Azure IoT-eszközfejlesztés
Az Azure IoT felügyelt és platformszolgáltatások gyűjteménye, amelyek csatlakoztatják, monitorozzák és felügyelik az IoT-eszközöket. Az Azure IoT számos lehetőséget kínál a fejlesztőknek. A lehetőségek közé tartoznak az eszközplatformok, a felhőszolgáltatások támogatása, az SDK-k, az MQTT-támogatás és az eszközalapú felhőalkalmazások létrehozásához szükséges eszközök.
Ez a cikk az Azure IoT használatának első lépéseit ismertető fejlesztők számára több fontos szempontot is áttekint.
- Az eszközfejlesztési útvonalak ismertetése
- A hardver kiválasztása
- SDK kiválasztása
- Szolgáltatás kiválasztása az eszköz csatlakoztatásához
- Eszközök csatlakoztatása és kezelése
Eszközfejlesztési útvonalak
Ez a cikk két gyakori eszközfejlesztési útvonalat ismertet. Minden elérési út tartalmaz egy sor kapcsolódó fejlesztési lehetőséget és feladatot.
Általános eszközfejlesztés: Igazodik a modern fejlesztési eljárásokhoz, magasabb szintű nyelveket céloz meg, és általános célú operációs rendszeren, például Windowson vagy Linuxon hajtja végre.
Feljegyzés
Ha az eszköz képes általános célú operációs rendszert futtatni, javasoljuk, hogy kövesse az általános eszközfejlesztési útvonalat. Ez a fejlesztési lehetőségek gazdagabb halmazát biztosítja.
Beágyazott eszközfejlesztés: Az erőforrás-korlátozott eszközöket célzó fejlesztést ismerteti. Gyakran erőforrás-korlátozott eszközt használ az egységenkénti költségek, az energiafogyasztás vagy az eszközméret csökkentésére. Ezek az eszközök közvetlenül irányítják az általuk végrehajtott hardverplatformot.
Általános eszközfejlesztés
Egyes fejlesztők a meglévő, általános célú eszközöket a felhőhöz való csatlakozáshoz és az IoT-megoldásokba való integráláshoz igazítják. Ezek az eszközök támogatják a magasabb szintű nyelveket, például a C#-t vagy a Pythont, és gyakran támogatják a robusztus általános célú operációs rendszert, például a Windowst vagy a Linuxot. A gyakori céleszközök közé tartoznak a számítógépek, a tárolók, a Raspberry Pis és a mobileszközök.
A korlátozott eszközök nagy léptékű fejlesztése helyett az általános eszközfejlesztők a felhőalapú megoldásukhoz szükséges konkrét IoT-forgatókönyvek engedélyezésére összpontosítanak. Egyes fejlesztők korlátozott eszközökön is dolgoznak a felhőalapú megoldásukhoz. Az erőforrás-korlátozással rendelkező eszközökkel dolgozó fejlesztőknek lásd a beágyazott eszközfejlesztési útvonalat.
Fontos
Az általános eszközfejlesztéshez használandó SDK-kkal kapcsolatos információkért tekintse meg az Eszköz SDK-jait.
Beágyazott eszköz fejlesztése
A beágyazott fejlesztés korlátozott memóriával és feldolgozásval rendelkező korlátozott eszközöket céloz meg. A korlátozott eszközök korlátozzák, hogy mit lehet elérni egy hagyományos fejlesztési platformhoz képest.
A beágyazott eszközök általában valós idejű operációs rendszert (RTOS) használnak, vagy egyáltalán nem használnak operációs rendszert. A beágyazott eszközök az általános célú operációs rendszer hiánya miatt teljes mértékben szabályozhatják a hardverüket. Ez a tény jó választás a beágyazott eszközök számára a valós idejű rendszerek számára.
Az aktuális beágyazott SDK-k a C nyelvet célják. A beágyazott SDK-k nem biztosítanak operációs rendszert vagy Eclipse ThreadX-támogatást. Beágyazott célokkal vannak megtervezve. A tervezési szempontok közé tartozik a minimális erőforrásigény és a memóriakiosztás nélküli kialakítás.
Fontos
A beágyazott eszközfejlesztéshez használandó SDK-kkal kapcsolatos információkért tekintse meg a Beágyazott eszköz SDK-jait.
A hardver kiválasztása
Az Azure IoT-eszközök az IoT-megoldások alapvető építőelemei, és felelősek a környezetük megfigyeléséért és használatáért. Az IoT-eszközöknek számos különböző típusa van, és hasznos megérteni, hogy milyen típusú eszközök léteznek, és hogyan befolyásolhatják a fejlesztési folyamatot.
Az ebben a cikkben tárgyalt eszköztípusok közötti különbségről további információt az IoT-eszköztípusokról szóló cikkben talál.
SDK kiválasztása
Azure IoT-eszközfejlesztőként számos különböző SDK-val, protokollokkal és eszközökkel rendelkezik az eszközbarát felhőalkalmazások létrehozásához.
Az eszközök csatlakoztatásának és az IoT Hubbal való kommunikációnak két fő lehetősége van:
- Az Azure IoT SDK-k használata. A legtöbb esetben azt javasoljuk, hogy az Azure IoT SDK-kat használja, szemben az MQTT közvetlen használatával. Az SDK-k leegyszerűsítik a fejlesztési munkát, és leegyszerűsítik az eszközök csatlakoztatásának és kezelésének összetettségét. Az IoT Hub támogatja az MQTT v3.1.1 protokollt, az IoT SDK-k pedig leegyszerűsítik az MQTT és az IoT Hub közötti kommunikáció folyamatát.
- Használja közvetlenül az MQTT protokollt. Az MQTT közvetlen használatához az IoT Hub-megoldás létrehozásának van néhány előnye. Az MQTT-t közvetlenül az SDK-k nélkül használó megoldások például a nyílt MQTT szabványra építhetők. A szabványokon alapuló megközelítés hordozhatóbbá teszi a megoldást, és jobban szabályozhatja az eszközök kapcsolódását és kommunikációt. Az IoT Hub azonban nem teljes körű MQTT-közvetítő, és nem támogatja az MQTT v3.1.1 szabványban megadott összes viselkedést. Az MQTT 3.1.1-es verzió részleges támogatása növeli a fejlesztési költségeket és az összetettségeket. Az eszközfejlesztőknek mérlegelnie kell az IoT-eszköz SDK-k használatának és az MQTT közvetlen használatának kompromisszumait. További információ: Kommunikáció egy IoT Hubmal az MQTT protokoll használatával.
Az eszközfejlesztéshez három IoT SDK-készlet érhető el:
- Eszköz SDK-k (magasabb rendű nyelvek használata meglévő általános célú eszközök IoT-alkalmazásokhoz való csatlakoztatásához)
- Beágyazott eszköz SDK-k (erőforrás-korlátozott eszközök IoT-alkalmazásokhoz való csatlakoztatásához)
- Service SDK-k (az eszközöket szolgáltatásokhoz csatlakozó Azure IoT-megoldások létrehozásához)
Az Azure IoT-eszköz vagy szolgáltatás SDK kiválasztásáról további információt az Azure IoT SDK-kban talál.
Szolgáltatás kiválasztása
A fejlesztési folyamat egyik kulcsfontosságú lépése, hogy kiválaszt egy szolgáltatást, amelyhez csatlakoztatni szeretné az eszközöket. Az eszközök csatlakoztatásához és kezeléséhez két elsődleges Azure IoT-szolgáltatás érhető el: az IoT Hub és az IoT Central.
- Azure IoT Hub. IoT-alkalmazások üzemeltetéséhez és eszközök csatlakoztatásához használja az Iot Hubot. Az IoT Hub egy szolgáltatásként nyújtott platform (PaaS) alkalmazás, amely központi üzenetközpontként szolgál az IoT-alkalmazások és a csatlakoztatott eszközök közötti kétirányú kommunikációhoz. Az IoT Hub több millió eszköz támogatására képes méretezni. A többi Azure IoT-szolgáltatáshoz képest az IoT Hub a legnagyobb vezérlést és testreszabást biztosítja az alkalmazásterv felett. Emellett a szolgáltatással való munkához a legtöbb fejlesztői eszközt kínálja a fejlesztés és a felügyelet összetettségének némi növekedése árán.
- Azure IoT Central. Az IoT Central célja az IoT-megoldások használatának egyszerűsítése. Az IoT-megoldások kiértékeléséhez használható fogalmi bizonyítékként. Az IoT Central egy szolgáltatott szoftveres (SaaS) alkalmazás, amely webes felhasználói felületet biztosít az alkalmazások létrehozásának, valamint az eszközök csatlakoztatásának és kezelésének egyszerűbbé tétele érdekében. Az IoT Central az IoT Hub használatával hoz létre és kezel alkalmazásokat, de a legtöbb részletet transzparensen tartja a felhasználó számára.
Eszközök csatlakoztatása és kezelése
Miután kiválasztotta a használni kívánt hardvert és eszköz SDK-t, számos fejlesztői eszközzel rendelkezik. Ezekkel az eszközökkel csatlakoztathatja az eszközt az IoT Hubhoz, és kezelheti őket. Az alábbi táblázat a gyakori eszközbeállításokat foglalja össze.
| Eszköz | Dokumentáció | Leírás |
|---|---|---|
| Azure Portal | IoT Hub létrehozása az Azure Portallal | Böngészőalapú portál az IoT Hubhoz és az eszközökhöz. Más Azure-erőforrásokkal is működik, beleértve az IoT Centralt is. |
| Azure IoT Explorer | Azure IoT Explorer | Nem hozhatók létre IoT Hubok. Csatlakozás egy meglévő IoT Hubra az eszközök kezeléséhez. Gyakran használják parancssori felülettel vagy portállal. |
| Azure CLI | IoT Hub létrehozása parancssori felülettel | Parancssori felület IoT-alkalmazások létrehozásához és kezeléséhez. |
| Azure PowerShell | IoT Hub létrehozása a PowerShell használatával | PowerShell-felület IoT-alkalmazások létrehozásához és kezeléséhez |
| VS Code-hoz készült Azure IoT-eszközök | IoT Hub létrehozása a VS Code eszközeivel | VS Code-bővítmény IoT Hub-alkalmazásokhoz. |
Feljegyzés
A korábban felsorolt eszközök mellett programozott módon hozhat létre és kezelhet IoT-alkalmazásokat REST API-k, Azure SDK-k vagy Azure Resource Manager-sablonok használatával. További információ az IoT Hub szolgáltatás dokumentációjában.
Következő lépések
Az eszközök Azure IoT-hez való csatlakoztatásához használható eszköz SDK-kkal kapcsolatos további információkért tekintse meg az alábbi cikket.
A gyakorlati eszközfejlesztés megkezdéséhez válassza ki a használt eszközökre vonatkozó eszközfejlesztési oktatóanyagot. Az alábbi oktatóanyagok jó kiindulópontok az általános eszközfejlesztéshez vagy a beágyazott eszközfejlesztéshez.