مشاركة عبر

أصل IoT واتصال الجهاز والبنية التحتية

تقدم هذه النظرة العامة المفاهيم الأساسية حول كيفية اتصال الأصول والأجهزة المادية بحل Azure IoT نموذجي. كما تقدم المقالة عناصر البنية الأساسية مثل البوابات والجسور. يتضمن كل قسم ارتباطات إلى محتوى يوفر المزيد من التفاصيل والإرشادات.

يوضح الرسم التخطيطي التالي طريقة عرض عالية المستوى للمكونات في حل IoT نموذجي قائم على الحافة. تركز هذه المقالة على الاتصال بين الأصول الفعلية وبيئة وقت تشغيل الحافة الموضحة في الرسم التخطيطي:

رسم تخطيطي يوضح بنية الحل عالية المستوى المستندة إلى IoT edge التي تبرز مناطق اتصال الجهاز.

أساليب الاتصال

يلخص الرسم التخطيطي التالي خيارات اتصال الجهاز لحل إنترنت الأشياء المستند إلى الحافة. يوضح الرسم التخطيطي كيفية اتصال أجهزة الفئة 2 و3 ببيئة وقت تشغيل حافة Azure IoT Operations. تستضيف مجموعة Kubernetes الممكنة في Azure Arc بيئة وقت التشغيل.

رسم تخطيطي يعرض الأجهزة في حل قائم على الحافة.

لتبادل البيانات مع الخدمات المستندة إلى الحافة، تستخدم الأصول معايير الصناعة مثل:

  • نقاط بيانات وأحداث OPC UA. نقاط بيانات OPC UA هي قيم يتم دفقها من خادم OPC UA، مثل درجة الحرارة. تمثل أحداث OPC UA تغييرات الحالة. موصل OPC UA هو خدمة عمليات Azure IoT التي تتصل بخوادم OPC UA لاسترداد بياناتها ونشرها إلى مواضيع في وسيط MQTT. مؤسسة OPC

  • مراسلة MQTT. يسمح MQTT لوسيط واحد بخدمة عشرات الآلاف من العملاء في وقت واحد، مع رسائل النشر والاشتراك الخفيفة وإنشاء الموضوع والإدارة. تدعم العديد من أجهزة IoT MQTT أصلا خارج الصندوق. يدعم وسيط MQTT طبقة المراسلة في عمليات Azure IoT ويدعم كل من MQTT v3.1.1 وMQTT v5. MQTT.

  • مواصفات وسائط ONVIF (معاينة). يكتشف موصل ONVIF في عمليات Azure IoT الكاميرات المطابقة ONVIF ويسجلها في Azure Device Registry. يتيح الموصل إمكانات مثل استرداد تكوين الكاميرا وتحديثه لضبط تكوين صورة الإخراج ، أو التحكم في تحريك الكاميرا وإمالتها وتكبيرها. ONVIF

  • بروتوكولات دفق الوسائط مثل RTSP وRTCP وSRT وHLS وJPEG عبر HTTP (معاينة). يجعل موصل الوسائط الصور والفيديو من مصادر الوسائط مثل كاميرات IP متاحة لمكونات عمليات Azure IoT الأخرى. كما يمكنه التقاط لقطات من دفق فيديو أو من عنوان URL للصورة ونشرها إلى موضوع MQTT، أو وكيل دفق فيديو مباشر من كاميرا إلى نقطة نهاية يمكن للمشغل الوصول إليها.

بمجرد تلقي بيانات الأصول، تستخدم عمليات Azure IoT تدفقات البيانات لمعالجة البيانات وتوجيهها إلى نقاط النهاية السحابية أو مكونات الحافة الأخرى.

نقاط نهاية الجهاز

تستخدم Azure IoT Operations الموصلات لاكتشاف البيانات وإدارتها ودخولها من الأصول المادية في حل قائم على الحافة.

  • موصل OPC UA هو خدمة إدخال البيانات وترجمة البروتوكول التي تمكن عمليات Azure IoT من إدخال البيانات من أصولك. يتلقى الوسيط بيانات الاستشعار والأحداث من أصولك وينشر البيانات إلى مواضيع في وسيط MQTT. ويستند الوسيط على معيار OPC UA المستخدم على نطاق واسع.
  • موصل الوسائط (معاينة) هو خدمة تجعل الوسائط من مصادر الوسائط مثل الكاميرات المرفقة بالحافة متاحة لمكونات عمليات Azure IoT الأخرى.
  • موصل ONVIF (معاينة) هو خدمة تكتشف وتسجل أصول ONVIF مثل الكاميرات. يمكنك الموصل من إدارة أصول ONVIF والتحكم فيها مثل الكاميرات المتصلة بمجموعة أجهزة الكمبيوتر الخاصة بك.
  • موصل SQL (معاينة) هو خدمة تتصل بقواعد بيانات SQL وتدخل البيانات منها.
  • موصل REST (معاينة) هو خدمة تتصل بواجهات برمجة تطبيقات REST وتدخل البيانات منها.

لمعرفة المزيد، راجع ما هي إدارة الأصول في عمليات Azure IoT.

المصادقة

تدير الموصلات في Azure IoT Operations المصادقة على الأجهزة والأصول الفعلية. يمكن أن تكون هذه المصادقة مجهولة المصدر أو تستخدم كلمات مرور أسماء المستخدمين حيث يتم تخزين القيم كأسرار Azure Key Vault. يتم تكوين الوصول إلى Azure Key Vault بهوية مدارة يعينها المستخدم.

تقوم بعض الموصلات، مثل موصل OPC UA، بإنشاء علاقات ثقة تستند إلى الشهادة مع أصل فعلي. على سبيل المثال، موصل OPC UA هو تطبيق عميل OPC UA يستخدم شهادة مثيل تطبيق OPC UA واحدة لجميع الجلسات التي ينشئها لتجميع البيانات من خوادم OPC UA. بشكل افتراضي، يستخدم الموصل cert-manager لإدارة شهادة مثيل التطبيق الخاص به.

لمعرفة المزيد حول الأمان في حل IoT المستند إلى الحافة، راجع أفضل ممارسات أمان لحلول IoT المستندة إلى الحافة.

البروتوكولات

لتبادل البيانات مع نقاط نهاية الخدمة في وقت تشغيل الحافة، تستخدم الأصول معايير الصناعة مثل:

  • MQTT v3.1.1MQTT v5.0
  • OPC UA
  • ONVIF (معاينة)
  • SQL (معاينة)
  • REST (معاينة)
  • بروتوكولات تدفق الوسائط مثل RTSP وRTCP وSRT وHLS وJPEG عبر HTTP (معاينة).

أنماط الاتصال

الاتصال من خلال خوادم الحافة

تتيح عمليات Azure IoT نمط اتصال واحد إلى متعدد على الحافة. يمكن لنشر واحد استيعاب البيانات من أصول مادية متعددة على الحافة، ثم التعامل مع الاتصال بالسحابة.

تم بناء معيار OPC UA حول تطبيقات العميل المتصلة بالخوادم. موصل OPC UA هو تطبيق عميل يعمل كخدمة في وقت تشغيل حافة Azure IoT Operations. يتصل موصل OPC UA بخوادم OPC UA، ويتيح لك استعراض مساحة عنوان الخادم، ومراقبة تغييرات البيانات والأحداث في الأصول المادية المتصلة. تستخدم فرق العمليات والمطورون موصل OPC UA لتبسيط مهمة توصيل خوادم OPC UA بحلولهم الصناعي على الحافة.

يمكن لموصل الوسائط معالجة تدفقات الفيديو (RTSP) مباشرة من الكاميرات. كما يمكنه الوصول إلى خوادم الوسائط حيث تخزن كاميرات متعددة مقاطع الفيديو أو الصور الخاصة بها. عندما يتصل موصل الوسائط بخادم وسائط خارجي واحد، يمكنه حفظ اللقطات أو تدفقات الفيديو أو معالجتها أو توجيهها إلى حافة أو نقطة نهاية سحابية.

بوابات الحافة

عادة ما يتم نشر بوابات Edge (يشار إليها أحيانا باسم بوابات الحقول) محليا وقريبة من أصولك وأجهزة IoT. تعمل بوابات Edge على بيئة وقت تشغيل الحافة الخاصة بك وتتعامل مع الاتصال بالسحابة نيابة عن أصولك وأجهزة IoT. يمكن لبوابات Edge:

  • قم بترجمة البروتوكول. على سبيل المثال، تمكين أجهزة Bluetooth الممكنة للاتصال بالسحابة.
  • إدارة السيناريوهات غير المتصلة وغير المتصلة. على سبيل المثال، تخزين بيانات أداة الاستشعار مؤقتا عندما تكون نقطة نهاية السحابة غير قابلة للوصول.
  • تصفية بيانات الأصل والجهاز أو ضغطها أو تجميعها قبل إرسالها إلى السحابة.
  • قم بتشغيل الذكاء الاصطناعي على الحافة لإزالة زمن الانتقال المرتبط بتشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي نيابة عن الأصول والأجهزة في السحابة. على سبيل المثال، استخدام رؤية الكمبيوتر الذكاء الاصطناعي للكشف عن الحالات الشاذة في خط الإنتاج وإيقاف الخط تلقائيا لمنع العيوب.

Azure IoT Operations هي بيئة وقت تشغيل متطورة يمكن أن تعمل كبوابة باستخدام وسيط MQTT. يمكن للجهاز الفعلي الاتصال مباشرة بوسيط MQTT في بيئة وقت تشغيل الحافة. يمكن لوسيط MQTT بعد ذلك استخدام تدفق البيانات لإعادة توجيه البيانات إلى خدمة سحابية.

توفر تدفقات البيانات قدرات تحويل البيانات ووضعها في سياقها قبل توجيه الرسائل إلى مواقع مختلفة بما في ذلك نقاط نهاية السحابة.

تعمل Azure IoT Operations على مجموعات Kubernetes الممكنة في Azure Arc. تتيح هذه البيئة عمليات التعلم الآلي المؤتمتة بالكامل في الوضع المختلط، بما في ذلك التدريب وخطوات نشر نموذج الذكاء الاصطناعي التي تنتقل بسلاسة بين السحابة والحافة. لمعرفة المزيد، راجع مقدمة إلى هدف حساب Kubernetes في التعلم الآلي من Azure.

الجسور

يتيح جسر الجهاز للأجهزة المتصلة بسحابة غير تابعة ل Microsoft الاتصال بحل IoT الخاص بك. تتضمن أمثلة السحب غير التابعة ل Microsoft Sigfox وSyampy device Cloud وشبكة الأشياء.

يعمل IoT Central Device Bridge مفتوح المصدر كمترجم يقوم بإعادة توجيه بيانات الجهاز إلى تطبيق IoT Central. لمعرفة المزيد، راجع Azure IoT Central Device Bridge. هناك حلول غير تابعة ل Microsoft، مثل Tartabit IoT Bridge، لتوصيل الأجهزة بمركز IoT.

المحتويات ذات الصلة

  • Last updated on