IoT Edge パターンを使用して IoT アプリケーションを実装する
ソリューションの設計を検証するには、IoT Edge デバイス用のデバイス テンプレートが含まれる IoT Central アプリケーションが必要です。
IoT Central を使用し、店舗の環境監視ソリューションを評価する予定です。 データを収集してローカル センサーを管理するため、各店舗に IoT Edge デバイスをインストールする予定です。 IoT Edge デバイスは、IoT Central アプリケーションに接続して、センサーから収集されたテレメトリを送信し、アプリケーションから送信されたコマンドに応答します。
ここでは、IoT Central と IoT Edge に関するいくつかの主要な概念を確認し、IoT Central で IoT Edge デバイス用のデバイス テンプレートを作成する方法について学習します。
IoT Central とは
Azure IoT Central は、IoT ソリューションの開発、管理、および保守の負担とコストを削減する IoT アプリケーションのサービスとしてのプラットフォーム (aPaaS) です。 IoT Central を使うと、IoT シナリオをすばやく評価し、それがビジネスにもたらす機会を評価できます。 IoT Central を使用すると、次のことが可能になります。
- IoT デバイスに接続して制御する。
- 接続されたデバイスからテレメトリを収集して分析する。
- 接続されたデバイスから他のアプリケーションまたはサービスにデータを送信し、さらに処理または保存する。
IoT Central アプリケーションを作成するには、次の 2 つの方法があります。
- Azure portal を使用する。
- Azure CLI を使用する。
このモジュールでは、Azure CLI を使用して Azure サンドボックス内にアプリケーションを作成します。
3 つのどの選択肢でも、デプロイする国またはリージョン、アプリケーション名、支払いプラン、アプリケーション テンプレートなどの情報を指定する必要があります。
IoT Edge とは
Azure IoT Edge は、企業がデータの管理に手間取ることなくビジネス インサイトに専念できるよう、これまでクラウドで行っていた分析とカスタム ビジネス ロジックをデバイス側で実行できるようにするものです。 ビジネス ロジックを標準のコンテナーにパッケージ化することで IoT ソリューションをスケールアウトした後、それらのコンテナーを任意のデバイスに展開することができ、そのすべてを IoT Central などのクラウドベースの環境から監視できます。
分析は、IoT ソリューションのビジネス上の価値を決める重要な要素ですが、すべての分析をクラウドで行う必要はありません。 緊急事態に可能な限り速やかに対応することが要求される場合には、異常検出ワークロードをエッジで実行できます。 帯域幅コストを削減し、テラバイト規模の生データの転送を回避したい場合は、データのクリーニングや集約をローカル環境で行い、分析に必要な分析情報のみをクラウドに送信できます。
Azure IoT Edge は、次の 3 つのコンポーネントで構成されます。
- IoT Edge モジュール: Azure のサービス、サード パーティのサービス、またはカスタム コードを実行するコンテナーです。 IoT Edge モジュールは、IoT Edge デバイスに展開され、そのデバイス上でローカルに実行されます。 このモジュールではさまざまな IoT Edge モジュールを使用し、それには、シミュレートされた環境テレメトリを生成するモジュールや、Azure 関数を実行してそのテレメトリをフィルター処理するモジュールが含まれます。 ''配置マニフェスト'' を使用して、IoT Edge デバイスにデプロイするモジュールを指定します。 IoT Central を使用し、ソリューション内の配置マニフェストを管理できます。
- IoT Edge ランタイム: 個々の IoT Edge デバイス上で動作し、各デバイスにデプロイされたモジュールを管理します。 IoT Edge デバイスを IoT Central アプリケーションに接続すると、IoT Edge ランタイムによって配置マニフェストがダウンロードされ、デバイスにインストールして実行する必要のあるモジュールが決定されます。
- クラウドベースのインターフェイス: IoT Edge デバイスをリモートから監視して管理します。 このモジュールでは、クラウドベースのインターフェイスとして IoT Central を使用します。
デバイス テンプレートとは
IoT Central では、デバイス テンプレートによって、アプリケーションに接続するデバイスの機能を指定します。 たとえば、デバイス テンプレートでは以下のことを指定できます。
- デバイスから IoT Central に送信されるテレメトリの種類 (温度など)。
- デバイスから IoT Central に報告されるプロパティ (ファームウェアのバージョンなど)。
- IoT Central によってデバイスに設定されるプロパティ (目標の温度)。
- IoT Central によってデバイスに送信されるコマンド (再起動など)。
デバイス テンプレートの機能は、インターフェイスにグループ化されています。 インターフェイスにより、関連する機能のグループをテンプレート間で共有できます。 たとえば、共通の "デバイス情報" インターフェイスで、製造元、モデル、ソフトウェア バージョンなどのデバイスのプロパティを定義します。
デバイス テンプレートの作成と管理は、IoT Central Web UI または REST API を使用して行います。 IoT Central Web UI では、次のことができます。
- デバイス テンプレートを最初から作成します。
- Azure IoT のデバイス カタログを参照し、認定デバイス用のデバイス テンプレートをインポートします。
- デバイス機能モデルとインターフェイス定義が含まれる JSON ファイルをインポートします。
ビュー
IoT Central デバイス テンプレートには、ビューの定義も含まれています。 これらのビューを使用してデバイス用のカスタム UI を定義でき、テレメトリ用の視覚化、デバイスのプロパティを管理するためのフォーム、オペレーターがデバイスでコマンドを呼び出すことができるフォームが含まれます。
デバイス テンプレートが IoT Edge デバイス用の場合は、接続されたデバイスで実行されている IoT Edge モジュールを監視できるビューがあります。
デバイス テンプレートを発行する
実デバイスを IoT Central アプリケーションに接続できるようにするには、先に IoT Central アプリケーション内でデバイス テンプレートを発行する必要があります。
デバイス テンプレートに基づいてデバイスを追加する
IoT Edge デバイスを IoT Central アプリケーションに接続する前に、[デバイス] ページでデバイスを追加します。 [デバイス] ページで、使用する配置マニフェスト、使用するオプションのデバイス テンプレート、一意のデバイス ID、デバイスのフレンドリ名を選びます。 Azure CLI を使用して、デバイスをアプリケーションに追加することもできます。