【A03】工业物联网——高性能边缘计算轻量级容器管理引擎设计【文思海辉】
发布时间: 2019-11-13 15:31:35

1. 命题方向

智能制造

2. 题目类别

应用类

3. 题目名称

工业物联网——高性能边缘计算轻量级容器管理引擎设计

4. 背景说明

【整体背景】

自从本世纪初云计算模型的出现和广泛应用,云计算已经改变了我们的生活、学习和工作,从贵州到冰岛,全球都可以看到大公司的数据中心。对于亚马逊、微软、阿里和腾讯来说,云计算平台也已经成为非常重要的业务和收入来源之一。但随着物联网时代到来,云计算平台将面临着海量设备接入、海量数据、带宽不够、功耗过高和实时性差等高难度挑战。就目前的带宽水平来说,还无法支持设备到云端之间的数据传输,这使得云计算中心实时返回数据决策也变成了不可能的任务。

【公司背景】

文思海辉物联网事业部在智能制造、智能工厂、智能水务、智能家居、智能办公、智慧医疗、智慧能源、智慧物流、车联网等多领域多行业拥有一系列解决方案与成功案例。

OctoIoT Infrastructure(智能物联网)产品生态通过工业物联网技术,应用无线方式,实现设备间、设备与应用的互联与集成,对各类工业设备、仪器仪表进行数据的快速采集与传输,并对采集的海量数据进行分析与处理形成专业级的可视化报表,实时展示工业现场生产、反馈运维状态。其还利用数据挖掘、机器学习等AI技术自动优化参数及流程,助力制造、电力与能源及仓储与物流等诸多行业进行数字化转型与升级。

【业务背景】

在数字经济时代,制造业转型升级速度加快,工业物联网行业迎来发展机遇。其中,工业制造领域的转型升级成为工业物联网发展的重要驱动力,世界各国纷纷发布相关的战略举措,抢占新一轮发展战略机遇。有分析认为,到2020年,工业物联网在整体物联网产业中的占比将达到25%,规模将突破4500亿元。边缘计算是微数据物联网中心的网状网络,可在将关键数据传输到中央数据中心或云存储库之前在本地处理和存储关键数据。边缘计算有助于优化云计算系统免受与数据传输相关的中断。

5. 项目说明

【问题说明】

(1)工业数据的协议不标准。互联网数据采集一般都是我们常见的HTTP等协议,但在业领域,会出现ModBus、OPC、CAN、ControlNet、DeviceNet、Profibus、Zigbee等各类型的工业协议,而且各个自动化设备生产及集成商还会自己开发各种私有的工业协议,导致在工业协议的互联互通上,出现了极大地难度。

(2)大量的工业数据是“脏”数据,直接存储无法用于分析,在存储之前,必须进行处理,而对海量不同类型不同结构的数据进行处理,从技术上又提高了难度。

(3)原先的工业系统都是运行在局域网中,安全问题不是突出考虑的重点。一旦需要通过云端调度工业之中最为核心的生产能力,又没有对安全的充分考虑,造成损失,是难以弥补的。

【用户期望】

(1)基于容器技术实现水平扩展运行与边缘计算网关应用程序的框架。

(2)“微服务”形式实现应用程序(边缘计算网关内)的通用数据发布、接收、持久化等接口。

(3)可靠的安全性,提升边缘计算网关的可靠性,实现无法通过边缘计算网关侵入设备网络或传感网络。

(4)轻量级的容器引擎运行与嵌入式设备。

6. 任务要求

【开发说明】

需要对项目背景,业务痛点有深入了解和阐述。

需要通过分析业务痛点整理出项目功能列表,并进行breakdown。

需要针对客户期望进行详细阐述实现效果。

【技术要求与指标】

具体开发技术不限,但是不能采用商用模块。所有第三方组件均需要采用开源模块。

【任务清单】

完成以下设计:

(1)设计轻量级容器引擎;

(2)镜像文件管理;

(3)容器管理;

(4)容器化运行的参数管理(CPU、内存使用限制,端口映射);

(5)容器文件系统管理;

(6)容器权限配置;

(7)容器的调度配置及管理。

【提交材料】

(1)项目概要介绍;

(2)项目简介PPT;

(3)项目详细方案;

(4)项目演示视频;

(5)企业要求提交材料:

Ø  需求说明书及系统原型图一份

Ø  详细系统设计书一份

Ø  实现轻量级容器管理引擎(可参考Docker及Rocket)

(6)团队自愿提交的其他补充材料。

【开发工具与数据接口】

7. 参考信息

(1)推荐开发语言:C/C++,Java,Python;

(2)推荐开发工具:不限;

(3)推荐开发平台:Linux。

8. 评分要点

本赛题评分要点参考附件一:A类企业命题统一评分标准。

承办单位

  • 国家服务外包人力资源研究院
  • 无锡市商务局
  • 无锡市教育局
  • 江南大学
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