智能物联网-课件 第10章 - AIoT平台与应用

×第十章AIoT平台与应用AIoTplatformandapplication智能物联网导论课程组西北工业大学计算机学院目录10.1概述10.2智能物联网平台10.2.1AWSIoT10.2.2微软AzureIoT10.2.3华为云IoT10.3典型领域应用案例

10.3.1智能商业–无人超市10.3.2智能工业–工业4.0下的数字工业10.3.3智慧健康–老年人辅助机器人10.4习题10.1概述AIoT平台通过提供内置工具和功能，为多种应用和服务之间提供互操作能力，简化应用的开发智慧健康智能工业智能安防智慧农业智能物联网平台加速行业智能升级3目录10.1概述10.2智能物联网平台10.2.1AWSIoT10.2.2微软AzureIoT10.2.3华为云IoT10.3典型领域应用案例

10.3.1智能商业–无人超市10.3.2智能工业–工业4.0下的数字工业10.3.3智慧健康–老年人辅助机器人10.4习题410.2智能物联网平台依托于现有工业级云平台利用其平台自带的智能属性实现智能服务借助云平台服务帮助开发者和用户完成大规模应用推广AIoT平台是基于云计算的物联网中间件平台510.2.1AWSIoT亚马逊云（AmazonWebSerivces，AWS)[1]

IoT提供可用于实施IoT解决方案的云服务和设备支持三层服务（自底向上）设备软件：支持IoT设备控制服务：管理设备数据服务：分析设备数据[1]/610.2.1AWSIoT组成模块：FreeRTOS：实时操作系统，允许小型低功耗设备接入物联网设备SDK：提供开源库、开发者指南、移植指南，便于高效接入物联网设备同步：将AWSIoT无缝扩展至边缘设备物联网设备测试：自动化测试工具，判断是否与AWSIoT服务进行互操作设备软件：支持IoT设备接入710.2.1AWSIoT构建目的：安全接入小型低功耗边缘设备，支持运行更强大的边缘设备构建重点：可靠性、易用性设备软件层

-

FreeRTOS

：用于微控制器的开源实时操作系统FreeRTOS参考架构FreeRTOS任务管理器需求810.2.1AWSIoT

AWSIoTGreengrass(物联网设备同步)：特点：1.运行AWSLambda、Docker容器2.基于机器学习执行预测任务，保证数据同步与安全通信设备软件层

-物联网设备同步：一种运行时服务，将AWS从云端设备扩展至边缘设备一种开源物联网(IoT)边缘服务组件帮助用户在设备上构建、部署和管理应用使设备自主响应本地事件AWSIoTGreengrass工作原理910.2.1AWSIoT控制服务：管理IoT解决方案中的设备AWSIoT提供了一个可视化界面，便于用户构建IoT应用程序组成模块：物联网设备管理：用注册表来跟踪、监控和管理构成设备机群的连接设备物联网设备保护：通过审计您IoT配置，确保配置始终遵循安全最佳实践物联网内核：使互联设备能够安全地与云应用程序和其他设备进行交互物联网事物图：基于云的测试功能，在设备软件开发过程中验证IoT设备1010.2.1AWSIoT数据服务：AWSIoT的数据处理和分析的智能服务IoTEvent与IoTAnalytics参考架构组成模块：物联网分析：对IoT数据进行筛选、转换和丰富，然后再将其存储在时间序列数据存储中以供分析物联网事件：检测并响应来自IoT传感器和应用程序的事件物联网数据收集解释器：大规模地收集、存储、组织和数据11目录10.1概述10.2智能物联网平台10.2.1AWSIoT10.2.2微软AzureIoT10.2.3华为云IoT10.3典型领域应用案例

10.3.1智能商业–无人超市10.3.2智能工业–工业4.0下的数字工业10.3.3智慧健康–老年人辅助机器人10.4习题10.2.2微软AzureIoT[2]/en-us/overview/iot/微软托管的基础云服务：用于连接、监视和控制数十亿项物联网资产自动机器学习流水线：提供机器学习和深度学习应用服务基础上AzureIoT[2]：微软推出基于自身Azure云平台的智能物联网服务AzureIoT平台结构示意图1310.2.2微软AzureIoTAzureIoT关键组件构建重点：可靠性、超高速优势：易于安装、学习、使用、调试、验证、认证和维护充分支持Windows平台上的应用开发将云分析和自定义业务逻辑移植到边缘设备上开发人员关注业务逻辑而并非底层数据管理AzureRTOS：嵌入式实时操作系统AzureIoTEdge：物联网托管中心（IoTHub）：用于完成IoT应用程序到设备之间的通信1410.2.2微软AzureIoTAzure数字孪生：可创建基于整个服务环境的数字模型孪生图，推动产品改进、运营优化、成本降低和客户体验突破AzureIoT平台示例Azure机器学习组件：可用于加速和管理机器学习项目生命周期的云端服务15目录10.1概述10.2智能物联网平台10.2.1AWSIoT10.2.2微软AzureIoT10.2.3华为云IoT10.3典型领域应用案例

10.3.1智能商业–无人超市10.3.2智能工业–工业4.0下的数字工业10.3.3智慧健康–老年人辅助机器人10.4习题1610.2.3华为云IoT[3]/

华为云IoT[3]：依托华为云平台，构建物联网和人工智能服务华为云IoT架构1710.2.3华为云IoT设备软件层：LiteOS，针对物联网领域推出的面向万物感知、互联、智能的轻量级操作系统华为LiteOS结构依托：特点：Linux安卓高实时性高稳定性低功耗小内核（可裁剪至不到10K）/product/iothub.html1810.2.3华为云IoT离线分析：通过标准SQL开发数据分析任务实时分析：基于大数据流计算引擎，提供物联网实时分析数据层：基于物联网资产模型，整合物联网数据集成，清洗，存储，分析，可视化流程/product/iotanalytics-platform.html1910.2.3华为云IoT华为云KubeEdge结构设备层：华为云设计并实现了不同的IoT边缘产品用于不同设备，如KubeEdge华为云原生边缘计算平台项目系统：IoT云服务、边缘运行时

软件、边缘模块应用功能：基于大数据流计算引擎，

提供物联网实时分析2010.2.3华为云IoTKubeEdge：构建在Kubernetes之上，为网络和应用程序提供核心基础架构支持，在云端和边缘端部署应用，同步元数据架构支持：打通云、边、设备协同的场景：边缘应用部署云与边缘间的元数据同步云与边缘间的元数据同步云边协同计算下沉海量边缘设备管理边缘自治等能力2110.2.3华为云IoT边缘智能举例：视频分析服务功能：视频预处理、视频审核、视频内容分析、视频搜索等视频分析服务：目标检测、追寻、属性识别、行为识别、内容审核等此外，还提供语音处理组件、文字处理组件、配套的物联网通信协议22目录10.1概述10.2智能物联网平台10.2.1AWSIoT10.2.2微软AzureIoT10.2.3华为云IoT10.3典型领域应用案例

10.3.1智能商业–无人超市10.3.2智能工业–工业4.0下的数字工业10.3.3智慧健康–老年人辅助机器人10.4习题10.3.1智能商业–无人超市[4]/AmazonGo[4]：“JustWalkOut

”解决方案，实现拿了就走摄像头故障网络延迟服务器故障视频检索的接口：将视频从商店中运行的摄像头采集数据传输到云中流媒体服务：AWSIoT预留接口负责存储、索引实时视频故障处理系统：AmazonGo无人超市解决方案2410.3.1智能商业–无人超市AmazonGo核心技术功能：JustWalkOut主要模块定位器：检测目标并分配标签链接器：将标签从一个帧保留到下一个帧复杂状态解析器：通过运动和图像特征来解决人员位置不确定性的问题“纠结状态”当人们彼此接近时，识别工作会变得困难，无人超市需对人员位置的不确定性进行建模AmazonGo入口2510.3.1智能商业–无人超市通过图像识别技术，完成“刷脸进店”通过物品识别和追踪技术，完成“无感支付”天猫无人超市打通了线上和线下，实现线下价签、线上价格的同步更新，同款同价京东无人超市沃尔玛“Scan&Go”无人超市天猫无人超市国内无人超市方案：天猫无人超市2610.3.2智能工业–工业4.0下的数字工业[5]/cloud/internet-of-things工业4.0时代：在运行过程中结合智能传感器、分析技术和人工智能辅助生产数据智能实现复杂控制简化并统一各部门的运营提高运营灾备能力和可靠性边缘智能拓展智能制造边缘服务采用了云计算和边缘计算的混合模式，并采用5G通信云端数据提升生产能力使用数据湖连接分布在混合云环境中的孤立数据示例一：IBM智能工厂[5]2710.3.2智能工业–工业4.0下的数字工业[6]/《中国制造2025》国家规划：智能工业和工业互联网是其中的发展重点云端平台产品的生成和供应环节、模式与模型的创新、数据进行分析与挖掘实现效果计划与任务的调度、工业设计的研发、营销的管理和售后构建全生态的智能产业链模式示例二：海尔卡奥斯平台COSMOPlat[6]2810.3.3智慧健康–老年人辅助机器人《“健康中国2030”规划纲要》指出，智慧健康产品逐渐融入我们生活的方方面面，如智能健康机器人、智能穿戴设备智能健康机器人摄像头收集老年人的视觉运动数据边缘计算装置分析与老年人行为相关的数据机器人根据老年人的生活习惯提供个性化服务智能穿戴设备智能血压计健康手环29目录10.1概述10.2智能物联网平台10.2.1AWSIoT10.2.2微软AzureIoT10.2.3华为云IoT10.3典型领域应用案例

10.3.1智能商业–无人超市10.3.2智能工业–工业4.0下的数字工业10.3.3智慧健康–老年人辅助机器人10.4习题10.4习题1.什么是智能物联网平台？请结合自己的理解，谈谈智能物联网的“智能”属性体现在哪些方面，智能物联网平台如何体现这些优势？2.请阐述KubeEdge和Kubernetes的相同点与不同点？结合一个具体的案例，说明如何运用Kub