简介

Edgex Foundry是一个开源的、边缘网络软件平台，它直接与设备、传感器等物联网设备进行交互，简单的说，Edgex Foundry就是一个连通物理世界与云平台软件信息系统的边缘中间件。

部署方式

EdgeX最初是由Dell构建，在物联网网关上运行，但随着EdgeX体系对微服务架构的支持，现在EdgeX微服务的单个实例可以分布在多台服务器上，一个或多个EdgeX微服务的服务器称为节点。这使EdgeX能够在边缘的任何地方利用计算、存储和网络资源。

这种松散耦合的体系架构允许跨节点分布，从而进一步可以实现边缘计算的分层逻辑。比如通信服务可以部署在PLC、网关上运行，或者嵌入更智能的传感器中，而其他的EdgeX服务则可以部署在网络服务器上。因此，部署的范围可能包括嵌入式传感器、控制器、边缘网关、服务器和云系统。

EdgeX微服务可以部署在一组计算节点上，以最大限度得利用资源，同时也可以将更多得智能处理设备放在更靠近物理边缘的位置。

EdgexFoundry架构

Edgex Foundry其实就是一组微服务集合的统称，Edgex Foundry包括4个服务层，2个基础模块。

4个服务层：

核心服务层（Core Services Layer）
支持服务层（Supporting Services Layer）
应用服务层（Application Services Layer）
设备服务层（Application Services Layer）

2个基础模块：

安全模块（Security）
系统管理模块（System Management）

核心服务层（Core Services Layer）

核心服务可以认为是EdgeX南北两侧的中介，它是物理世界和IT系统之间提供了通信中介服务。其实看名字就晓得，这层服务都是一些很重要的服务，数据流转、指令下发、以及存储EdgeX中相关的配置信息、设备信息，核心服务包含以下几个服务：

Core Data：南侧（物理设备侧）数据的存储以及相关的管理工作
Command：控制北侧到南侧指令下发执行的服务
Metadata：连接到EdgeX Foundry相关服务或设备的元数据存储工作
Registry and Configuration：其实就是EdgeX Foundry微服务的注册中心和配置中心，EdgeX Foundry默认使用Consul。

支持服务层（Supporting Services Layer）

支持服务就是一些附加服务，比如边缘分析服务，正常的软件服务比如调度和数据清理，这些全由支持服务层来提供。

支持服务是基于一些核心服务才能运行的，在通常情况下，支持服务可以被认为是可选择的，就是在进行Edgex部署的时候可以不包含这些服务。

支持服务层包含以下微服务：

Rules Engine（规则引擎）：该服务基于EdgeX实例收集的传感器数据在边缘端执行if-then条件驱动。该服务可以用去取代或增加相关的数据分析服务。
Scheduler（任务调度）：在指定的调度任务中，服务将通过任何的EdgeX提供的API服务以URL的方式触发操作，例如：定期调用核心数据API来清理历史事件（数据）。
Alerts and Notifications（告警和通知）：通过该服务可以发送相关警报或通知。

应用服务层（Application Services Layer）

应用服务层是从EdgeX提取、处理/转换设备数据并将其发送到其他系统或平台的方法。现在EdgeX也提供了一些应用服务示例，可以将数据发送到许多云提供商（Amazon IoT Hub、Google IoT Core、Azure IoT Hube、IBM Watson IoT…），MQTT和HTTP REST端。

应用服务基于“方法管道（functions pipeline）”的方式进行设计。方法管道是按指定顺利处理消息的函数集合。函数管道中的第一个方法就是触发器，触发器开始方法管道的执行工作。比如，触发器接收到了类似于消息队列中的消息，然后每个方法依序处理这个消息，常见的操作包括过滤、转换、压缩和加密等。

设备服务层（Application Services Layer）

设备服务连接物理设备，相当于就是设备的驱动。

设备服务可以是一个服务连接多个物理设备。物理设备可以是简单的单个物理设备，也可以是另一个网关（以及该网关的所有设备）、设备管理器，充当EdgeX Foundry的设备或设备集合的设备聚合器。

设备服务通过每个设备的接入协议于设备进行通信。设备服务将物联网设备生成和通信的数据转换为通用的EdgeX Foundry数据结构（事件），并将转换后的数据发送到核心服务层，并发送到EdgeX Foodry其他层中的其他微服务。

EdgeX提供了很多使用通用物联网协议对接的设备服务示例，比如Modbus、BACnet、MQTT等。

安全模块（Security）

EdgeX Foundry的安全模块主要提供对接入的设备以及设备数据的保护，包含两个主要安全组建：

安全存储，用于保护EdgeX相关机密信息，比如相关服务连接到云系统数据库的访问密码。
API网关服务，用以对EdgeX REST资源的访问控制

系统管理模块（System Management）

为外部系统提供监控接入点，以便对EdgeX服务运行状态、服务运行指标（如内存使用、CPU使用）进行监控，并可以启动/停止/重新启动EdgeX服务。

软件服务开发SDK

EdgeX提供了两种类型的SDK来帮助创建北向和南向服务。南北向服务的SDK提供服务基本操作的所有脚手架代码，使连接新设备或云端系统变得更容易。目前EdgeX提供了以下SDK：

Golang版本的设备服务SDK（Golang Device Service SDK）
C版本的设备服务SDK（C Device Service SDK）
Golang版本的应用服务SDK（Golang Application Functions SDK）

EdgeX如何工作的

设备数据采集

EdgeX的主要工作就是从传感器和设备采集数据，并将这些数据上报到北侧应用。下面基于Modbus设备服务说明一下这整个过程：

1）设备服务可以将消息（事件）发送到消息总线（message bus，可以基于redis或MQTT实现，默认是redis）上，订阅者（application service或者core data或者是其他）就可以从消息总线上订阅到这个消息（事件）了。

2）另外设备服务也可以通过REST接口将事件发送到core data service。

当core data接收到事件之后（不管是通过message bus还是rest），都会先将事件数据进行存储。EdgeX默认使用Redis进行存储。当然也允许使用其他的数据库。存储并不是必须的，也可以配置成关闭。考虑数据持久化一般有两种原因：

边缘节点目前不在线，在断线期间，设备数据必须要先存储下来，以便后继连上之后北向进行消费。
在一些场景下，设备数据的分析功能需要用到历史数据。

当core data基于rest接收到事件之后，它也会将事件消息发送到message bus的特定topic上，以便应用服务进行订阅消费，流程如下图所示：

应用服务接收到事件消息之后，会进行相关的处理操作，然后发送到云端，流程如下：

边缘分析与驱动

EdgeX允许对从边缘采集的数据进行本地分析，意思就是事件由本地分析处理，并可用于触发设备上的操作。

就像应用服务接收事件进行处理并上报到云端系统一样，应用服务也可以处理EdgeX事件，以及其包含的设备数据，并将其发送到任意端点，如Step4：

该服务可以处理事件数据，并做出触发设备服务的决定。例如：它可以检查发动机的压力读数是否大于60 PSI。当确定这样的规则为真时，服务调用核心命令服务来触发某些操作，如在某个可控设备上“打开阀门”（参见Step5）: