Azure Internet of Things (IoT) adalah kumpulan layanan cloud, komponen edge, dan SDK yang dikelola Microsoft yang memungkinkan Anda menyambungkan, memantau, dan mengontrol perangkat dan aset IoT Anda dalam skala besar. Dalam istilah yang lebih sederhana, solusi IoT terdiri dari perangkat atau aset IoT yang berkomunikasi dengan layanan cloud.
Keputusan utama saat Anda merancang solusi IoT adalah apakah akan menggunakan solusi berbasis cloud atau berbasis tepi:
Dalam solusi berbasis cloud, perangkat IoT Anda terhubung langsung ke cloud tempat pesan mereka diproses dan dianalisis. Anda memantau dan mengontrol perangkat Langsung dari cloud.
Dalam solusi berbasis tepi, aset IoT Anda terhubung ke lingkungan tepi yang memproses pesan mereka sebelum meneruskannya ke cloud untuk penyimpanan dan analisis. Anda biasanya memantau dan mengontrol aset Anda dari cloud, melalui lingkungan runtime edge. Dimungkinkan juga untuk memantau dan mengontrol aset Anda langsung dari tepi.
Dua bagian berikut memberikan tampilan tingkat tinggi dari komponen dalam solusi IoT berbasis cloud dan berbasis tepi yang khas. Artikel ini berfokus pada grup utama komponen: perangkat, aset, layanan cloud IoT, lingkungan runtime edge, layanan cloud lainnya, dan masalah di seluruh solusi. Artikel lain di bagian ini memberikan detail lebih lanjut tentang masing-masing komponen ini.
Solusi berbasis cloud adalah sekumpulan perangkat, komponen, dan layanan IoT terintegrasi, yang memenuhi kebutuhan bisnis dan yang menghubungkan perangkat langsung ke cloud. Contoh solusi berbasis cloud adalah armada truk pengiriman yang mengirim data telemetri ke cloud untuk analisis dan visualisasi:
Solusi berbasis tepi adalah sekumpulan aset, komponen, dan layanan IoT terintegrasi, yang memenuhi kebutuhan bisnis dan yang menghubungkan aset ke layanan tepi terdekat. Contoh solusi berbasis tepi adalah pabrik tempat aset IoT industri Anda terhubung ke layanan lokal karena:
Aset berkomunikasi menggunakan protokol jaringan lokal seperti OPC UA.
Masalah keamanan berarti Anda tidak boleh menghubungkan aset langsung ke internet publik.
Solusi berbasis tepi masih dapat meneruskan data dari aset Anda ke cloud untuk diproses lebih lanjut seperti analisis dan visualisasi:
Untuk mengevaluasi apakah akan membangun solusi berbasis tepi atau berbasis cloud, tinjau perbandingan antara kedua pendekatan di bagian berikut. Setiap bagian mencantumkan detail dari penawaran saat ini untuk solusi berbasis cloud dan berbasis tepi.
Perangkat, aset, dan konektivitas
Solusi berbasis cloud dan berbasis tepi memiliki perangkat atau aset yang mengumpulkan data dari mana Anda ingin mendapatkan wawasan bisnis. Bagian berikut menjelaskan perangkat dan aset dalam solusi IoT, dan cara perangkat terhubung ke cloud.
Perangkat IoT
Perangkat IoT biasanya terdiri dari papan sirkuit dengan sensor yang mengumpulkan data. Perangkat IoT sering terhubung langsung ke internet tetapi dalam beberapa kasus mengandalkan gateway lokal untuk konektivitas ke cloud. Item berikut adalah contoh perangkat IoT:
Sensor tekanan pada pompa oli jarak jauh.
Sensor suhu dan kelembaban di unit AC.
Akselerometer di sebuah lift.
Sensor kehadiran di sebuah ruangan.
Ada berbagai macam perangkat yang tersedia dari berbagai produsen untuk membangun solusi Anda. Untuk membuat prototipe perangkat mikroprosesor, Anda dapat menggunakan perangkat seperti Raspberry Pi. Raspberry Pi memungkinkan Anda menyematkan berbagai jenis sensor. Untuk membuat prototipe perangkat microcontroller, gunakan perangkat seperti ESPRESSIF ESP32, atau STMicroelectronics B-L475E-IOT01A Discovery kit ke IoT Hub. Papan ini biasanya memiliki sensor bawaan, seperti sensor suhu dan akselerometer.
Microsoft menyediakan SDK Perangkat sumber terbuka yang dapat Anda gunakan untuk membangun aplikasi yang berjalan di perangkat Anda.
Untuk mempelajari selengkapnya tentang perangkat dalam solusi IoT Anda, lihat Pengembangan perangkat IoT.
Aset IoT
Aset IoT adalah konsep yang lebih luas daripada perangkat IoT dan mengacu pada item nilai apa pun yang ingin Anda kelola, pantau, dan kumpulkan datanya. Aset dapat berupa mesin, perangkat, komponen perangkat lunak, seluruh sistem, atau objek fisik. Aset biasanya berada di lokasi yang Anda kontrol, seperti pabrik, dan mungkin tidak dapat terhubung langsung ke internet publik. Item berikut adalah contoh aset IoT:
Lengan robotik, sabuk konveyor, dan lift.
Mesin CNC industri, mesin bubut, gergaja, dan bor.
Mesin pencitraan diagnostik medis.
Kamera video keamanan.
Komponen perangkat lunak atau perangkat lunak
Pengontrol logika yang dapat diprogram.
Bangunan.
Tanaman pertanian.
Dalam Operasi Azure IoT, istilah aset juga mengacu pada representasi virtual aset fisik. Dalam penyebaran Operasi Azure IoT, Anda menggunakan Azure Device Registry untuk mengelola aset Anda di azure dan kluster Kubernetes Anda sebagai bagian dari pendekatan cloud adaptif. Layanan Azure Device Registry menyimpan informasi tentang aset Anda, seperti metadata mereka, dan informasi koneksinya dan memungkinkan Anda menggunakan alat seperti Azure Resource Manager untuk mengelolanya.
Konektivitas perangkat
Biasanya, perangkat IoT mengirim telemetri dari sensor yang terpasang ke layanan cloud dalam solusi Anda. Namun, jenis komunikasi lainnya dimungkinkan seperti layanan cloud yang mengirim perintah ke perangkat Anda. Berikut ini adalah contoh komunikasi perangkat-ke-cloud dan cloud-ke-perangkat:
Sebuah truk pendingin seluler mengirim suhu setiap 5 menit ke IoT Hub.
Layanan cloud mengirimkan perintah ke perangkat untuk mengubah frekuensi pengiriman telemetri untuk membantu mendiagnosis masalah.
IoT Device SDK dan IoT Hub mendukung protokol komunikasi umum seperti HTTP, MQTT, dan AMQP untuk komunikasi perangkat-ke-cloud dan cloud-ke-perangkat. Dalam beberapa skenario, Anda mungkin memerlukan gateway untuk menyambungkan perangkat IoT Anda ke layanan cloud Anda.
Perangkat IoT memiliki karakteristik yang berbeda jika dibandingkan dengan klien lain seperti browser dan aplikasi seluler. Secara khusus, perangkat IoT:
Sering kali berupa sistem yang disematkan tanpa operator manusia.
Dapat disebarkan di lokasi terpencil, di mana akses secara fisik mahal.
Mungkin hanya dapat dijangkau melalui solusi back end.
Mungkin memiliki daya dan sumber daya pemrosesan yang terbatas.
Mungkin memiliki konektivitas jaringan yang terputus-terputus, lambat, atau mahal.
Mungkin perlu menggunakan protokol aplikasi eksklusif, kustom, atau khusus industri.
SDK perangkat membantu Anda mengatasi tantangan menghubungkan perangkat dengan aman dan andal ke layanan cloud Anda.
Dalam solusi berbasis tepi, aset IoT terhubung ke lingkungan edge yang memproses pesan mereka sebelum meneruskannya ke cloud untuk penyimpanan dan analisis. Aset mungkin menggunakan protokol dan standar komunikasi jaringan seperti:
ONVIF untuk mengelola dan memantau perangkat video.
MQTT sebagai protokol olahpesan standar untuk aset dan perangkat IoT.
Dalam diagram solusi berbasis tepi yang ditunjukkan sebelumnya, konektor selatan mewakili protokol dan standar yang digunakan aset untuk terhubung ke lingkungan tepi.
