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Procedimientos recomendados para la configuración de dispositivos dentro de una solución de IoT

La administración automática de dispositivos en Azure IoT Hub automatiza muchas tareas repetitivas y complejas de administración de grandes flotas de dispositivos a lo largo de todo su ciclo de vida. En este artículo se definen muchos de los procedimientos recomendados para los distintos roles implicados en el desarrollo y el funcionamiento de una solución de IoT.

  • Fabricante o integrador de hardware de IoT: Fabricantes de hardware de IoT, integradores que ensamblan hardware de varios fabricantes o proveedores que proporcionan hardware para una implementación de IoT fabricada o integrada por otros proveedores. Implicado en el desarrollo e integración del firmware, los sistemas operativos insertados y el software insertado.

  • Desarrollador de soluciones de IoT: Normalmente, un desarrollador de soluciones realiza el desarrollo de una solución de IoT. Este desarrollador puede formar parte de un equipo interno o un integrador de sistemas especializado en esta actividad. El desarrollador de soluciones de IoT puede desarrollar varios componentes de la solución de IoT desde cero, integrar varios componentes estándar o de código abierto.

  • Operador de soluciones de IoT: Una vez implementada la solución de IoT, requiere operaciones a largo plazo, supervisión, actualizaciones y mantenimiento. Varios equipos, como un equipo interno que consta de especialistas en tecnología de la información, equipos de operaciones de hardware y mantenimiento, y especialistas de dominio que supervisan el comportamiento correcto de la infraestructura global de IoT, pueden realizar estas tareas.

Descripción de la administración automática de dispositivos para configurar dispositivos IoT a escala

La administración automática de dispositivos incluye las muchas ventajas de los dispositivos gemelos y módulos gemelos para sincronizar los estados deseados y notificados entre la nube y los dispositivos. Las configuraciones automáticas de dispositivos actualizan automáticamente grandes conjuntos de gemelos y resumen el progreso y el cumplimiento. Los siguientes pasos generales describen cómo se desarrolla y usa la administración automática de dispositivos:

  • El fabricante o integrador de hardware de IoT implementa características de administración de dispositivos dentro de una aplicación insertada mediante dispositivos gemelos. Estas características podrían incluir actualizaciones de firmware, instalación y actualización de software y administración de la configuración.

  • El desarrollador de soluciones de IoT implementa la capa de administración de operaciones de administración de dispositivos mediante dispositivos gemelos y configuraciones automáticas de dispositivos. La solución debe incluir la definición de una interfaz de operador para realizar tareas de administración de dispositivos.

  • El operador de soluciones de IoT usa la solución de IoT para realizar tareas de administración de dispositivos, especialmente para agrupar dispositivos, iniciar cambios de configuración como actualizaciones de firmware, supervisar el progreso y solucionar problemas que surgen.

Fabricante o integrador de hardware de IoT

A continuación se muestran los procedimientos recomendados para los fabricantes de hardware e integradores que tratan el desarrollo de software insertado:

  • Implementación de dispositivos gemelos: Los dispositivos gemelos permiten sincronizar la configuración deseada desde la nube y para notificar las propiedades actuales de configuración y dispositivo. La mejor manera de implementar dispositivos gemelos dentro de las aplicaciones insertadas es a través de los SDK de Azure IoT. Los dispositivos gemelos son más adecuados para la configuración porque:

    • Soporte para la comunicación bidireccional.
    • Permitir tanto estados de dispositivo conectados como desconectados.
    • Siga el principio de coherencia final.
    • Son totalmente consultables en la nube.

  • Estructurar el dispositivo gemelo para la administración de dispositivos: El dispositivo gemelo debe estar estructurado de forma que las propiedades de administración de dispositivos se agrupan lógicamente en secciones. Esto permite que los cambios de configuración se aíslen sin afectar a otras secciones del gemelo digital. Por ejemplo, cree una sección dentro de las propiedades deseadas para firmware, otra sección para software y una tercera sección para la configuración de red.

  • Notificar atributos de dispositivo que son útiles para la administración de dispositivos: Los atributos como la marca y el modelo físicos del dispositivo, el firmware, el sistema operativo, el número de serie y otros identificadores son útiles para notificar y como parámetros para los cambios de configuración de destino.

  • Defina los estados principales para notificar el estado y el progreso: Los estados de nivel superior deben enumerarse para que se puedan notificar al operador. Por ejemplo, una actualización de firmware notificaría el estado actual, descarga, aplicación, en curso y error. Defina más campos para obtener más información sobre cada estado.

Desarrollador de soluciones de IoT

Estos son los procedimientos recomendados para desarrolladores de soluciones de IoT que crean sistemas basados en Azure:

  • Implementación de dispositivos gemelos: Los dispositivos gemelos permiten sincronizar la configuración deseada desde la nube y para notificar las propiedades actuales de configuración y dispositivo. La mejor manera de implementar dispositivos gemelos dentro de las aplicaciones de soluciones en la nube es a través de los SDK de Azure IoT. Los dispositivos gemelos son más adecuados para la configuración porque:

    • Soporte para la comunicación bidireccional.
    • Permitir tanto estados de dispositivo conectados como desconectados.
    • Siga el principio de coherencia final.
    • Son totalmente consultables en la nube.

  • Organizar los dispositivos mediante etiquetas de dispositivo gemelo: la solución debe permitir que el operador defina anillos de calidad u otros conjuntos de dispositivos basados en diversas estrategias de implementación, como valores controlados. La organización de los dispositivos se puede implementar dentro de la solución mediante etiquetas de dispositivo gemelo y consultas. La organización del dispositivo es necesaria para permitir implementaciones de configuración de forma segura y precisa.

  • Implementar configuraciones automáticas de dispositivos: Las configuraciones automáticas de dispositivos implementan y supervisan los cambios de configuración en grandes conjuntos de dispositivos IoT a través de dispositivos gemelos.

    Las configuraciones automáticas de dispositivos tienen como destino conjuntos de dispositivos gemelos a través de la condición de destino, que es una consulta en etiquetas de dispositivo gemelo o propiedades notificadas. El contenido de destino es el conjunto de propiedades deseadas que se establecen dentro de los dispositivos gemelos de destino. El contenido de destino debe alinearse con la estructura del dispositivo gemelo definida por el fabricante o integrador de hardware de IoT. Las métricas son consultas en las propiedades notificadas del dispositivo gemelo y también deben alinearse con la estructura del dispositivo gemelo definida por el fabricante o integrador de hardware de IoT.

    Las configuraciones automáticas de dispositivos se ejecutan por primera vez poco después de crear la configuración y, a continuación, a intervalos de cinco minutos. También se benefician del hecho de que el centro de IoT realiza operaciones del dispositivo gemelo a una velocidad que supera los límites de lecturas para las actualizaciones de dispositivos gemelos.

  • Use el Device Provisioning Service: Los desarrolladores de soluciones deben usar el Device Provisioning Service para asignar etiquetas de dispositivo gemelo a nuevos dispositivos, para que se configuren automáticamente mediante configuraciones automáticas de dispositivos destinadas a gemelos con esa etiqueta.

Operador de soluciones de IoT

Estos son los procedimientos recomendados para los operadores de soluciones de IoT que usan una solución de IoT basada en Azure:

  • Organizar dispositivos para la administración: La solución de IoT debe definir o permitir la creación de anillos de calidad u otros conjuntos de dispositivos en función de diversas estrategias de implementación, como canary. Los conjuntos de dispositivos se usan para implementar los cambios de configuración y para realizar otras operaciones de administración de dispositivos a escala.

  • Realizar cambios de configuración mediante una implementación por fases: Un lanzamiento por fases es un proceso general por el que un operador implementa cambios en un conjunto de dispositivos IoT ampliados. El objetivo es realizar cambios gradualmente para reducir el riesgo de realizar cambios importantes a gran escala.  El operador debe usar la interfaz de la solución para crear una configuración automática del dispositivo y la condición de destino debe tener como destino un conjunto inicial de dispositivos (como un grupo controlado). A continuación, el operador debe validar el cambio de configuración en el conjunto inicial de dispositivos.

    Una vez completada la validación, el operador actualiza la configuración automática del dispositivo para incluir un conjunto mayor de dispositivos. El operador también debe establecer la prioridad para que la configuración sea mayor que otras configuraciones destinadas actualmente a esos dispositivos. La implementación se puede supervisar mediante las métricas notificadas por la configuración automática del dispositivo.

  • Realice reversiones en caso de errores o configuraciones incorrectas: Se puede revertir una configuración automática de dispositivos que provoca errores o configuraciones incorrectas cambiando la condición de destino para que los dispositivos ya no cumplan la condición de destino. Asegúrese de que la configuración automática de otro dispositivo de menor prioridad todavía esté dirigida a esos dispositivos. Compruebe que el rollback se realizó correctamente viendo las métricas: La configuración revertida ya no debe mostrar el estatus de los dispositivos que no son objetivo, y las métricas de la segunda configuración ahora deben incluir recuentos de los dispositivos que todavía son objetivo.

Pasos siguientes

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