Co to jest usługa Azure IoT Hub?

Artykuł
02/28/2024

Internet rzeczy (IoT) to sieć urządzeń fizycznych łączących się i wymieniających dane z innymi urządzeniami i usługami za pośrednictwem Internetu lub innej sieci. Obecnie na świecie jest ponad dziesięć miliardów połączonych urządzeń i coraz więcej jest dodawanych co roku. Wszystko, co można osadzać za pomocą niezbędnych czujników i oprogramowania, można połączyć za pośrednictwem Internetu.

Azure IoT Hub to zarządzana usługa hostowana w chmurze, która działa jako centralne centrum komunikatów do komunikacji między aplikacją IoT a dołączonymi urządzeniami. Miliony urządzeń i ich rozwiązań zaplecza można połączyć niezawodnie i bezpiecznie. Prawie każde urządzenie może być połączone z centrum IoT Hub.

Obsługiwane są różne wzorce obsługi komunikatów, w tym komunikaty z urządzenia do chmury, przekazywanie plików z urządzeń i metody żądania odpowiedzi w celu kontrolowania urządzeń z chmury. Usługa IoT Hub obsługuje również monitorowanie, aby ułatwić śledzenie tworzenia urządzeń, połączeń urządzeń i awarii urządzeń.

Usługa IoT Hub może zarządzać milionami równocześnie połączonych urządzeń i obsługiwać miliony zdarzeń na sekundę w celu obsługi obciążeń IoT.

Usługę IoT Hub możesz zintegrować z innymi usługami platformy Azure, aby tworzyć kompletne i kompleksowe rozwiązania. Możesz na przykład użyć następujących usług:

Azure Event Grid, aby pozwolić Twojej firmie szybko reagować na krytyczne zdarzenia w niezawodny, skalowalny i bezpieczny sposób.
Azure Logic Apps, aby zautomatyzować procesy biznesowe.
Azure Machine Learning, aby dodać uczenie maszynowe i modele SI do rozwiązania.
Azure Stream Analytics, aby uruchamiać obliczenia analityczne wykonywane w czasie rzeczywistym na danych przesyłanych strumieniowo z urządzeń.

Urządzenia IoT

Urządzenia IoT różnią się od innych klientów, takich jak przeglądarki i aplikacje mobilne. W szczególności urządzenia IoT:

są często systemami osadzonymi bez osoby pełniącej rolę operatora;
Można wdrożyć w lokalizacjach zdalnych, w których dostęp fizyczny jest kosztowny.
Może być osiągalny tylko za pośrednictwem zaplecza rozwiązania.
Może mieć ograniczoną moc i zasoby przetwarzania.
Może mieć sporadyczne, powolne lub kosztowne połączenie sieciowe.
Może być konieczne użycie zastrzeżonych, niestandardowych lub branżowych protokołów aplikacji.

Tożsamość urządzenia i uwierzytelnianie

Każde centrum IoT ma rejestr tożsamości, który przechowuje informacje o urządzeniach i modułach, które mogą się z nim łączyć. Aby urządzenie lub moduł mógł nawiązać połączenie, w rejestrze tożsamości centrum IoT musi istnieć wpis dla tego urządzenia lub modułu. Urządzenie lub moduł uwierzytelnia się w centrum IoT na podstawie poświadczeń przechowywanych w rejestrze tożsamości.

Obsługujemy dwie metody uwierzytelniania między urządzeniem a centrum IoT. Możesz użyć uwierzytelniania opartego na tokenach SAS lub uwierzytelniania certyfikatu X.509.

Metoda tokenu SAS zapewnia uwierzytelnianie dla każdego wywołania wykonanego przez urządzenie w usłudze IoT Hub przez skojarzenie klucza symetrycznego z każdym wywołaniem. Uwierzytelnianie X.509 umożliwia uwierzytelnianie urządzenia IoT w warstwie fizycznej w ramach standardowego nawiązywania połączeń protokołu Transport Layer Security (TLS). Wybór między dwiema metodami zależy od tego, jak należy zabezpieczyć uwierzytelnianie urządzenia, oraz możliwość bezpiecznego przechowywania klucza prywatnego na urządzeniu.

Jednocześnie można skonfigurować i aprowizować wiele urządzeń przy użyciu usługi IoT Hub Device Provisioning.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Zarządzanie urządzeniami i kontrola.

Komunikacja z urządzeniem

Połączenie internetowe między urządzeniem IoT i usługą IoT Hub jest zabezpieczone przy użyciu standardu Transport Layer Security (TLS). Usługa Azure IoT obsługuje protokoły TLS 1.2, TLS 1.1 i TLS 1.0 w tej kolejności. Obsługa protokołu TLS 1.0 jest dostępna tylko w celu zapewnienia zgodności z poprzednimi wersjami. Sprawdź obsługę protokołu TLS w usłudze IoT Hub, aby zobaczyć, jak skonfigurować centrum do korzystania z protokołu TLS 1.2, który zapewnia największe bezpieczeństwo.

Zazwyczaj urządzenia IoT wysyłają dane z czujników do usług zaplecza w chmurze. Możliwe są jednak inne typy komunikacji, takie jak usługa zaplecza wysyłająca polecenia do urządzeń. Na przykład:

Ciężarówka chłodnicza wysyłająca temperaturę co 5 minut do centrum IoT.
Usługa zaplecza wysyłająca polecenie do urządzenia w celu zmiany częstotliwości wysyłania danych w celu ułatwienia zdiagnozowania problemu.
Urządzenie monitorujące reaktor wsadowy w zakładzie chemicznym, wysyłając alert, gdy temperatura przekracza określoną wartość.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Infrastruktura urządzeń i łączność.

Telemetria urządzenia

Przykłady danych telemetrycznych odebranych z urządzenia mogą obejmować dane czujnika, takie jak szybkość lub temperatura, komunikat o błędzie, taki jak pominięte zdarzenie lub komunikat informacyjny wskazujący, że urządzenie jest w dobrej kondycji. Urządzenia IoT wysyłają zdarzenia do aplikacji w celu uzyskania szczegółowych informacji. Aplikacje mogą wymagać określonych podzestawów zdarzeń do przetwarzania lub przechowywania w różnych punktach końcowych.

Właściwości urządzenia

Właściwości mogą być odczytywane lub ustawiane z centrum IoT i mogą służyć do wysyłania powiadomień po zakończeniu akcji. Przykładem konkretnej właściwości na urządzeniu jest temperatura. Temperatura może być właściwością zapisywalną, którą można zaktualizować na urządzeniu lub odczytać z czujnika temperatury dołączonego do urządzenia.

Właściwości w usłudze IoT Hub można włączyć przy użyciu bliźniaczych reprezentacji urządzeń lub plug and Play.

Polecenia obsługiwane przez urządzenia

Przykładem polecenia jest ponowne uruchomienie urządzenia. Usługa IoT Hub implementuje polecenia, umożliwiając wywoływanie metod bezpośrednich na urządzeniach. Metody bezpośrednie reprezentują interakcję żądania-odpowiedź z urządzeniem podobnym do wywołania HTTP w taki sposób, że kończą się powodzeniem lub niepowodzeniem natychmiast (po przekroczeniu limitu czasu określonego przez użytkownika). Ta metoda przydaje się w scenariuszach, gdzie procedura natychmiastowego działania różni się w zależności od tego, czy urządzenie było w stanie odpowiedzieć.

Wykonywanie działań na danych urządzenia

Usługa IoT Hub umożliwia odblokowanie wartości danych urządzenia z innymi usługami platformy Azure, dzięki czemu można przejść do predykcyjnego rozwiązywania problemów, a nie reaktywnego zarządzania. Połączenie centrum IoT z innymi usługami platformy Azure w celu wykonywania uczenia maszynowego, analizy i sztucznej inteligencji w celu wykonywania działań na danych w czasie rzeczywistym, optymalizowania przetwarzania i uzyskiwania szczegółowych informacji.

Uwaga

Usługa Azure IoT Hub nie przechowuje ani nie przetwarza danych klientów poza lokalizacją geograficzną, w której wdrażasz wystąpienie usługi. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Replikacja między regionami na platformie Azure.

Wbudowany punkt końcowy domyślnie zbiera dane urządzenia

Wbudowany punkt końcowy domyślnie zbiera dane z urządzenia. Dane są zbierane przy użyciu wzorca żądania odpowiedzi dla dedykowanych punktów końcowych urządzeń IoT, są dostępne przez maksymalny czas trwania siedmiu dni i mogą służyć do wykonywania akcji na urządzeniu. Dane akceptowane przez punkt końcowy urządzenia obejmują:

Wysyłanie komunikatów z urządzenia do chmury.
Odbieranie komunikatów z chmury do urządzenia.
Inicjowanie przekazywania plików.
Pobieranie i aktualizowanie właściwości bliźniaczej reprezentacji urządzenia.
Odbieranie żądań metody bezpośredniej.

Aby uzyskać więcej informacji na temat punktów końcowych usługi IoT Hub, zobacz Punkty końcowe usługi IoT Hub.

Routing komunikatów wysyła dane do innych punktów końcowych

Dane mogą być również kierowane do różnych usług w celu dalszego przetwarzania. W miarę zwiększania skali rozwiązania IoT liczba urządzeń, liczba zdarzeń, różnorodność zdarzeń i różne usługi również się różnią. Do obsługi tego wzorca jest niezbędna elastyczna, skalowalna, spójna i niezawodna metoda kierowania zdarzeń. Aby zapoznać się z samouczkiem przedstawiającym wiele zastosowań routingu komunikatów, zobacz Samouczek: wysyłanie danych urządzenia do usługi Azure Storage przy użyciu routingu komunikatów usługi IoT Hub.

Usługa IoT Hub obsługuje konfigurowanie niestandardowych punktów końcowych dla usług platformy Azure, w tym kontenerów usługi Storage, usługi Event Hubs, kolejek usługi Service Bus, tematów usługi Service Bus i usługi Cosmos DB. Po skonfigurowaniu punktu końcowego możesz kierować dane IoT do dowolnego z tych punktów końcowych, aby wykonywać podrzędne operacje na danych.

Usługa IoT Hub integruje się również z usługą Event Grid, co umożliwia fan out danych wielu subskrybentom. Event Grid to w pełni zarządzana usługa zdarzeń, która umożliwia łatwe zarządzanie zdarzeniami w wielu różnych usługach i aplikacjach platformy Azure. Usługa Event Grid upraszcza tworzenie aplikacji opartych na zdarzeniach i architektur bezserwerowych.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Porównanie routingu komunikatów i usługi Event Grid dla usługi IoT Hub.

Następne kroki

Aby wypróbować kompleksowe rozwiązanie IoT, zapoznaj się z przewodnikami Szybki start:

Aby dowiedzieć się więcej na temat sposobów tworzenia i wdrażania rozwiązań IoT za pomocą usługi Azure IoT, odwiedź stronę: