Erste Schritte mit ioT-Architekturdesign

Das Internet der Dinge (IoT) verbindet physische Geräte, Sensoren und Geräte mit der Cloud. Mithilfe von IoT können Organisationen Betriebsdaten sammeln, Prozesse automatisieren und Echtzeiteinblicke in Branchen wie Fertigung, Energie, Transport und intelligente Gebäude gewinnen. Azure bietet eine umfassende Reihe von IoT-Diensten und -Funktionen zur Unterstützung von cloudgebundenen und edgebasierten Lösungsmustern.

Azure-Dienste für IoT

Azure bietet eine Reihe von Diensten für das IoT-Architekturdesign:

• Azure IoT Hub: Bietet Geräte-zu-Cloud-Messaging und Geräteverwaltung.

• Azure IoT Hub Gerätebereitstellungsdienst: Stellt die Bereitstellung für Azure IoT Hub bereit.

• Azure IoT Einsatz: Stellt eine einheitliche Datenebene bereit, die auf Azure Arc-fähigen Kubernetes-Clustern für edgebasierte Systeme ausgeführt wird.

• MQTT-Broker-Feature in Event Grid: Bietet MQTT-Broker-Funktionen für skalierbares Publish-Subscribe-Messaging.

• Azure Digital Twins: Ermöglicht die digitale Modellierung physischer Umgebungen.

Architecture

Das Diagramm besteht aus fünf vertikalen Abschnitten, die Ebenen einer IoT-Architektur darstellen. Von links nach rechts sind die Schichtabschnitte: Sensorik, Netzwerk, Datenaufnahme, Datenverarbeitung und Anwendung und Präsentation. Die Sensorschicht enthält IoT-Sensoren, industrielle Endpunkte, Edgegeräte und Kameras und Aktoren. Die Netzwerkebene enthält Azure IoT Edge und Azure IoT Einsatz. Die Datenaufnahmeebene enthält Azure IoT Hub, Azure Event Hubs und Azure Event Grid. Die Datenverarbeitungsebene enthält Azure Databricks, Azure Data Explorer und Microsoft Fabric. Die Anwendungs- und Präsentationsebene enthält Power BI, eine mobile Anwendung und ein Dashboard. Pfeile verbinden die Abschnitte von links nach rechts, um den Datenfluss durch die Architektur anzuzeigen. Der letzte Pfeil auf der rechten Seite zeigt links von der Anwendungs- und Präsentationsebene auf die Datenverarbeitungsschicht.

Laden Sie eine Visio-Datei dieser Architektur herunter.

Das vorherige Diagramm zeigt eine typische einfache bzw. Basis-IoT-Implementierung. Praktische Lösungen, die Sie in Azure erstellen können, finden Sie unter IoT-Lösungsideen.

Erkunden von IoT-Leitfäden, Architekturen und Lösungsideen

Die Artikel in diesem Abschnitt enthalten Leitfäden und vollständig entwickelte Architekturen, die Sie in Azure bereitstellen und auf Lösungen auf Produktionsniveau erweitern können. Lösungsideen veranschaulichen Implementierungsmuster und -möglichkeiten, wenn Sie Ihre IoT Proof-of-Concept-Entwicklung (POC) planen. Anhand dieser Artikel können Sie entscheiden, wie IoT-Technologien in Azure verwendet werden.

IoT-Lösungsideen

Die folgenden IoT-Lösungsideen veranschaulichen Implementierungsmuster und Möglichkeiten zur Erkundung:

• Azure Load Testing mit benutzerdefinierten Plug-Ins für Event Hubs und IoT Hub: Verwenden Sie Azure Load Testing mit benutzerdefinierten Plug-Ins, um ioT-Gerätedatenverkehr gegen Azure IoT Hub zu simulieren.

• IoT-Analysen mit Azure Data Explorer und Azure IoT Hub: Verwenden Sie Azure Data Explorer, um nahezu echtzeitbasierte Analysen zu schnell fließenden, volumenstarken Streamingdaten von IoT-Geräten bereitzustellen.

• Verwenden Sie Azure IoT Hub, um Dateien privat in ein Azure Storage Konto hochzuladen: Verwenden Sie ein privates Netzwerk, um Dateien von IoT-Geräten sicher in ein Azure Storage Konto hochzuladen.

IoT-Leitfäden

In den folgenden Artikeln können Sie die besten IoT-Technologien für Ihre Workloadanforderungen bewerten und auswählen:

• Wählen Sie einen Azure IoT Dienst aus: Vergleichen Sie Azure IoT Dienste und Technologien, einschließlich Azure IoT Hub, Azure IoT Einsatz, Azure IoT Edge und Azure IoT Central, um den richtigen Lösungstyp auszuwählen.

• Verbinden Sie IoT-Geräte mit Azure: Vergleichen Sie Azure IoT Hub und Azure Event Hubs, um den richtigen Aufnahmedienst für Ihre Gerätekonnektivitäts- und Datenstreaminganforderungen auszuwählen.

• Aktivieren Sie die Machine Learning-Ableitung auf einem Azure IoT Edge Gerät: Bereitstellen von Machine Learning-Modellen für Azure IoT Edge Geräte für lokale Rückschlüsse am Edge.

• Skalieren Sie eine Azure IoT Hub Lösung, um Millionen von Geräten zu unterstützen: Planen und Implementieren von Skalierungsstrategien für hochskalige Azure IoT Hub Bereitstellungen.

• Verschieben einer IoT Hub-basierten Lösung in eine Produktionsumgebung: Befolgen Sie bewährte Methoden für den Übergang Azure IoT Hub Lösungen von der Entwicklung zur Produktion.

• IoT Hub-basierte multitenant-Lösungsarchitekturansätze: Entwerfen Sie Multitenant IoT-Lösungen mithilfe von Azure IoT Hub oder Azure IoT Central mit geeigneten Mandantenmodellen.

OPC UA-Referenzlösung

• OPC UA-Referenzlösung: Erfahren Sie mehr über eine Referenzlösungsarchitektur, die OPC UA verwendet, um industrielle Geräte mit Azure zu verbinden.

• Verbinden Sie Azure Data Explorer mit der OPC UA-Referenzlösung: Erweitern Sie die Referenzlösung, um Daten an Azure Data Explorer für Analysen zu senden.

• Verbinden Sie Azure Databricks mit der OPC UA-Referenzlösung: Erweitern Sie die Referenzlösung, um Daten an Azure Databricks für Analysen zu senden.

• Verbinden Sie Fabric mit der OPC UA-Referenzlösung: Erweitern Sie die Referenzlösung, um Daten an Microsoft Fabric für Analysen zu senden.

• Verbinden Sie Power BI mit der OPC UA-Referenzlösung: Erweitern Sie die Referenzlösung, um Daten in Power BI zu visualisieren.

• Verbinden Sie Azure Managed Grafana mit der OPC UA-Referenzlösung: Erweitern Sie die Referenzlösung, um Daten in Azure Managed Grafana zu visualisieren.

• Verbinden Sie Dynamics 365 Field Service mit der OPC UA-Referenzlösung: Erweitern Sie die Referenzlösung so, dass sie in Dynamics 365 Field Service integriert werden kann.

• Verbinden Sie lokale SAP-Systeme mit der OPC UA-Referenzlösung: Erweitern Sie die Referenzlösung so, dass sie in lokale SAP-Systeme integriert wird.

• Aktivieren Sie einen industriellen Datenraum für Azure: Erweitern Sie die Referenzlösung, um an einem industriellen Datenraum teilzunehmen.

• Importieren Sie OPC UA-Informationsmodelle aus der UA Cloud Library: Importieren Sie OPC UA-Informationsmodelle aus der UA Cloud Library in die Referenzlösung.

• Agentische KI für die OPC UA-Referenzlösung: Erweitern Sie die Referenzlösung mit agentischen KI-Funktionen.

Organisationsbereitschaft

Organisationen zu Beginn des Cloudakzeptanzprozesses können die Cloud Adoption Framework für Azure verwenden, um auf bewährte Anleitungen zuzugreifen, die die Cloudakzeptanz beschleunigen.

Um die Qualität Ihrer IoT-Lösung auf Azure zu gewährleisten, befolgen Sie die Anleitungen im Azure Well-Architected Framework. Das Well-Architected Framework bietet präskriptive Anleitungen für Organisationen, die architektonische Exzellenz anstreben, und beschreibt, wie Sie kostenoptimierte Azure Lösungen entwerfen, bereitstellen und überwachen können.

Bewährte Methoden

Befolgen Sie diese bewährten Methoden, um die Sicherheit, Zuverlässigkeit, Leistung und betriebliche Qualität Ihrer IoT-Workloads auf Azure zu verbessern.

• Sichern Sie Ihre IoT-Lösungen: Überprüfen Sie umfassende Sicherheitsanleitungen für in der Cloud verbundene und edgegebundene IoT-Lösungen. Die Anleitung umfasst Gerätesicherheit, Verbindungssicherheit und Cloudsicherheit.

• Sichern Sie Ihre Azure IoT Hub Bereitstellung: Befolgen Sie Azure IoT Hub spezifischen bewährten Sicherheitsmethoden für Netzwerksicherheit, Gerätesicherheit und Datenschutz.

• Bewährte Methoden für die Gerätekonfiguration in einer IoT-Lösung: Implementieren sie bewährte Methoden für Geräteverwaltung für Hardwarehersteller, Lösungsentwickler und Lösungsoperatoren mithilfe von automatischen Gerätekonfigurationen.

• Bewährte Methoden für umfangreiche IoT-Gerätebereitstellungen: Entwerfen Sie Azure IoT Hub Bereitstellungen des Gerätebereitstellungsdiensts, die auf Millionen von Geräten skaliert werden, indem Sie empfohlene Muster für die Bereitstellung und Registrierung befolgen.

• Sicherheitspraktiken für Azure IoT Gerätehersteller: Wählen Sie Geräteauthentifizierungsoptionen aus, und implementieren Sie sichere Fertigungsprozesse für IoT-Geräte, die mit Azure IoT Hub Gerätebereitstellungsdienst verwendet werden.

• Implementierung von Geräten und bewährte Methoden für Azure IoT Central: Implementieren von Geräten, die eine Verbindung mit Azure IoT Central herstellen. Zu den Themen gehören Bereitstellungs-, Failoververarbeitungs- und Hochverfügbarkeitsmuster.

• Skalieren Sie Ihre Azure IoT Hub-Lösungen: Planen und Implementieren von Skalierungsstrategien für hochskalige Azure IoT Hub Bereitstellungen.

• Verschieben sie Azure IoT Hub Lösungen in die Produktion: Befolgen Sie bewährte Methoden für den Übergang Azure IoT Hub Lösungen von entwicklung zu Produktion.

• Richtlinien für die Produktionsbereitstellung für Azure IoT Einsatz: Überprüfen Sie die Anforderungen und Empfehlungen für die Bereitstellung von Azure IoT Einsatz in einer Produktions-Edgeumgebung.

• Aktivieren Sie sichere Einstellungen in Azure IoT Einsatz: Konfigurieren Sie sichere Einstellungen, einschließlich geheimer Verwaltung und vom Benutzer zugewiesener verwalteter Identitäten, für Azure IoT Einsatz Bereitstellungen.

Mit IoT auf dem Laufenden bleiben

Azure IoT Dienste entwickeln sich zur Bewältigung moderner Datenprobleme. Informieren Sie sich über die neuesten Updates und Features.

Wenn Sie mit wichtigen IoT-Diensten auf dem laufenden bleiben möchten, lesen Sie die folgenden Artikel:

• Neuerungen in Azure IoT Hub?
• Azure-Ereignisraster

Weitere Ressourcen

Die folgenden Ressourcen können Ihnen helfen, mehr über das IoT-Architekturdesign zu erfahren.

Produktdokumentation

Die Azure IoT-Produktdokumentation bietet umfassende Anleitungen zu jedem Dienst im IoT-Portfolio, einschließlich Einrichtung, Konfiguration und bewährten Methoden für den Betrieb.

• Was ist Azure IoT?: Verstehen sie das Azure IoT Portfolio, einschließlich Cloudverbindungs- und Edgeverbindungsmustern und wie Dienste wie Azure IoT Hub, Azure IoT Einsatz, Azure Geräteregistrierung und Microsoft Fabric zusammenarbeiten.

• Azure IoT Hub Dokumentation: Greifen Sie auf die vollständige Dokumentation für Azure IoT Hub zu, einschließlich Geräte-zu-Cloud-Messaging, Geräteverwaltung und Routing.

• Azure IoT Einsatz Dokumentation: Erkunden Sie die einheitliche Datenebene für Edge-verbundene IoT-Lösungen, die auf Azure Arc-fähigen Kubernetes-Clustern ausgeführt werden.

• Azure Digital Twins Dokumentation: Erfahren Sie mehr über die Modellierung physischer Umgebungen mit digitalen Darstellungen und Wissensdiagrammen.

• Dokumentation zum Azure IoT Hub Device Provisioning Service: Erfahren Sie mehr über die Zero-Touch-Gerätebereitstellung für Azure IoT Hub im großen Maßstab.

Geräteentwicklung

Entwickeln Sie IoT-Geräte, die eine Verbindung mit Azure herstellen, indem Sie SDKs, Protokolle und Entwicklungsmuster für in der Cloud verbundene und edgegebundene Lösungen verwenden.

• Übersicht über die IoT-Geräteentwicklung: Erfahren Sie mehr über Gerätetypen, SDKs, Konnektivitätsprotokolle und Entwicklungsmuster für in der Cloud verbundene und edgegebundene IoT-Lösungen.

• Wählen Sie einen Azure IoT Dienst aus: Vergleichen Sie Azure IoT Dienste und Technologien, um die richtigen Komponenten für Ihre Lösung auszuwählen.

Industrielle IoT-Szenarien

Industrielle IoT-Lösungen verbinden OT-Systeme mit Cloud Analytics- und Managementplattformen für industrielle und fertigungstechnische IoT-Implementierungen.

• Implementieren Sie die Azure industrielle IoT-Referenzlösungsarchitektur: Stellen Sie eine End-to-End-Industrie-IoT-Lösung mithilfe von Azure IoT Einsatz, Azure Data Explorer und OPC UA für Fertigungsszenarien wie Zustandsüberwachung, OeE-Berechnung (Overall Equipment Effectiveness) und Anomalieerkennung bereit.

IoT-Sicherheit

Sichern Sie Ihre IoT- und OT-Umgebungen, indem Sie einheitliche Sicherheitsüberwachung, Bedrohungserkennung und Sicherheitsrisikoverwaltung für verbundene Geräte verwenden.

• Microsoft Defender for IoT Dokumentation: Erfahren Sie mehr über die einheitliche Sicherheitsüberwachung für IoT- und OT-Geräte, einschließlich agentloser Netzwerküberwachung und Integration mit Tools im Security Operations Center.

Amazon Web Services (AWS) oder Google Cloud Professionals

Um Ihnen den Einstieg schnell zu erleichtern, vergleichen die folgenden Artikel Azure IoT Optionen mit anderen Clouddiensten und bieten Migrationsleitfaden:

Dienstvergleich

• Azure für AWS-Spezialisten
• Vergleich von Google Cloud zu Azure Diensten – IoT

Hinweise zur Migration

Wenn Sie von einer anderen Cloudplattform migrieren, lesen Sie den folgenden Artikel:

• Migrieren von Workloads zu Azure von anderen Cloudplattformen