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<think>好的,用户想了解EdgeX框架中的数据流转过程。我需要先回忆一下EdgeX的架构和各个组件的功能。根据提供的引用,特别是引用3提到EdgeX Foundry理论篇,里面提到了数据如何从设备层到导出服务层。首先,设备数据由设备服务采集,然后传输到核心数据服务。核心数据服务负责持久化存储,但也可以通过配置直传递到导出服务层,而无需存储。引用2和4也提到了数据预处理和导出到云端的过程。 下来,我需要将数据流转的步骤分阶段说明。第一阶段是数据采集,设备服务通过REST API或其他协议获取数据。第二阶段是核心数据处理,数据被验证和存储,或者直转发。第三阶段是导出服务,将数据通过ZeroMQ或MQTT发送到云端或其他外部系统。同时,用户可能关心数据的安全性、预处理以及如何集成机器学习模型,比如引用1提到的TensorFlow模型部署到EdgeX进行边缘推理。 需要确保每个步骤都引用正确的文献,比如引用3提到数据本地存储和导出,引用2提到数据预处理和上传,引用4涉及边缘计算框架的应用。最后,生成的相关问题要覆盖数据安全、协议支持、性能优化和实际应用场景,帮助用户进一步探索。</think>### EdgeX框架数据流转过程分步解析 EdgeX Foundry作为开源边缘计算平台,其数据流转遵循分层架构模式,主要分为设备层、核心服务层和应用集成层[^3]。以下是详细流转过程: #### 一、数据采集阶段 1. **设备服务层(Device Service)** - 通过协议转换器对物理设备,支持Modbus、MQTT、HTTP等协议 - 持续轮询或收设备推送的原始数据 - 示例代码结构: ```python # 模拟Modbus温度传感器数据采集 def read_sensor(): return {"device_id": "temp-sensor-01", "value": 23.5, "timestamp": time.time()} ``` 2. **元数据注册** - 新入设备自动注册到核心元数据服务 - 记录设备类型、通信协议等关键信息[^3] #### 二、核心处理阶段 $$ \begin{aligned} &\text{原始数据} \xrightarrow{\text{设备服务}} \text{核心数据服务} \\ &\quad \downarrow \ \text{数据校验} \\ &\quad \downarrow \ \text{格式标准化(转为EdgeX Event对象)} \end{aligned} $$ 3. **核心数据服务(Core Data)** - 默认启用数据持久化存储(MongoDB/Redis) - 可通过`persist.data=false`配置跳过存储[^3] - 事件数据结构: ```json { "device": "HVAC-001", "readings": [ {"name": "temperature", "value": "22.3"}, {"name": "humidity", "value": "58%"} ] } ``` #### 三、数据分发阶段 4. **导出服务层(Export Services)** - 支持两种传输模式: - **推送模式**:通过ZeroMQ/MQTT实时推送[^3] - **拉取模式**:通过REST API对外暴露口 - 数据过滤与路由: ```python # 示例:温度阈值过滤 def filter_events(event): if event['readings']['temperature'] > 30: send_alert(event) return event ``` 5. **外部系统集成** - 云端对:通过HTTPS/MQTT上传至AWS IoT/Azure IoT等平台 - 本地应用:通过消息总线对规则引擎[^1] - 边缘分析:集成TensorFlow Lite模型进行实时推理[^1] #### 四、增强处理流程 6. **边缘预处理(引用[2][4])** - 异常值检测:滑动窗口算法识别突增/缺失数据 - 数据压缩:保留关键特征,减少传输量 - 加密处理:TLS加密或添加数字签名 $$ \text{传输效率提升} = \frac{\text{原始数据量} - \text{处理后数据量}}{\text{原始数据量}} \times 100\% $$ 7. **安全控制点** - 设备认证:X.509证书双向验证 - 传输加密:MQTT over TLS - 访问控制:基于角色的API权限管理 ###
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