إشعار
يتطلب الوصول إلى هذه الصفحة تخويلاً. يمكنك محاولة تسجيل الدخول أو تغيير الدلائل.
يتطلب الوصول إلى هذه الصفحة تخويلاً. يمكنك محاولة تغيير الدلائل.
Azure IoT هي محفظة خدمات Microsoft لربط وإدارة واشتقاق المعلومات من أجهزة إنترنت الأشياء والمعدات الصناعية على نطاق واسع.
يستخدم مجموعة من خدمات السحابة، ومكونات الطرف، ومجموعات تطوير البرمجيات، ويطبق نهج السحابة التكيفية لتوحيد الأجهزة المتصلة بالسحابة وبيئات التكنولوجيا التشغيلية المحلية (OT) تحت نموذج إدارة وبيانات وذكاء اصطناعي مشترك. يتدفق التليمترية الخام للمستشعرات عبر خط أنابيب متسق ويصبح في النهاية ذكاء قابلا للتنفيذ لفرق العمليات، وعلماء البيانات، وصناع القرار في الأعمال.
تتضمن محفظة Azure IoT منصتين رئيسيتين وخدمتين سحابيتين مشتركتين:
Azure IoT Hub - Azure IoT Operations: منصة Microsoft ل العمليات المتصلة، التي تتيح حلول متصلة بالحافة للبيئات الصناعية والبيئات التشغيلية. Azure IoT Operations هو التوصية الأساسية من Microsoft للحلول الجديدة المتصلة بالحواف.
- Azure سجل الأجهزة: خدمة سحابية تمثل أجهزة إنترنت الأشياء والأصول الصناعية كموارد Azure قياسية، بغض النظر عما إذا كانت متصلة عبر IoT Hub أو Azure IoT Operations. نظرا لأن الأجهزة والأصول تظهر كموارد Azure الأصلية، يمكنك إدارتها باستخدام أدوات Azure المألوفة—مثل قوالب Azure Resource Manager (ARM)، والتحكم في الوصول القائم على الأدوار (RBAC)، وAzure Policy، والوسوم، والمراقبة. Azure Device Registry هو الخدمة الرئيسية التي تمكن النهج السحابي التكيفي لإدارة الأجهزة عبر كلا نمطي الاتصال.
- Microsoft Fabric: منصة البيانات الموحدة التي تعمل كمستوى بيانات مشترك ل Azure IoT. يستقبل Fabric ويخزن ويحلل التليمترية من الأجهزة المتصلة عبر IoT Hub أو Azure IoT Operations، ويوفر لوحات معلومات وتقارير وبيانات جاهزة للذكاء الاصطناعي وقدرات التوأم الرقمي عبر كامل منطقة إنترنت الأشياء الخاصة بك.
يدعم Azure IoT نمطين واسعين للاتصال، كل منهما مناسب لسيناريوهات الأعمال وأنواع الأجهزة المختلفة. تجمع العديد من حلول المؤسسات بين النمطين:
- في نمط متصل بالسحابة ، تتصل أجهزة إنترنت الأشياء الخاصة بك مباشرة بالسحابة حيث تتم معالجة وتحليل رسائلها. يتناسب هذا النمط مع السيناريوهات التي يمكن للأجهزة فيها التواصل عبر بروتوكولات الإنترنت القياسية ولا توجد قيود على الاتصال المباشر عبر السحابة.
- في نمط متصل بالحواف ، تتصل أجهزتك ب IoT ببيئة طرفية محلية تعالج رسائلها قبل توجيهها اختياريا إلى السحابة. يتناسب هذا النمط مع السيناريوهات التي تتضمن بروتوكولات صناعية مثل OPC UA، أو المعالجة الميدانية منخفضة التأخير، أو متطلبات الأمان التي تمنع الاتصال المباشر بالإنترنت.
الأقسام التالية تقدم رؤية شاملة للمكونات في كل نمط. تركز هذه المقالة على المجموعات الرئيسية من المكونات: الأجهزة، خدمات السحابة، ووقت تشغيل الحافة.
نمط المتصل بالسحابة
يستخدم النمط المتصل بالسحابة مجموعة متكاملة من أجهزة والمكونات والخدمات التي تربط تلك الأجهزة مباشرة بالسحابة. هذا النمط مناسب جدا للسيناريوهات التي تكون فيها الأجهزة موزعة جغرافيا ويمكنها التواصل عبر بروتوكولات الإنترنت القياسية. مثال على ذلك أسطول شاحنات التوصيل التي ترسل بيانات الحساسات إلى السحابة للتحليل والتصوير:
ابن حلولا متصلة بالسحابة مع IoT Hub، منصة Microsoft للأجهزة المتصلة على نطاق واسع. يدعم IoT Hub الرسائل ثنائية الاتجاه مع ملايين الأجهزة، وإدارة الأجهزة، وتحديثات البرنامج الثابت، والتكامل مع Azure سجل الأجهزة لعرض أجهزتك كموارد Azure قابلة للإدارة. يمكنك توسيع الحلول المتصلة بالسحابة بخدمات مثل خدمة توفير الأجهزة و Azure Digital Twins.
النمط المتصل بالحواف
يستخدم نمط المتصل بالحافة مجموعة متكاملة من أجهزة والمكونات والخدمات التي تربط تلك الأجهزة ببيئة حافة قريبة. هذا النمط مناسب جدا للسيناريوهات الصناعية والعلاج الوظيفي، على سبيل المثال:
- الأجهزة التي تتواصل باستخدام بروتوكولات الشبكة المحلية مثل OPC UA التي تتطلب موصولا في الموقع.
- بيئات تمنع فيها متطلبات الأمان الأجهزة من الاتصال المباشر بالإنترنت العام.
يمكن للحل المتصل بالحافة أيضا إعادة توجيه البيانات من أجهزتك إلى السحابة لمزيد من المعالجة مثل التحليل والتصور:
ابن حلولا متصلة بالحافة باستخدام Azure IoT Operations. Azure IoT Operations هو المنصة الموصى بها من Microsoft للحلول الجديدة المتصلة بالحافة ويعد أساس استراتيجية العمليات الرقمية للبيئات الصناعية والبيئات التشغيلية التشغيلية. Azure IoT Operations يجمع بين التقنيات التشغيلية وتكنولوجيا المعلومات وعلوم البيانات عبر السحابة والحافة باستخدام مستوى إدارة مشترك (Azure Resource Manager) ومستوى بيانات مشترك (Microsoft Fabric). Azure سجل الأجهزة يكشف عن الأصول والأجهزة المتصلة عبر Azure IoT Operations كموارد Azure أصلية، مما يتيح إدارة متسقة عبر كامل ممتلكاتك.
الأجهزة والاتصال
كلا نمطي الاتصال يشملان أجهزة تجمع البيانات التي ترغب في استخلاص رؤى الأعمال منها. تصف الأقسام التالية أنواع الأجهزة في حل Azure IoT وكيفية اتصالها.
فئات أجهزة إنترنت الأشياء
من المفيد تصنيف أجهزة إنترنت الأشياء على النحو التالي:
الجهاز المتصل بالسحابة (الفئة 1): الأجهزة التي تتصل مباشرة بالسحابة. تشمل هذه الفئة الأجهزة التي تتصل بخدمات السحابة مثل IoT Hub باستخدام بروتوكولات قياسية مثل HTTP أو MQTT أو AMQP. هذه الأجهزة ليست ذات صلة في نمط الحافة المتصلة (مثل Azure IoT Operations).
الجهاز المتصل بالحافة (الفئة 2): الأجهزة التي تتصل بالسحابة من خلال وكيل أو بوابة مستندة إلى الحافة. مثال على ذلك جهاز يتصل بشكل غير مباشر بالسحابة عبر وسيط MQTT في Azure IoT Operations.
جهاز خاص بالبروتوكول (الفئة 3): تتصل هذه الأجهزة بوقت تشغيل مستند إلى الحافة من خلال موصل يمكن الأجهزة من استخدام بروتوكول معين. على سبيل المثال، يتصل خادم OPC UA والأجهزة المرفقة به من خلال موصل ل OPC UA. هذه الأجهزة ليست ذات صلة بنمط الاتصال بالسحابة (مثل Azure IoT Hub).
يوضح المخطط التالي العلاقات بين فئات الأجهزة وخدمات السحابة في نمط المتصل بالسحابة:
يوضح المخطط التالي العلاقات بين فئات الأجهزة ووقت تشغيل الحواف في نمط المتصل بالحواف:
للتبسيط، تظهر المخططات السابقة فقط تدفقات البيانات إلى السحابة أو وقت تشغيل الحواف. تتيح العديد من الحلول سيناريوهات القيادة والتحكم حيث يرسل وقت تشغيل السحابة أو الحافة أوامر إلى الأجهزة. على سبيل المثال، قد ترسل خدمة سحابية أمرا إلى كاميرا متوافقة مع ONVIF للتكبير.
الاتصال في نمط الحافة المتصلة
في نمط الاتصال بالحواف، تتصل أجهزة إنترنت الأشياء ببيئة حافة محلية تعالج رسائلها قبل إعادة توجيهها إلى السحابة للتخزين والتحليل. قد تستخدم الأجهزة بروتوكولات ومعايير اتصال الشبكة مثل:
- OPC UA في البيئات الصناعية.
- ONVIF لإدارة ومراقبة أجهزة الفيديو.
- MQTT كبروتوكول مراسلة قياسي لأجهزة إنترنت الأشياء.
في مخطط النمط المتصلة بالحافة الموضح سابقا، تمثل الموصلات المتجهة جنوبا البروتوكولات والمعايير التي تستخدمها الأجهزة للاتصال ببيئة الحافة.
مقارنات الأجهزة
يلخص الجدول التالي الخيارات الحالية للأجهزة والاتصال:
| العروض الحالية (GA) | نمط المتصل بالسحابة | النمط المتصل بالحواف |
|---|---|---|
| أنواع الكائنات المتصلة | أجهزة إنترنت الأشياء من الفئة 1 و 2 | أجهزة إنترنت الأشياء من الفئة 2 و 3 |
| بروتوكولات اتصال الجهاز | HTTP، AMQP، MQTT v3.1.1 | يتيح Azure IoT Operations من MQTT v3.1.1 وMQTT v5 لأجهزة الفئة 2؛ وتمكن الموصلات بروتوكولات أخرى مثل OPC UA، ONVIF، وREST لأجهزة الفئة 3. الموصلات المخصصة ممكنة. |
| تنفيذ الجهاز | Microsoft device SDKs و SDKs للأجهزة المدمجة | يمكن لأجهزة الفئة 2 استخدام أي مكتبة MQTT للاتصال بوسيط MQTT. عادة ما تأتي أجهزة الفئة 3 مع البرامج الثابتة القياسية. |
| إدارة الأجهزة | IoT DPS, Device Update, IoT Central, Azure سجل الأجهزة | في Azure IoT Operations، استخدم Azure سجل الأجهزة. استخدم Akri لتمكين الاكتشاف التلقائي للجهاز باستخدام البروتوكولات الأصلية. |
الخدمات والتطبيقات
في نمط الاتصال بالسحابة، توفر خدمات السحابة الخاصة بإنترنت الأشياء البنية التحتية اللازمة للاتصال والمراقبة والتحكم في أجهزتك. في نمط التوصيل بالحواف، تستضيف بيئة تشغيل الحافة الخدمات لربط ومراقبة والتحكم في أجهزتك. توفر الخدمات السحابية الأخرى خدمات عامة مثل التخزين والتحليل والتصورات للحل الخاص بك.
Azure Device Registry
Azure سجل الأجهزة هي خدمة سحابية تعمل مع كل من IoT Hub و Azure IoT Operations لتوفير رؤية موحدة لأجهزتك وأصولك الصناعية كموارد Azure قياسية. إنها جزء أساسي من نهج السحابة التكيفية لأنها توسع نطاق إدارة Azure — بما في ذلك RBAC، تطبيق السياسات، الوسم، تحديد النطاق، والتدقيق — إلى ممتلكات إنترنت الأشياء الخاصة بك. تتضمن القدرات الأساسية:
- تمثيل الأصول الموحد: الأجهزة المتصلة عبر IoT Hub والأصول المتصلة عبر Azure IoT Operations يتم التعبير عنها كموارد ARM، مما يجعلها مرئية وقابلة للإدارة من خلال بوابة Azure، Azure CLI، Bicep، وقوالب ARM.
- إدارة المخطط ومساحة الأسماء: يدعم تكوين مخططات الرسائل، وتكرار العينة، وتنظيم الأصول في مساحات أسماء تعكس بيئتك المادية.
- المزامنة ثنائية الاتجاه: تتزامن تعريفات الأصول وتكويناتها في السجل مع الحافة، لذا تنعكس التغييرات التي تجرى في السحابة على الموقع والعكس صحيح.
- التكامل مع أدوات Azure: تمكين سير عمل البنية التحتية ككود، وسياسات RBAC المركزية، والتكامل مع Azure Monitor وأنظمة Microsoft Defender لحوكمة متسقة عبر جميع المواقع.
Microsoft Fabric
Microsoft Fabric هو المنصة الموحدة للبيانات Azure IoT ويعد المستوى المشترك في نهج السحابة التكيفية. يستوعب بيانات البيانات من الأجهزة المتصلة عبر كل من IoT Hub و Azure IoT Operations، ويحول البيانات الخام للأجهزة إلى رؤى قابلة للتنفيذ لفرق العمليات وعلماء البيانات وصناع القرار في الأعمال. تشمل القدرات الرئيسية لسيناريوهات إنترنت الأشياء:
- Real-Time Intelligence: يستقبل ويحلل تدفقات القياس عالية التردد من الأجهزة والأصول، مع دعم لاكتشاف الشذوذ، وتحليل السلاسل الزمنية، ولوحات تحكم تشغيلية حية.
- OneLake: بحيرة بيانات واحدة محكومة تخزن بيانات الأجهزة الخام والمنقية والمنسقة من جميع المواقع والأنظمة، مما يوفر أساسا متسقا لأعباء عمل الذكاء الاصطناعي والتحليلات.
- Fabric الذكاء والوجوديات: يحاكي العلاقات بين الأصول والمواقع ونقاط البيانات باستخدام نماذج المعلومات الدلالية، مما يجعل بيانات الأجهزة جاهزة للذكاء الاصطناعي وتمكين السيناريوهات الرقمية التوأم.
- Power BI التكامل: يقدم تصورات وتقارير غنية عن تليمترية الأجهزة، ومؤشرات الأداء التشغيلية، وأداء العمليات مباشرة للأشخاص الذين يتصرفون بناء عليها.
- Microsoft Copilot التكامل: تتيح لفرق العمليات والمتخصصين في البيانات الاستعلام والتفكير في بيانات الجهاز باستخدام اللغة الطبيعية.
كلا نمطي الاتصال يوجهان البيانات إلى Microsoft Fabric. في نمط الاتصال بالسحابة، يقوم IoT Hub بتوجيه بيانات الأجهزة إلى Fabric. في نمط المتصل بالحواف، يعالج Azure IoT Operations البيانات على الحافة ويحولها قبل توجيهها إلى Fabric، حيث يمكن تحليلها وتصويرها بشكل أعمق.
الذكاء الاصطناعي والذكاء الاصطناعي
هدف مركزي ل Azure IoT هو تحويل بيانات الأجهزة الخام إلى رؤى جاهزة للذكاء الاصطناعي. يحدث هذا من خلال خط أنابيب بيانات تدريجي:
| مرحلة | الوصف | أين يحدث ذلك |
|---|---|---|
| القياس الخام | البيانات عالية الحجم والتردد العالي التي يتم جمعها من الأجهزة والأصول | الجهاز / الأصل |
| البيانات الهيكلية | البيانات المرتبطة بمخططات الرسائل ونماذج المعلومات | Azure IoT Operations (edge) |
| موضع في سياقه وموحده | سياق الأصول (الموقع، النوع، العلاقات) مضاف؛ البيانات التي تم تطبيعها إلى وحدات وصيغ مشتركة | Azure IoT Operations + Azure Device Registry |
| جاهز للتحليل | البيانات المنقحة والمجمعة التي تم استيعابها في OneLake | Microsoft Fabric |
| جاهز للذكاء الاصطناعي | بيانات غنية دلاليا، ونمذجة باستخدام أنطولوجيات Fabric IQ، جاهزة لاستهلاك الذكاء الاصطناعي | Microsoft Fabric |
يتم تطبيق الذكاء الاصطناعي على مستويين في حل Azure IoT:
- Edge AI: يدعم Azure IoT Operations تشغيل نماذج الاستدلال الذكاء الاصطناعي مباشرة على عنقود الحواف. يوفر هذا أوقات استجابة تقاس بالملي ثانية للسيناريوهات ذات الأولوية العالية مثل فحص الجودة، واكتشاف الشذوذ، ومراقبة السلامة، دون الحاجة إلى رحلة ذهاب وإياب إلى السحابة.
- Cloud AI: يوفر Microsoft Fabric قدرات ذكاء اصطناعي على نطاق سحابي بما في ذلك وكلاء العمليات—وكلاء ذكاء اصطناعي مدمجين في Real-Time Intelligence يراقبون باستمرار تدفقات القياس عن بعد ويتخذون تلقائيا إجراءات تصحيحية أو تحسينية. يوفر Azure AI Foundry منصة مركزية لبناء وتدريب والتحقق من ونشر نماذج ذكاء اصطناعي مخصصة مع حوكمة على مستوى المؤسسة، ويتكامل مع Fabric لاستهلاك النماذج على نطاق واسع.
Fabric IQ الأنطولوجيات هي جوهرية لجعل هذا المسار يعمل من البداية إلى النهاية. من خلال نمذجة العلاقات الدلالية بين الأصول والمواقع ونقاط البيانات، يمنح Fabric IQ نماذج الذكاء الاصطناعي وتجارب Copilot السياق التجاري الذي يحتاجونه لإنتاج رؤى ذات مغزى—ليس فقط الشذوذات الإحصائية، بل نتائج مبنية على كيفية عمل عملياتك فعليا. على سبيل المثال، يمكن ل Fabric IQ التعرف على أن شذوذا في درجة الحرارة على حساس معين ينتمي إلى سير ناقل في خط إنتاج محدد، مما يتيح توصيات صيانة مستهدفة بدلا من التنبيهات العامة.
تشمل السيناريوهات الشائعة للذكاء الاصطناعي في حلول Azure IoT:
- الصيانة التنبؤية: اكتشاف العلامات المبكرة لفشل المعدات من اتجاهات القياس عن بعد وجدولة الصيانة قبل حدوث عطل، مما يقلل من وقت التوقف غير المخطط له.
- تحسين العمليات: تحديد عنق الزجاجة وعدم الكفاءة عبر خطوط الإنتاج وتوصي بإجراءات تصحيحية في الوقت القريب من الوقت الفعلي.
- اكتشاف الشذوذ: راقب باستمرار تدفقات القياس عن بعد الحية وتنبه المشغلين إلى أنماط غير معتادة عند ظهورها.
- Connected workers: Surface رؤى وتوصيات مولدة بالذكاء الاصطناعي للعاملين الميدانيين من خلال لوحات التشغيل واستعلامات اللغة الطبيعية المدعومة ب Microsoft Copilot.
خدمات IoT السحابية
في حل إنترنت الأشياء المتصل بالسحابة، عادة ما تكون خدمات السحابة لإنترنت الأشياء:
- تلقي بيانات المستشعر على نطاق واسع من أجهزتك ، وحدد كيفية معالجة هذه البيانات وتخزينها.
- إرسال الأوامر من السحابة إلى أجهزة معينة.
- توفير الأجهزة والتحكم في الأجهزة التي يمكنها الاتصال بالبنية الأساسية الخاصة بك.
- التحكم في حالة أجهزتك ومراقبة أنشطتها.
- إدارة البرامج الثابتة المثبتة على أجهزتك.
على سبيل المثال، في حل المراقبة عن بعد لمحطة ضخ النفط، تستخدم الخدمات بيانات المستشعر من المضخات لتحديد السلوك الشاذ. عندما تحدد الخدمة السحابية حالة شاذة، يمكنها إرسال أمر تلقائيا إلى الجهاز لاتخاذ إجراء تصحيحي. تنفذ هذه العملية حلقة ملاحظات تلقائية بين الجهاز والسحابة التي تزيد بشكل كبير من كفاءة الحل.
وقت تشغيل Edge
في نمط المتصل بالحواف، عادة ما تكون الخدمات المحلية المستضافة في بيئة تشغيل الحافة التالية:
- أدر الاتصال بأجهزتك عبر الموصلات المتجهة جنوبا.
- تلقي البيانات على نطاق واسع من أجهزتك ، وحدد مكان توجيه الرسائل لمزيد من المعالجة.
- إعادة توجيه الأوامر من السحابة إلى أجهزة محددة.
- تنفيذ بعض معالجة الرسائل المحلية. في Azure IoT Operations، تتم هذه المعالجة في الموصلات المتجهة شمالا.
مقارنات خدمات IoT
يلخص الجدول التالي خيارات الخدمة الحالية وتطبيق الحافة:
| العروض الحالية (GA) | نمط المتصل بالسحابة | النمط المتصل بالحواف |
|---|---|---|
| الخدمات | IoT Hub, IoT DPS, IoT Hub تحديث الجهاز, Azure Digital Twins, Azure سجل الأجهزة | Azure IoT Operations، مع سجل الأجهزة Azure. |
| منصة البيانات | Microsoft Fabric (Real-Time Intelligence، OneLake، Power BI) | Microsoft Fabric (Real-Time الاستخبارات، OneLake، Power BI). يقوم Azure IoT Operations بمعالجة البيانات مسبقا وتحويلها على الحافة قبل توجيهها إلى Fabric. |
مقارنات التوزيع
يلخص الجدول التالي خيارات النشر الحالية:
| العروض الحالية (GA) | نمط المتصل بالسحابة | النمط المتصل بالحواف |
|---|---|---|
| المخطط | تتصل الأجهزة مباشرة بخدمات المراسلة السحابية مثل IoT Hub. تدار في السحابة باستخدام Azure Resource Manager (ARM) أو IoT Hub SDKs للخدمات. | يوفر Azure IoT Operations طريقة لربط الأجهزة بعنقود Kubernetes المحلي. تتصل الأجهزة بوسيط Azure IoT Operations MQTT، إما مباشرة عبر بروتوكولات الشبكة القياسية، أو عبر أجهزة وسيطة. تمت الإدارة في السحابة باستخدام خدمات Azure Arc. |
| البنية الأساسية | خدمات السحابة مثل IoT Hub، وأجهزة الحوسبة القياسية التي تحتوي على وحدة معالجة مركزية/وحدة معالجة مركزية، أو الأجهزة المقيدة والمدمجة التي تحتوي على وحدة تحكم إلكترونية. | Azure IoT Operations، الذي يعمل على عنقود Kubernetes، والأجهزة التي تتصل بالعنقود. يمكن أن تشمل الأجهزة أجهزة حوسبة قياسية تحتوي على وحدة معالجة مركزية/وحدة معالجة مركزية، أو أجهزة مقيدة ومدمجة تحتوي على وحدة تحكم ماركيو. |
إدارة الحل
استراتيجية Microsoft Azure IoT مبنية على نهج التكيف، الذي يوحد الفرق المعزولة، والمواقع الموزعة، والأنظمة المختلفة في نموذج واحد للعمليات والأمان والتطبيقات والبيانات. يتيح هذا النهج التقارب الذكي بين تكنولوجيا المعلومات وتكنولوجيا المعلومات وعلوم البيانات، بحيث يمكنك استخدام نفس تقنيات السحابة والذكاء الاصطناعي لإدارة ومراقبة الحلول المتصلة بالحواف، والسحابة، والهجينة.
يحتوي نهج السحابة التكيفية على ركيزتين رئيسيتين:
- طائرة إدارة مشتركة مشتركة مبنية على Azure Resource Manager (ARM). يمتد هذا المستوى من حوكمة Azure — RBAC، تطبيق السياسات، التدقيق، والمراقبة — ليشمل كل من الأجهزة المتصلة بالسحابة والموارد القائمة على الحافة.
- مستوى بيانات مشترك مشترك مبني على Microsoft Fabric. توفر هذه الطائرة منصة موحدة لتخزين ومعالجة وتحليل البيانات من السحابة والمصادر الحافية، مما يتيح رؤى جاهزة للذكاء الاصطناعي من أرضية الورش إلى غرفة الاجتماعات.
الخطوات التالية
الخطوات المقترحة التالية لاستكشاف Azure IoT تشمل ما يلي:
لمعرفة المزيد عن معماريات Azure IoT، انظر: