Freigeben über

IoT-Ressourcen und Gerätekonnektivität und -infrastruktur

In dieser Übersicht werden die wichtigsten Konzepte für die Verbindung von Ressourcen und Geräten mit einer typischen Azure IoT-Lösung vorgestellt. In diesem Artikel werden auch Infrastrukturelemente wie Gateways und Brücken vorgestellt. Jeder Abschnitt enthält Links zu Inhalten, die weitere Details und Anleitungen enthalten.

Das folgende Diagramm zeigt eine allgemeine Ansicht der Komponenten in einer typischen edgebasierten IoT-Lösung. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Konnektivität zwischen den Ressourcen und der Edge-Laufzeitumgebung, die im Diagramm gezeigt wird:

Diagramm, das die allgemeine IoT-Edge-basierte Lösungsarchitektur zeigt, die Bereiche der Gerätekonnektivität hervorhebt.

Kommunikationsmethoden

Um Daten mit Edge-basierten Diensten auszutauschen, verwenden Ressourcen Branchenstandards wie:

  • OPC UA-Tags und -Ereignisse. OPC UA-Tags stellen Datenpunkte dar. OPC UA-Ereignisse stellen Zustandsänderungen dar. Der Connector für OPC UA ist ein Azure IoT Operations-Dienst, der eine Verbindung mit OPC UA-Servern herstellt, um ihre Daten abzurufen und in Themen im MQTT-Broker zu veröffentlichen. OPC Foundation

  • MQTT-Messaging. MQTT ermöglicht es einem einzigen Broker, zehntausend Kunden gleichzeitig zu bedienen, mit einfachem Publish-Subscribe-Messaging, Themenerstellung und -verwaltung. Viele IoT-Geräte unterstützen vorkonfigurierte MQTT-Protokolle nativ. Der MQTT-Broker unterstützt die Messaging-Ebene in Azure IoT Operations und unterstützt sowohl MQTT v3.1.1 als auch MQTT v5. MQTT.

  • ONVIF-Medienspezifikationen (Vorschau). Der Connector für ONVIF in Azure IoT Operations ermittelt ONVIF-konforme Kameras und registriert sie in der Azure Device Registry. Der Connector bietet Funktionen wie das Auslesen und Aktualisieren der Konfiguration der Kamera, um die Ausgabebildkonfiguration anzupassen oder die Kamera zu schwenken, kippen und zoomen (PTZ). ONVIF

  • Medienprotokolle wie RTSP, RTCP, SRT, HLS und JPEG über HTTP (Vorschau). Der Medienconnector stellt Bilder und Videos aus Medienquellen wie IP-Kameras für andere Azure IoT Operations-Komponenten zur Verfügung. Es kann auch Momentaufnahmen aus einem Videostream oder aus einer Bild-URL erfassen und in einem MQTT-Thema veröffentlichen oder einen Livevideostream von einer Kamera an einen Endpunkt senden, auf den ein Operator zugreifen kann.

Nachdem Bestandsdaten empfangen wurden, verwendet Azure IoT Operations Datenflüsse zum Verarbeiten und Weiterleiten von Daten an Cloudendpunkte oder andere Edgekomponenten.

Ressourcen- und Geräteendpunkte

Azure IoT Operations verwendet Connectors zum Ermitteln, Verwalten und Eingang von Daten von Ressourcen in einer edgebasierten Lösung.

  • Der Anschluss für OPC UA ist ein Dateneingangs- und Protokollübersetzungsdienst, mit dem Azure IoT Einsatz Daten von Ihren Ressourcen einlesen kann. Der Broker empfängt Sensordaten und Ereignisse von Ihren Assets und veröffentlicht die Daten in Themen im MQTT-Broker. Der Broker basiert auf dem häufig verwendeten OPC UA-Standard.
  • Der Medienanschluss (Vorschau) ist ein Dienst, der Medien aus Medienquellen wie am Edge angeschlossenen Kameras für andere Komponenten von Azure IoT Einsatz verfügbar macht.
  • Der Connector für ONVIF (Vorschau) ist ein Dienst, der ONVIF-Objekte wie Kameras erkennt und registriert. Mit dem Anschluss können Sie ONVIF-Ressourcen wie Kameras verwalten und steuern, die mit Ihrem Cluster verbunden sind.

Um einen Connector in einem Azure IoT Operations-Szenario zu konfigurieren, definieren Sie einen Objektendpunkt , der die Informationen zur konnektivitätsgebundenen Südkante für ein oder mehrere Ressourcen beschreibt. Ein Objektendpunktprofil enthält Verbindungsinformationen wie die lokale IP-Adresse und Authentifizierungsinformationen.

Weitere Informationen finden Sie unter "Was ist asset management in Azure IoT Operations".

Authentifizierung

Objekte und Asset-Endpunkte in Azure IoT Operations werden als benutzerdefinierte Ressourcen im Kubernetes-Cluster und als Ressourcen in Azure dargestellt. Zu den Objektendpunktprofilen gehören Benutzerauthentifizierungsinformationen für den Zugriff auf diese Endpunkte. Diese Authentifizierung kann anonyme oder Benutzername/Kennwortauthentifizierung sein, bei der die Werte als geheime Schlüssel in Azure Key Vault gespeichert werden. Der Zugriff auf den Azure Key Vault ist mit einer vom Benutzer zugewiesenen verwalteten Identität konfiguriert.

Der Connector für OPC UA ist eine OPC UA-Clientanwendung, die ein einzelnes OPC UA-Anwendungsinstanzzertifikat für alle Sitzungen verwendet, die zum Sammeln von Daten von OPC UA-Servern eingerichtet werden. Standardmäßig verwendet der Connector den Zertifikat-Manager , um sein Anwendungsinstanzzertifikat zu verwalten.

Weitere Informationen zur Sicherheit in Ihrer edgebasierten IoT-Lösung finden Sie unter Bewährte Methoden für edgebasierte IoT-Lösungen.

Protokolle

Um Daten mit Azure-Diensten auszutauschen, verwenden Ressourcen Branchenstandards wie:

Verbindungsmuster

Verbindung über Edgeserver

Azure IoT Einsatz ermöglicht das 1:n-Verbindungsmuster am Edge. Eine einzelne Bereitstellung kann Daten aus mehreren industriellen Ressourcen am Edge aufnehmen und dann die Kommunikation mit der Cloud verarbeiten.

Der OPC UA-Standard basiert auf Ressourcen, die mit Servern verbunden sind. Der Connector für OPC UA ist eine Clientanwendung, die als Middleware-Dienst in Azure IoT Operations ausgeführt wird. Der Connector für OPC UA stellt eine Verbindung mit OPC UA-Servern bereit, ermöglicht es Ihnen, den Adressraum des Servers zu durchsuchen und Datenänderungen und Ereignisse in verbundenen Ressourcen zu überwachen. Einsatz-Teams und Fachkräfte in der Entwicklung verwenden den Anschluss für OPC UA, um die Aufgabe des Verbindens von OPC UA-Ressourcen mit ihrer industriellen Lösung am Edge zu beschleunigen.

Der Medienconnector kann Videostreams (RTSP) direkt von Kameras verarbeiten. Sie kann auch auf Medienserver zugreifen, auf denen mehrere Kameras ihre Videos oder Bilder speichern. Sobald der Medienconnector eine Verbindung mit einem einzelnen externen Medienserver herstellt, kann er die Momentaufnahmen oder Videostreams speichern, verarbeiten oder an einen Edge- oder Cloud-Endpunkt weiterleiten.

Edgegateways

Edgegateways (manchmal auch als Feldgateways bezeichnet) werden in der Regel lokal und in der Nähe Ihrer Ressourcen und IoT-Geräte bereitgestellt. Edgegateways werden in Ihrer Edge-Laufzeitumgebung ausgeführt und verarbeiten die Kommunikation mit der Cloud im Auftrag Ihrer Ressourcen und IoT-Geräte. Edgegateways können:

  • Durchführen der Protokollübersetzung. Sie können z. B. Bluetooth-fähigen Geräten ermöglichen, eine Verbindung mit der Cloud herzustellen.
  • Verwalten von Offline- und getrennten Szenarien Beispiel: Puffern von Sensordaten, wenn der Cloudendpunkt nicht erreichbar ist.
  • Filtern, Komprimieren oder Aggregieren von Ressourcen- und Gerätedaten vor dem Senden an die Cloud.
  • Führen Sie KI am Rand aus, um die Latenz zu verringern, die mit der Ausführung von KI-Modellen für Objekte und Geräte in der Cloud verbunden ist. Verwenden Sie z. B. Computer vision AI, um Anomalien in einer Produktionslinie zu erkennen und die Linie automatisch zu stoppen, um Fehler zu verhindern.

Azure IoT Operations ist eine Edge-Laufzeitumgebung, in der die Dienste gehostet werden, um Ihre Ressourcen zu verbinden, zu überwachen und zu steuern. Eine der Funktionen einer Edge-Laufzeitumgebung besteht darin, als Edgegateway mit den Connectors und dem MQTT-Broker zu fungieren, um mit Ressourcen und Geräten entweder direkt oder über einen Server zu kommunizieren, damit sie keine eigenen Cloudverbindungen benötigen.

Datenflüsse bieten Datentransformations- und Datenkontextisierungsfunktionen, bevor Nachrichten an verschiedene Speicherorte, einschließlich Cloudendpunkte, weitergeleitet werden.

Azure IoT Operations wird auf Azure Arc-fähigen Kubernetes-Clustern ausgeführt und ermöglicht einen vollständig automatisierten Maschinellen Lernbetrieb im Hybridmodus, einschließlich Schulungs- und KI-Modellbereitstellungsschritten, die nahtlos zwischen Cloud und Edge übertragen werden. Weitere Informationen finden Sie in Einführung in kubernetes Computeziel in Azure Machine Learning.

Bridges

Eine Gerätebrücke ermöglicht Geräten, die mit einer Nicht-Microsoft-Cloud verbunden sind, eine Verbindung mit Ihrer IoT-Lösung herzustellen. Beispiele für Nicht-Microsoft Clouds wären etwa Sigfox, Particle Device Cloud und The Things Network.

Die Open Source IoT Central Device Bridge fungiert als Übersetzer, der Gerätedaten an eine IoT Central-Anwendung weiterleitet. Weitere Informationen finden Sie unter Azure IoT Central Device Bridge. Es gibt Nicht-Microsoft-Brückenlösungen, z. B. Tartabit IoT Bridge, um Geräte mit einem IoT-Hub zu verbinden.

Verwandte Inhalte