Perbandingan perangkat dan aset
Tabel berikut ini meringkas opsi saat ini untuk aset, perangkat, dan konektivitas:
Penawaran saat ini (GA)
Solusi berbasis cloud
Solusi berbasis Edge
Jenis objek tersambung
Perangkat IoT
Perangkat IoT, dan aset (sekumpulan entitas fisik atau virtual yang lebih luas yang mencakup perangkat IoT)
Protokol konektivitas perangkat
HTTP, AMQP, MQTT v3.1.1
HTTP, AMQP, MQTT v3.1.1, MQTT v5. Di Operasi Azure IoT, konektor mengaktifkan protokol lain. Operasi Azure IoT mencakup konektor OPC UA, konektor media, dan konektor ONVIF. Konektor kustom dimungkinkan.
Implementasi perangkat
SDK perangkat Microsoft IoT dan SDK perangkat yang disematkan
SDK perangkat Microsoft IoT dan SDK perangkat yang disematkan
Di Operasi Azure IoT, gunakan Azure Device Registry. Gunakan Akri untuk mengaktifkan penemuan aset/perangkat otomatis dengan protokol asli. Di IoT Edge, gunakan IoT DPS untuk manajemen perangkat skala besar.
Layanan dan aplikasi
Dalam solusi berbasis cloud, layanan cloud khusus IoT menyediakan infrastruktur untuk menyambungkan, memantau, dan mengontrol perangkat Anda. Dalam solusi berbasis tepi, lingkungan runtime edge menghosting layanan untuk menyambungkan, memantau, dan mengontrol aset Anda. Layanan cloud lainnya menyediakan layanan generik seperti penyimpanan, analisis, dan visualisasi untuk solusi Anda.
Layanan cloud IoT
Dalam solusi IoT berbasis cloud, layanan cloud IoT biasanya:
Terima telemetri dalam skala besar dari perangkat Anda, dan tentukan cara memproses dan menyimpan data tersebut.
Kirim perintah dari cloud ke perangkat tertentu.
Memprovisikan perangkat dan mengontrol perangkat mana yang dapat terhubung ke infrastruktur Anda.
Kontrol status perangkat Anda dan pantau aktivitasnya.
Kelola firmware yang terinstal di perangkat Anda.
Misalnya, dalam solusi pemantauan jarak jauh untuk stasiun pemompaan minyak, layanan menggunakan telemetri dari pompa untuk mengidentifikasi perilaku anomali. Saat layanan awan mengidentifikasi anomali, layanan awan dapat secara otomatis mengirim perintah ke perangkat untuk mengambil tindakan korektif. Proses ini menerapkan perulangan umpan balik otomatis antara perangkat dan cloud yang sangat meningkatkan efisiensi solusi.
Dalam solusi IoT berbasis tepi, layanan lokal yang dihosting di lingkungan runtime edge biasanya:
Mengelola konektivitas ke aset Anda melalui konektor selatan
Terima telemetri dalam skala besar dari aset Anda, dan tentukan di mana harus merutekan telemetri untuk pemrosesan lebih lanjut.
Meneruskan perintah dari cloud ke aset tertentu.
Lakukan beberapa pemrosesan pesan lokal. Dalam Operasi Azure IoT, pemrosesan ini berlangsung di konektor utara
Layanan cloud lainnya
Solusi berbasis cloud dan berbasis tepi dapat menggunakan layanan cloud lainnya untuk menyediakan lebih banyak fungsionalitas untuk solusi Anda. Misalnya, Anda dapat menggunakan:
Layanan penyimpanan Azure untuk menyimpan data telemetri.
Azure Stream Analytics untuk memproses data telemetri secara real time.
Microsoft Fabric untuk menyimpan dan menganalisis data telemetri.
Microsoft Power BI untuk memvisualisasikan data telemetri.
Perbandingan layanan IoT
Tabel berikut ini meringkas opsi aplikasi layanan dan edge saat ini:
DAPR (aplikasi runtime aplikasi terdistribusi). Dengan IoT Edge, Anda dapat menggunakan modul IoT Edge.
Perbandingan penyebaran
Tabel berikut ini meringkas opsi penyebaran saat ini:
Penawaran saat ini (GA)
Solusi berbasis cloud
Solusi berbasis Edge
Topologi
Perangkat terhubung langsung ke layanan olahpesan cloud seperti IoT Hub. Dikelola di cloud menggunakan Azure Resource Manager (ARM) atau SDK layanan IoT.
Operasi Azure IoT menyediakan cara untuk menghubungkan aset ke kluster Kubernetes lokal. Aset terhubung ke broker Azure IoT Operations MQTT, baik secara langsung melalui protokol jaringan standar, atau melalui perangkat perantara. Dikelola di cloud menggunakan layanan dengan dukungan Azure Arc. Anda juga dapat menggunakan IoT Edge, yang berjalan pada perangkat gateway seperti PC industri, dan menyediakan konektivitas cloud untuk perangkat dengan menyambungkan ke IoT Hub.
Infrastruktur
Layanan cloud seperti IoT Hub, dan perangkat komputasi standar yang berisi CPU/MPU, atau perangkat yang dibatasi dan disematkan yang berisi MCU.
Operasi Azure IoT, yang berjalan pada kluster Kubernetes, dan aset atau perangkat yang terhubung ke kluster. Anda juga dapat menggunakan IoT Edge, yang berjalan pada perangkat gateway seperti Raspberry Pi atau PC industri, dan perangkat yang terhubung ke perangkat gateway. Perangkat dapat mencakup perangkat komputasi standar yang berisi CPU/MPU, atau perangkat yang dibatasi dan disematkan yang berisi MCU.
Masalah di seluruh solusi
Solusi IoT apa pun harus mengatasi masalah di seluruh solusi berikut:
Keamanan termasuk keamanan fisik, autentikasi, otorisasi, dan enkripsi.
Ketersediaan tinggi dan pemulihan bencana untuk semua komponen dalam solusi Anda.
Skalabilitas untuk semua layanan dalam solusi Anda.
Manajemen solusi
Pendekatan cloud adaptif menyatukan tim yang dipisahkan, situs terdistribusi, dan sistem yang berbeda ke dalam satu operasi, keamanan, aplikasi, dan model data. Pendekatan ini memungkinkan Anda menggunakan teknologi cloud dan AI yang sama untuk mengelola dan memantau solusi IoT berbasis tepi, berbasis cloud, dan hibrid.
Solusi berdasarkan IoT Hub, IoT Central, dan IoT Edge menawarkan dukungan terbatas untuk pendekatan cloud adaptif. Meskipun instans IoT Hub, IoT Central, dan IoT Edge adalah sumber daya Azure mereka sendiri, instans tersebut tidak mengekspos kemampuan secara asli, seperti manajemen perangkat dan transformasi data, karena sumber daya yang dapat Anda kelola sebagai sumber daya Azure standar.
Sebaliknya, solusi berdasarkan Operasi Azure IoT memberikan pengalaman manajemen terpadu untuk semua komponen dalam solusi Anda. Operasi Azure IoT menggunakan layanan berkemampuan Azure Arc untuk mengelola dan memantau solusi berbasis edge Anda seolah-olah itu adalah solusi berbasis cloud. Misalnya, aset dan transformasi data yang berjalan di tepi diekspos sebagai sumber daya cloud di Azure. Pendekatan ini memungkinkan Anda menggunakan teknologi Azure standar untuk mengelola dan memantau seluruh solusi berbasis tepi Anda.
Perbandingan keamanan
Tabel berikut ini meringkas opsi keamanan saat ini:
Penawaran saat ini (GA)
Solusi berbasis cloud
Solusi berbasis Edge
Autentikasi
SAS, X.509
SAS, X.509, dan SAT (token akun keamanan) untuk autentikasi di kluster
Authorization
Kepemilikan dalam penawaran layanan saat ini seperti IoT Hub
Operasi Azure IoT menggunakan identitas ID Microsoft Entra untuk kontrol akses berbasis peran (RBAC). IoT Edge menggunakan skema otorisasi kepemilikan yang berkomunikasi dengan IoT Hub tetapi menangani otorisasi secara lokal.
Langkah berikutnya
Langkah berikutnya yang disarankan untuk menjelajahi Azure IoT lebih lanjut meliputi: