Bewerken

Delen via

Verwerken van voertuiggegevens in realtime met IoT

Azure Cosmos DB
Azure IoT Edge
Azure Sphere
Azure Stream Analytics
Azure SQL Database

Oplossingsideeën

In dit artikel wordt een oplossingsidee beschreven. Uw cloudarchitect kan deze richtlijnen gebruiken om de belangrijkste onderdelen te visualiseren voor een typische implementatie van deze architectuur. Gebruik dit artikel als uitgangspunt om een goed ontworpen oplossing te ontwerpen die overeenkomt met de specifieke vereisten van uw workload.

Met deze oplossing wordt een realtime pijplijn voor gegevensopname/verwerking gebouwd om berichten van IoT-apparaten op te nemen en te verwerken in een analyseplatform voor big data in Azure. De architectuur maakt gebruik van Azure Sphere en Azure IoT Hub om telematicaberichten te beheren en Azure Stream Analytics verwerkt de berichten.

Architectuur

Diagram met de opname, verwerking en visualisatie van voertuiggegevens.

Een Visio-bestand van deze architectuur downloaden.

Gegevensstroom

De gegevens stromen als volgt door de oplossing:

  1. Telematicaberichten (snelheid, locatie, enzovoort) worden verzonden door een mobiel Apparaat met Azure Sphere naar Azure IoT Hub. In een greenfield-scenario kan de fabrikant van het voertuig een Sphere-module in elk voertuig opnemen op het moment van productie. In een brownfield-scenario is het voertuig voorzien van een after-market telematicaoplossing.

  2. Azure Stream Analytics haalt het bericht in realtime op van Azure IoT Hub, verwerkt het bericht op basis van de bedrijfslogica en verzendt de gegevens naar de ondersteunende laag voor opslag.

  3. Verschillende databases worden gebruikt, afhankelijk van de gegevens. Azure Cosmos DB slaat de berichten op, terwijl relationele en transactionele gegevens worden opgeslagen in Azure SQL DB en fungeert als een gegevensbron voor de presentatie- en actielaag. Azure Synapse bevat geaggregeerde gegevens en fungeert als de gegevensbron voor BI-hulpprogramma's (Business Intelligence).

  4. Web-, mobiele, BI- en mixed reality-toepassingen kunnen worden gebouwd op de ondersteunende laag. U kunt bijvoorbeeld servergegevens beschikbaar maken met behulp van API's voor toepassingen van derden (bijvoorbeeld verzekeringsmaatschappijen, leveranciers, enzovoort).

  5. Wanneer een voertuig onderhoud vereist in een dealerservicecentrum, wordt een Azure Sphere-apparaat door een servicetechnicus verbonden met de OBD-II-poort van het voertuig.

  6. De Azure Sphere-toepassing maakt verbinding met de OBD-II-poort van het voertuig en streamt OBD-II-gegevens naar Azure IoT Edge via MQTT. Het Azure Sphere-apparaat is via Wi-Fi verbonden met het Azure IoT Edge-apparaat dat in het servicecentrum is geïnstalleerd. De OBD-II-gegevens worden gestreamd van Azure IoT Edge naar Azure IoT Hub en verwerkt in dezelfde pijplijn voor berichtverwerking.

    • Met de nieuwste versie van het 20.10-besturingssysteem kan Azure Sphere nu veilig verbinding maken met Azure IoT Edge met behulp van eigen apparaatcertificaten. Het Azure Sphere-apparaatcertificaat is uniek voor elk apparaat en wordt elke 24 uur na het doorgeven van het externe attestation- en verificatieproces automatisch vernieuwd door Azure Sphere Security Service.

    • Azure Sphere communiceert rechtstreeks met de Azure Sphere-beveiligingsservice en niet via Azure IoT Edge. Azure Sphere Security Service is de cloudservice van Microsoft die communiceert met Azure Sphere-chips om onderhoud, update en beheer mogelijk te maken. Soms afgekort AS3.

  7. MQTT-brokering voor algemeen gebruik is nu beschikbaar in Azure IoT Edge. Het Azure Sphere-apparaat publiceert berichten naar het ingebouwde MQTT-onderwerp (devices/{sphere_deviceid}/messages/events/IoT Hub).

    • Azure IoT Edge-modules zijn toepassingen in containers die worden beheerd door IoT Edge en kunnen Azure-services (zoals Azure Stream Analytics), aangepaste ML-modellen of uw eigen oplossingsspecifieke code uitvoeren.

  8. Een servicetechnicus die een HoloLens draagt, kan zich abonneren op het MQTT-onderwerp (devices/{sphere_deviceid}/messages/events/) en veilig OBD-II-gegevens weergeven met behulp van een HoloLens-toepassing die een MQTT-client bevat. De HoloLens MQTT-client moet zijn gemachtigd om verbinding te maken en u te abonneren op het onderwerp. Door de HoloLens rechtstreeks te verbinden met de IoT Edge-gateway, kan de servicetechnicus de gegevens van het voertuig bijna in realtime bekijken, waardoor de latentie van het verzenden van de gegevens naar de cloud en terug wordt vermeden. De servicetechnicus kan ook communiceren met de OBD-II-poort van het voertuig (bijvoorbeeld het 'controle-motorlampje') zelfs wanneer het servicecentrum is losgekoppeld van de cloud.

Onderdelen

  • Azure Sphere is een veilig toepassingsplatform op hoog niveau met ingebouwde communicatie- en beveiligingsfuncties voor apparaten die zijn verbonden met internet. Het omvat een beveiligde, verbonden, cross-over microcontroller unit (MCU), een aangepast besturingssysteem (OS) op basis van Linux en een cloudbeveiligingsservice die continue, hernieuwbare beveiliging biedt.

  • Azure IoT Edge biedt MQTT-brokering en voert intelligente edge-toepassingen on-premises uit om een lage latentie en een lager bandbreedtegebruik te garanderen.

  • Azure IoT Hub bevindt zich in de opnamelaag en biedt ondersteuning voor bidirectionele communicatie naar apparaten, zodat acties vanuit de cloud of Azure IoT Edge naar het apparaat kunnen worden verzonden.

  • Azure Stream Analytics (ASA) biedt realtime, serverloze stroomverwerking die dezelfde query's in de cloud en aan de rand kan uitvoeren. ASA in Azure IoT Edge kan gegevens lokaal filteren of aggregeren, waardoor intelligente beslissingen kunnen worden genomen over welke gegevens naar de cloud moeten worden verzonden voor verdere verwerking of opslag.

  • Azure Cosmos DB, Azure SQL Database en Azure Synapse Analytics bevinden zich in de serveropslaglaag. Azure Stream Analytics kan berichten rechtstreeks naar Azure Cosmos DB schrijven met behulp van een uitvoer. Gegevens kunnen worden samengevoegd en verplaatst van Azure Cosmos DB en Azure SQL naar Azure Synapse met behulp van Azure Data Factory.

  • Azure Synapse Analytics is een gedistribueerd systeem voor het opslaan en analyseren van grote gegevenssets. Het gebruik van MPP (Massive Parallel Processing) maakt het geschikt voor het uitvoeren van high-performance analyses.

  • Met Azure Synapse Link voor Azure Cosmos DB kunt u bijna realtime analyses uitvoeren op operationele gegevens in Azure Cosmos DB, zonder dat dit gevolgen heeft voor de prestaties of kosten van uw transactionele workload, met behulp van de twee analyse-engines die beschikbaar zijn in uw Azure Synapse-werkruimte: SQL Serverloze en Spark-pools.

  • Microsoft Power BI is een suite met hulpprogramma's voor bedrijfsanalyse voor het analyseren van gegevens en het delen van inzichten. Power BI kan query's uitvoeren op een semantisch model dat is opgeslagen in Analysis Services, of rechtstreeks een query uitvoeren op Azure Synapse.

  • Azure-app Services kunnen worden gebruikt om web- en mobiele toepassingen te bouwen. Azure API Management kan worden gebruikt om gegevens beschikbaar te maken voor derden, op basis van de gegevens die zijn opgeslagen in de serverlaag.

  • Microsoft HoloLens kan worden gebruikt door servicetechnici om voertuiggegevens (bijvoorbeeld servicegeschiedenis, OBD-II-gegevens, onderdeeldiagrammen, enzovoort) holografisch te bekijken om te helpen bij het oplossen en herstellen van problemen.

Alternatieven

  • Synapse Link is de voorkeursoplossing van Microsoft voor analyses boven op Azure Cosmos DB-gegevens.

Scenariodetails

Opname, verwerking en visualisatie van voertuiggegevens zijn belangrijke mogelijkheden die nodig zijn om verbonden autooplossingen te maken. Door deze gegevens vast te leggen en te analyseren, kunnen we waardevolle inzichten ontcijferen en nieuwe oplossingen maken.

Met voertuigen die zijn uitgerust met telematica-apparaten kunnen we bijvoorbeeld de livelocatie van voertuigen bewaken, geoptimaliseerde routes plannen, hulp bieden aan chauffeurs en ondersteuningsindustrieën die gebruikmaken van telematicagegevens zoals verzekeraars. Voor voertuigfabrikanten kan diagnostische informatie belangrijke informatie bieden voor voertuigonderhoud en garanties.

Potentiële gebruikscases

Stel dat een autoproductiebedrijf een oplossing wil maken voor:

  • Verzend veilig realtimegegevens naar de cloud vanaf sensoren en onboardcomputers die in de voertuigen zijn geïnstalleerd.

  • Creëer toegevoegde diensten voor haar klanten en dealers door voertuiglocatie te analyseren en andere sensorgegevens (zoals sensoren met betrekking tot motoren en omgevingssensoren).

  • Bewaar de gegevens voor aanvullende downstreamverwerking om bruikbare inzichten te bieden (bijvoorbeeld onderhoudswaarschuwingen voor voertuigeigenaren, informatie over ongevallen voor verzekeringsbureaus, enzovoort).

  • Hiermee kunnen dealerservicetechnici communiceren met voertuigen met behulp van een mixed reality-toepassing om hulp te bieden bij het oplossen en herstellen (bijvoorbeeld met behulp van een HoloLens-toepassing om realtime gegevens weer te geven en diagnostische codes weer te geven/wissen die beschikbaar zijn via de OBD-II-poort van een voertuig, reparatieprocedures te bekijken of om een uitgeplod 3D-onderdelendiagram weer te geven).

Medewerkers

Dit artikel wordt bijgewerkt en onderhouden door Microsoft. De tekst is oorspronkelijk geschreven door de volgende Inzenders.

Hoofdauteur:

Volgende stappen

  • Bekijk de Azure IoT-referentiearchitectuur met een aanbevolen architectuur voor IoT-toepassingen in Azure met behulp van PaaS-onderdelen (platform-as-a-service).