Wprowadzenie do projektowania architektury IoT

Internet rzeczy (IoT) łączy urządzenia fizyczne, czujniki i sprzęt z chmurą. Dzięki użyciu IoT organizacje mogą zbierać dane operacyjne, automatyzować procesy i uzyskiwać szczegółowe informacje w czasie rzeczywistym w różnych branżach, takich jak produkcja, energia, transport i inteligentne budynki. Azure zapewnia kompleksowy zestaw usług IoT i możliwości obsługi zarówno wzorców rozwiązań połączonych z chmurą, jak i opartych na brzegu sieci.

usługi Azure dla IoT

Azure oferuje szereg usług projektowania architektury IoT:

• Azure IoT Hub: zapewnia obsługę komunikatów z urządzenia do chmury i zarządzanie urządzeniami.

• Azure IoT Hub Device Provisioning Service: zapewnia obsługę aprowizacji dla Azure IoT Hub.

• Operacje Azure IoT: zapewnia ujednoliconą płaszczyznę danych działającą w klastrach Kubernetes z obsługą Azure Arc dla systemów opartych na brzegu sieci.

• Funkcja brokera MQTT w usłudze Event Grid: udostępnia funkcje brokera MQTT na potrzeby skalowalnych komunikatów publikowania i subskrybowania.

• Azure Digital Twins: umożliwia modelowanie cyfrowe środowisk fizycznych.

Architecture

Diagram zawiera pięć pionowych sekcji reprezentujących warstwy architektury IoT. Od lewej do prawej sekcje warstw to: wykrywanie, sieć, pozyskiwanie danych, przetwarzanie danych oraz aplikacja i prezentacja. Warstwa wykrywania zawiera czujniki IoT, przemysłowe punkty końcowe, urządzenia brzegowe oraz kamery i siłowniki. Warstwa sieciowa zawiera Azure IoT Edge i Operacje Azure IoT. Warstwa pozyskiwania danych zawiera Azure IoT Hub, Azure Event Hubs i Azure Event Grid. Warstwa przetwarzania danych zawiera Azure Databricks, Azure Data Explorer i Microsoft Fabric. Warstwa aplikacji i prezentacji zawiera Power BI, aplikację mobilną i pulpit nawigacyjny. Strzałki łączą sekcje od lewej do prawej, aby pokazać przepływ danych przez architekturę. Ostatnia strzałka po prawej stronie wskazuje w lewo, od warstwy aplikacji i prezentacji do warstwy przetwarzania danych.

Pobierz plik programu Visio tej architektury.

Na poprzednim diagramie przedstawiono typową podstawową lub bazową implementację IoT. Aby zapoznać się z rzeczywistymi rozwiązaniami, które można tworzyć w Azure, zobacz Pomysły dotyczące rozwiązań IoT.

Eksplorowanie przewodników, architektur i rozwiązań IoT

Artykuły w tej sekcji zawierają przewodniki i w pełni opracowane architektury, które można wdrożyć w Azure i rozszerzyć na rozwiązania klasy produkcyjnej. Proponowane rozwiązania pokazują wzorce implementacji i opcje, które warto rozważyć podczas planowania projektu weryfikacji koncepcji IoT (POC). Te artykuły mogą pomóc w podjęciu decyzji o sposobie korzystania z technologii IoT w Azure.

Pomysły dotyczące rozwiązań IoT

Następujące pomysły dotyczące rozwiązań IoT pokazują wzorce implementacji i możliwości, które można zbadać:

• Azure Load Testing z niestandardowymi wtyczkami dla usługi Event Hubs i usługi IoT Hub: Użyj Azure Load Testing z niestandardowymi wtyczkami, aby symulować ruch urządzeń IoT kierowany do usługi Azure IoT Hub.

• Analiza IoT za pomocą Azure Data Explorer i Azure IoT Hub: użyj Azure Data Explorer, aby zapewnić analizę niemal w czasie rzeczywistym na szybko przepływających, dużych ilościach danych przesyłanych strumieniowo z urządzeń IoT.

• Użyj Azure IoT Hub, aby prywatnie przekazywać pliki na konto Azure Storage: użyj sieci prywatnej, aby bezpiecznie przekazywać pliki z urządzeń IoT do konta Azure Storage.

Przewodniki IoT

Poniższe artykuły ułatwiają ocenę i wybór najlepszych technologii IoT pod kątem wymagań dotyczących obciążenia:

• Wybierz usługę Azure IoT: porównaj usługi i technologie Azure IoT, w tym Azure IoT Hub, Operacje Azure IoT, Azure IoT Edge i Azure IoT Central, aby wybrać odpowiedni typ rozwiązania.

• Podłączanie urządzeń IoT do platformy Azure: porównaj usługi Azure IoT Hub i Azure Event Hubs, aby wybrać odpowiednią usługę pozyskiwania danych zgodnie z wymaganiami dotyczącymi łączności urządzeń i przesyłania strumieniowego danych.

• Włącz wnioskowanie modeli uczenia maszynowego na urządzeniu Azure IoT Edge: Wdrażaj modele uczenia maszynowego na urządzeniach Azure IoT Edge na potrzeby lokalnego wnioskowania na brzegu sieci.

• Skalowanie w poziomie rozwiązania Azure IoT Hub w celu obsługi milionów urządzeń: planowanie i implementowanie strategii skalowania dla wdrożeń Azure IoT Hub na dużą skalę.

• Przenieś rozwiązanie oparte na Azure IoT Hub do środowiska produkcyjnego: stosuj najlepsze praktyki podczas przenoszenia rozwiązań Azure IoT Hub ze środowiska deweloperskiego do produkcyjnego.

• Podejścia architektoniczne do rozwiązań wielodzierżawnych opartych na usłudze IoT Hub: Projektuj wielodzierżawne rozwiązania IoT przy użyciu usługi Azure IoT Hub lub Azure IoT Central, korzystając z odpowiednich modeli dzierżawy.

Rozwiązanie referencyjne OPC UA

• Rozwiązanie referencyjne OPC UA: dowiedz się więcej o architekturze rozwiązania referencyjnego, która używa OPC UA do łączenia sprzętu przemysłowego z Azure.

• Połącz Azure Data Explorer z rozwiązaniem referencyjnym OPC UA: rozszerz rozwiązanie referencyjne, aby wysyłać dane do Azure Data Explorer na potrzeby analizy.

• Połącz Azure Databricks z rozwiązaniem referencyjnym OPC UA: rozszerz rozwiązanie referencyjne, aby wysyłać dane do Azure Databricks na potrzeby analizy.

• Połącz Fabric z rozwiązaniem referencyjnym OPC UA: rozszerz rozwiązanie referencyjne, aby wysyłać dane do Microsoft Fabric na potrzeby analizy.

• Połącz Power BI z rozwiązaniem referencyjnym OPC UA: rozszerz rozwiązanie referencyjne w celu wizualizacji danych w Power BI.

• Połącz Azure Managed Grafana z rozwiązaniem referencyjnym OPC UA: rozszerz rozwiązanie referencyjne w celu wizualizacji danych w Azure Managed Grafana.

• Połącz Dynamics 365 Field Service z rozwiązaniem referencyjnym OPC UA: rozszerz rozwiązanie referencyjne w celu zintegrowania z Dynamics 365 Field Service.

• Łączenie lokalnych systemów SAP z rozwiązaniem referencyjnym OPC UA: rozszerzanie rozwiązania referencyjnego w celu integracji z lokalnymi systemami SAP.

• Włącz przestrzeń danych dla przemysłu w usłudze Azure: Rozszerz rozwiązanie referencyjne, aby uczestniczyć w przemysłowej przestrzeni danych.

• Zaimportuj modele informacji OPC UA z biblioteki chmury UA: zaimportuj modele informacji OPC UA z biblioteki chmury UA do rozwiązania referencyjnego.

• Agentowa sztuczna inteligencja dla rozwiązania referencyjnego OPC UA: Rozszerz rozwiązanie referencyjne o funkcje agentowej sztucznej inteligencji.

Gotowość organizacji

Organizacje na początku procesu wdrażania chmury mogą używać Cloud Adoption Framework dla Azure aby uzyskać dostęp do sprawdzonych wskazówek, które przyspieszają wdrażanie chmury.

Aby zapewnić jakość rozwiązania IoT w Azure, postępuj zgodnie ze wskazówkami w przewodniku Azure Well-Architected Framework. Struktura Well-Architected zawiera normatywne wskazówki dla organizacji, które szukają doskonałości architektury i opisują sposób projektowania, aprowizacji i monitorowania rozwiązań platformy Azure zoptymalizowanych pod kątem kosztów.

Najlepsze rozwiązania

Postępuj zgodnie z tymi najlepszymi rozwiązaniami, aby poprawić bezpieczeństwo, niezawodność, wydajność i jakość operacyjną obciążeń IoT na Azure.

• Zabezpieczanie rozwiązań IoT: przejrzyj kompleksowe wskazówki dotyczące zabezpieczeń dla rozwiązań IoT połączonych z chmurą i połączonych z siecią brzegową. Wskazówki obejmują zabezpieczenia urządzeń, zabezpieczenia połączeń i zabezpieczenia chmury.

• Zabezpieczanie wdrożenia Azure IoT Hub: postępuj zgodnie z najlepszymi rozwiązaniami dotyczącymi zabezpieczeń specyficznymi dla Azure IoT Hub w zakresie zabezpieczeń sieci, zabezpieczeń urządzeń i ochrony danych.

• Najlepsze rozwiązania dotyczące konfiguracji urządzeń w rozwiązaniu IoT: Implementowanie najlepszych rozwiązań dotyczących zarządzania urządzeniami dla producentów sprzętu, deweloperów rozwiązań i operatorów rozwiązań przy użyciu automatycznych konfiguracji urządzeń.

• Najlepsze rozwiązania dotyczące wdrożeń urządzeń IoT na dużą skalę: Projektowanie wdrożeń usługi Device Provisioning Service Azure IoT Hub skalowanych do milionów urządzeń według zalecanych wzorców aprowizacji i rejestracji.

• Rozwiązania w zakresie zabezpieczeń dla producentów urządzeń Azure IoT: wybierz opcje uwierzytelniania urządzeń i zaimplementuj bezpieczne procesy produkcyjne dla urządzeń IoT używanych z usługą Azure IoT Hub Device Provisioning Service.

• Implementacja urządzeń i najlepsze rozwiązania dotyczące Azure IoT Central: implementowanie urządzeń łączących się z Azure IoT Central. Tematy obejmują udostępnianie zasobów, obsługę przełączania awaryjnego i wzorce zapewniania wysokiej dostępności.

• Skalowanie rozwiązań Azure IoT Hub: Planowanie i implementowanie strategii skalowania dla wdrożeń Azure IoT Hub na dużą skalę.

• Przenieś rozwiązania Azure IoT Hub do środowiska produkcyjnego: postępuj zgodnie z najlepszymi rozwiązaniami dotyczącymi przejścia rozwiązań Azure IoT Hub z programowania do środowiska produkcyjnego.

• Wytyczne dotyczące wdrażania produkcyjnego dla Operacje Azure IoT: Przejrzyj wymagania i zalecenia dotyczące wdrażania Operacje Azure IoT w środowisku brzegowym środowiska produkcyjnego.

• Włącz ustawienia zabezpieczeń w usłudze Operacje Azure IoT: Skonfiguruj ustawienia zabezpieczeń, w tym zarządzanie wpisami tajnymi oraz tożsamości zarządzane przypisane przez użytkownika, dla wdrożeń usługi Operacje Azure IoT.

Bądź na bieżąco z IoT

Azure IoT usługi ewoluują, aby sprostać nowoczesnym wyzwaniom związanym z danymi. Bądź na bieżąco z najnowszymi aktualizacjami i funkcjami.

Aby być na bieżąco z kluczowymi usługami IoT, zobacz następujące artykuły:

• Co nowego w Azure IoT Hub?
• Azure Event Grid

Inne zasoby

Poniższe zasoby mogą pomóc w odnalezieniu więcej informacji na temat projektowania architektury IoT.

Dokumentacja produktu

Dokumentacja produktów Azure IoT zawiera kompleksowe wskazówki dotyczące każdej usługi w portfolio IoT, w tym informacje o konfigurowaniu, konfiguracji i najlepszych praktykach operacyjnych.

• Co to jest Azure IoT?: Poznaj ofertę Azure IoT, w tym wzorce łączności z chmurą i z urządzeniami brzegowymi, oraz dowiedz się, jak usługi takie jak Azure IoT Hub, Operacje Azure IoT, Azure Device Registry i Microsoft Fabric współpracują ze sobą.

• Dokumentacja usługi Azure IoT Hub: Uzyskaj dostęp do pełnej dokumentacji usługi Azure IoT Hub, w tym do komunikacji z urządzenia do chmury, zarządzania urządzeniami i routingu komunikatów.

• Dokumentacja usługi Operacje Azure IoT: Poznaj ujednoliconą płaszczyznę danych dla rozwiązań IoT połączonych z brzegiem, działających w klastrach Kubernetes z obsługą usługi Azure Arc.

• Dokumentacja usługi Azure Digital Twins: Dowiedz się, jak modelować środowiska fizyczne przy użyciu reprezentacji cyfrowych i grafów wiedzy.

• Dokumentacja usługi Device Provisioning Service dla Azure IoT Hub: Dowiedz się więcej o bezdotykowym aprowizowaniu urządzeń w usłudze Azure IoT Hub na masową skalę.

Programowanie urządzeń

Twórz urządzenia IoT łączące się z Azure przy użyciu zestawów SDK, protokołów i wzorców programowania dla rozwiązań połączonych z chmurą i połączonych brzegowo.

• Omówienie programowania urządzeń IoT: informacje o typach urządzeń, zestawach SDK, protokołach łączności i wzorcach programowania dla rozwiązań IoT połączonych z chmurą i połączonych brzegowo.

• Wybierz usługę Azure IoT: Porównaj usługi i technologie Azure IoT, aby wybrać odpowiednie składniki rozwiązania.

Scenariusze przemysłowych IoT

Przemysłowe rozwiązania IoT łączą systemy OT z platformami analizy chmury i zarządzania na potrzeby wdrożeń IoT przemysłowych i produkcyjnych.

• Zaimplementuj architekturę rozwiązania referencyjnego IoT przemysłowego Azure: wdrażanie kompleksowego przemysłowego rozwiązania IoT przy użyciu Operacje Azure IoT, Azure Data Explorer i OPC UA na potrzeby scenariuszy produkcyjnych, takich jak monitorowanie warunków, obliczanie ogólnej efektywności sprzętu (OEE) i wykrywanie anomalii.

zabezpieczenia IoT

Zabezpiecz środowiska IoT i OT przy użyciu ujednoliconego monitorowania zabezpieczeń, wykrywania zagrożeń i zarządzania lukami w zabezpieczeniach dla połączonych urządzeń.

• Dokumentacja usługi Microsoft Defender for IoT: Dowiedz się więcej o ujednoliconym monitorowaniu zabezpieczeń urządzeń IoT i OT, w tym o bezagentowym monitorowaniu sieci i integracji z narzędziami centrum operacji bezpieczeństwa.

Specjaliści ds. usług Amazon Web Services (AWS) lub Google Cloud

Aby ułatwić szybkie rozpoczęcie pracy, w poniższych artykułach porównano opcje Azure IoT z innymi usługami w chmurze i przedstawiono wskazówki dotyczące migracji:

Porównanie usług

• Azure dla specjalistów AWS
• Porównanie usług Google Cloud do Azure — IoT

Wskazówki dotyczące migracji

Jeśli przeprowadzasz migrację z innej platformy w chmurze, zobacz następujący artykuł:

• Migrowanie obciążeń do Azure z innych platform w chmurze