设备的有效运行时间。

安灯系统与设备联网获得的实时运行状态数据相结合,针对停机区分出准确的停机原因。利用现场看板、APP推送,推动异常的快速解决。

AIO75质量管理方案,包括检验项目、工具、水平、标准等,含数据采集、信息传递、数据分析、实时监控、信息反馈、文档管理、客诉处理、量具管理,对于原材料进厂、生产制造和在用户使用过程中的产品整个生命周期进行数据化、网络化、动态化管理,通过持续不断的改进,进一步完善生产质量管理直至企业层的整体化全面质量管理体系(TQM)。

通过在线检测设备所附加的程序API接入MES系统,并获取当前产品关键工序的实际生产运行的工艺数据,将同一产品的质量检测数据与工艺数据进行比对,给客户更多的产品性能的信心保证。若检测有问题,也能帮助企业改善工艺。

统计质量数据的采集、规格化汇总、多维度分析,获取产品合格率趋势、缺陷分布、缺陷损失、报废损失等,以便企业制定合理的质量方针与管理措施。

Fedora IoT 是一个即将发布的、面向物联网的 Fedora 版本。去年 Fedora Magazine 的《 如何使用 Fedora IoT 点亮 LED 灯 》一文第一次介绍了它。从那以后,它与 Fedora Silverblue 一起不断改进,以提供针对面向容器的工作流的不可变基础 *** 作系统。

Kubernetes 是一个颇受欢迎的容器编排系统。它可能最常用在那些能够处理巨大负载的强劲硬件上。不过,它也能在像树莓派 3 这样轻量级的设备上运行。让我们继续阅读,来了解如何运行它。

虽然 Kubernetes 在云计算领域风靡一时,但让它在小型单板机上运行可能并不是常见的。不过,我们有非常明确的理由来做这件事。首先,这是一个不需要昂贵硬件就可以学习并熟悉 Kubernetes 的好方法;其次,由于它的流行性,市面上有 大量应用 进行了预先打包,以用于在 Kubernetes 集群中运行。更不用说,当你遇到问题时,会有大规模的社区用户为你提供帮助。

最后但同样重要的是,即使是在家庭实验室这样的小规模环境中,容器编排也确实能够使事情变得更加简单。虽然在学习曲线方面,这一点并不明显,但这些技能在你将来与任何集群打交道的时候都会有帮助。不管你面对的是一个单节点树莓派集群,还是一个大规模的机器学习场,它们的 *** 作方式都是类似的。

一个“正常”安装的 Kubernetes(如果有这么一说的话)对于物联网来说有点沉重。K8s 的推荐内存配置,是每台机器 2GB!不过,我们也有一些替代品,其中一个新人是 k3s —— 一个轻量级的 Kubernetes 发行版。

K3s 非常特殊,因为它将 etcd 替换成了 SQLite 以满足键值存储需求。还有一点,在于整个 k3s 将使用一个二进制文件分发,而不是每个组件一个。这减少了内存占用并简化了安装过程。基于上述原因,我们只需要 512MB 内存即可运行 k3s,极度适合小型单板电脑!

安装 k3s 非常简单。直接运行安装脚本:

它会下载、安装并启动 k3s。安装完成后,运行以下命令来从服务器获取节点列表:

需要注意的是,有几个选项可以通过环境变量传递给安装脚本。这些选项可以在 文档 中找到。当然,你也完全可以直接下载二进制文件来手动安装 k3s。

对于实验和学习来说,这样已经很棒了,不过单节点的集群也不能算一个集群。幸运的是,添加另一个节点并不比设置第一个节点要难。只需要向安装脚本传递两个环境变量,它就可以找到第一个节点,而不用运行 k3s 的服务器部分。

上面的 example-url 应被替换为第一个节点的 IP 地址,或一个完全限定域名。在该节点中,(用 XXX 表示的)令牌可以在 /var/lib/rancher/k3s/server/node-token 文件中找到。

现在我们有了一个 Kubernetes 集群,我们可以真正做些什么呢?让我们从部署一个简单的 Web 服务器开始吧。

这会从名为 nginx 的容器镜像中创建出一个名叫 my-server 的 部署 (默认使用 docker hub 注册中心,以及 latest 标签)。

为了访问到 pod 中运行的 nginx 服务器,首先通过一个 服务 来暴露该部署。以下命令将创建一个与该部署同名的服务。

服务将作为一种负载均衡器和 Pod 的 DNS 记录来工作。比如,当运行第二个 Pod 时,我们只需指定 my-server(服务名称)就可以通过 curl 访问 nginx 服务器。有关如何 *** 作,可以看下面的实例。

默认状态下,一个服务只能获得一个 ClusterIP(只能从集群内部访问),但你也可以通过把它的类型设置为 LoadBalancer 为该服务申请一个外部 IP。不过,并非所有应用都需要自己的 IP 地址。相反,通常可以通过基于 Host 请求头部或请求路径进行路由,从而使多个服务共享一个 IP 地址。你可以在 Kubernetes 使用 Ingress 完成此 *** 作,而这也是我们要做的。Ingress 也提供了额外的功能,比如无需配置应用即可对流量进行 TLS 加密。

Kubernetes 需要 Ingress 控制器来使 Ingress 资源工作,k3s 包含 Traefik 正是出于此目的。它还包含了一个简单的服务负载均衡器,可以为集群中的服务提供外部 IP。这篇 文档 描述了这种服务:

Ingress 控制器已经通过这个负载均衡器暴露在外。你可以使用以下命令找到它正在使用的 IP 地址。

找到名为 traefik 的服务。在上面的例子中,我们感兴趣的 IP 是 10008。

让我们创建一个 Ingress,使它通过基于 Host 头部的路由规则将请求路由至我们的服务器。这个例子中我们使用 xipio 来避免必要的 DNS 记录配置工作。它的工作原理是将 IP 地址作为子域包含,以使用 10008xipio 的任何子域来达到 IP 10008。换句话说,my-server10008xipio 被用于访问集群中的 Ingress 控制器。你现在就可以尝试(使用你自己的 IP,而不是 10008)。如果没有 Ingress,你应该会访问到“默认后端”,只是一个写着“404 page not found”的页面。

我们可以使用以下 Ingress 让 Ingress 控制器将请求路由到我们的 Web 服务器的服务。

将以上片段保存到 my-ingressyaml 文件中,然后运行以下命令将其加入集群:

你现在应该能够在你选择的完全限定域名中访问到 nginx 的默认欢迎页面了。在我的例子中,它是 my-server10008xipio。Ingress 控制器会通过 Ingress 中包含的信息来路由请求。对 my-server10008xipio 的请求将被路由到 Ingress 中定义为 backend 的服务和端口(在本例中为 my-server 和 80)。

想象如下场景:你的家或农场周围有很多的设备。它是一个具有各种硬件功能、传感器和执行器的物联网设备的异构集合。也许某些设备拥有摄像头、天气或光线传感器。其它设备可能会被连接起来,用来控制通风、灯光、百叶窗或闪烁的 LED。

这种情况下,你想从所有传感器中收集数据,在最终使用它来制定决策和控制执行器之前,也可能会对其进行处理和分析。除此之外,你可能还想配置一个仪表盘来可视化那些正在发生的事情。那么 Kubernetes 如何帮助我们来管理这样的事情呢?我们怎么保证 Pod 在合适的设备上运行?

简单的答案就是“标签”。你可以根据功能来标记节点,如下所示:

一旦它们被打上标签,我们就可以轻松地使用 nodeSelector 为你的工作负载选择合适的节点。拼图的最后一块:如果你想在所有合适的节点上运行 Pod,那应该使用 DaemonSet 而不是部署。换句话说,应为每个使用唯一传感器的数据收集应用程序创建一个 DaemonSet,并使用 nodeSelector 确保它们仅在具有适当硬件的节点上运行。

服务发现功能允许 Pod 通过服务名称来寻找彼此,这项功能使得这类分布式系统的管理工作变得易如反掌。你不需要为应用配置 IP 地址或自定义端口,也不需要知道它们。相反,它们可以通过集群中的命名服务轻松找到彼此。

随着集群的启动并运行,收集数据并控制灯光和气候,可能使你觉得你已经把它完成了。不过,集群中还有大量的计算资源可以用于其它项目。这才是 Kubernetes 真正出彩的地方。

你不必担心这些资源的确切位置,或者去计算是否有足够的内存来容纳额外的应用程序。这正是编排系统所解决的问题!你可以轻松地在集群中部署更多的应用,让 Kubernetes 来找出适合运行它们的位置(或是否适合运行它们)。

为什么不运行一个你自己的 NextCloud 实例呢?或者运行 gitea ?你还可以为你所有的物联网容器设置一套 CI/CD 流水线。毕竟,如果你可以在集群中进行本地构建,为什么还要在主计算机上构建并交叉编译它们呢?

这里的要点是,Kubernetes 可以更容易地利用那些你可能浪费掉的“隐藏”资源。Kubernetes 根据可用资源和容错处理规则来调度 Pod,因此你也无需手动完成这些工作。但是,为了帮助 Kubernetes 做出合理的决定,你绝对应该为你的工作负载添加 资源请求 配置。

尽管 Kuberenetes 或一般的容器编排平台通常不会与物联网相关联,但在管理分布式系统时,使用一个编排系统肯定是有意义的。你不仅可以使用统一的方式来处理多样化和异构的设备,还可以简化它们的通信方式。此外,Kubernetes 还可以更好地对闲置资源加以利用。

容器技术使构建“随处运行”应用的想法成为可能。现在,Kubernetes 可以更轻松地来负责“随处”的部分。作为构建一切的不可变基础,我们使用 Fedora IoT。

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