Co to jest usługa Azure Internet of Things (IoT)?
Azure Internet of Things (IoT) to kolekcja usług w chmurze zarządzanych przez firmę Microsoft, składników brzegowych i zestawów SDK, które umożliwiają łączenie, monitorowanie i kontrolowanie zasobów IoT na dużą skalę. Mówiąc prościej, rozwiązanie IoT składa się z urządzeń IoT komunikujących się z usługami w chmurze.
Na poniższym diagramie przedstawiono ogólny widok składników w typowym rozwiązaniu IoT. Ten artykuł koncentruje się na kluczowych grupach składników: urządzeniach, usługach w chmurze IoT, innych usługach w chmurze i problemach dotyczących całego rozwiązania. Inne artykuły w tej sekcji zawierają więcej szczegółów na temat każdego z tych składników.
Możliwe rozwiązania
Aby utworzyć rozwiązanie IoT dla swojej firmy, zazwyczaj oceniasz rozwiązanie przy użyciu podejścia do platformy aplikacji zarządzanych. Rozwiązanie dla przedsiębiorstw można utworzyć przy użyciu usług platformy lub rozwiązania zarządzanej platformy aplikacji.
Zarządzana platforma aplikacji umożliwia szybkie ocenianie rozwiązania IoT przez zmniejszenie liczby decyzji niezbędnych do osiągnięcia wyników. Zarządzana platforma aplikacji zajmuje się większością elementów infrastruktury w rozwiązaniu, co pozwala skupić się na dodawaniu wiedzy branżowej i ocenienia rozwiązania. Usługa Azure IoT Central to zarządzana platforma aplikacji.
Usługi platformy udostępniają wszystkie bloki konstrukcyjne dla dostosowanych i elastycznych aplikacji IoT. Masz więcej opcji wyboru i kodu podczas łączenia urządzeń oraz pozyskiwania, przechowywania i analizowania danych. Usługi platformy Azure IoT obejmują usługę Azure IoT Hub, usługę Device Provisioning Service i usługę Azure Digital Twins. Inne usługi platformy, które mogą być częścią rozwiązania IoT, obejmują usługę Azure Data Explorer, platformę Azure Storage i usługę Azure Functions.
| Platforma aplikacji zarządzanych | Usługi platformy |
|---|---|
| Skorzystaj z platformy obsługującej zabezpieczenia i zarządzanie aplikacjami i urządzeniami IoT. | Masz pełną kontrolę nad podstawowymi usługami w rozwiązaniu. Na przykład: Skalowanie i zabezpieczanie usług w celu spełnienia Twoich potrzeb. Dołączanie urządzeń i usług aprowizacji przy użyciu specjalistycznej wiedzy lub partnerów. |
| Dostosowywanie znakowania, pulpitów nawigacyjnych, ról użytkowników, urządzeń i telemetrii. Nie można jednak dostosować bazowych usług IoT. | W pełni dostosuj i kontroluj rozwiązanie IoT. |
| Ma prostą, przewidywalną strukturę cenową. | Umożliwia dostosowanie usług w celu kontrolowania ogólnych kosztów. |
| Rozwiązanie może być pojedynczą usługą platformy Azure. | Rozwiązanie to zbiór usług platformy Azure, takich jak Azure IoT Hub, Device Provisioning Service, Azure Digital Twins, Azure Data Explorer, platforma Azure Storage i usługa Azure Functions. |
Aby dowiedzieć się więcej, zobacz What Azure technologies and services can you use to create IoT solutions? (Jakie technologie i usługi platformy Azure można używać do tworzenia rozwiązań IoT?).
Urządzenia IoT
Urządzenie IoT składa się zazwyczaj z płytki obwodowej z podłączonymi czujnikami, które używają sieci Wi-Fi do łączenia się z Internetem. Na przykład:
- Czujnik ciśnienia na zdalnej pompie olejowej.
- Czujniki temperatury i wilgotności w klimatyzatorze.
- Akcelerometr w windze.
- Czujniki obecności w pomieszczeniu.
Istnieje wiele różnych urządzeń dostępnych od różnych producentów do kompilowania rozwiązania. Do tworzenia prototypów urządzenia mikroprocesora można użyć urządzenia takiego jak Raspberry Pi. Urządzenie Raspberry Pi umożliwia dołączenie wielu różnych typów czujników. Aby utworzyć prototyp urządzenia mikrokontrolera, użyj urządzeń, takich jak ESPRESSIF ESP32, lub Samouczek: łączenie zestawu odnajdywania STMicroelectronics B-L475E-IOT01A z usługą IoT Hub za pomocą środowiska Eclipse ThreadX. Te tablice zwykle mają wbudowane czujniki, takie jak czujniki temperatury i akcelerometru.
Firma Microsoft udostępnia zestawy SDK urządzeń typu open source, których można użyć do tworzenia aplikacji uruchamianych na urządzeniach.
Ważne
Ponieważ usługa IoT Central używa usługi IoT Hub wewnętrznie, każde urządzenie, które może łączyć się z aplikacją usługi IoT Central, może również łączyć się z centrum IoT Hub.
Aby dowiedzieć się więcej o urządzeniach w rozwiązaniu IoT, zobacz Tworzenie urządzeń IoT.
Łączność
Zazwyczaj urządzenia IoT wysyłają dane telemetryczne z dołączonych czujników do usług w chmurze w rozwiązaniu. Jednak inne typy komunikacji są możliwe, takie jak usługa w chmurze wysyłająca polecenia do urządzeń. Poniżej przedstawiono przykłady komunikacji między urządzeniami i chmurą a urządzeniem:
Mobilna ciężarówka chłodnicza wysyła temperaturę co 5 minut do centrum IoT Hub.
Usługa w chmurze wysyła polecenie do urządzenia w celu zmiany częstotliwości wysyłania danych telemetrycznych w celu ułatwienia zdiagnozowania problemu.
Urządzenie monitorujące reaktor wsadowy w zakładzie chemicznym wysyła alert, gdy temperatura przekracza określoną wartość.
Termostat zgłasza maksymalną temperaturę osiągniętą od ostatniego ponownego uruchomienia urządzenia.
Usługa w chmurze ustawia docelową temperaturę dla urządzenia termostatu.
Zestawy SDK urządzeń IoT i usługa IoT Hub obsługują typowe protokoły komunikacyjne, takie jak HTTP, MQTT i AMQP na potrzeby komunikacji między urządzeniami i chmurą i urządzeniem. W niektórych scenariuszach może być potrzebna brama do połączenia urządzeń IoT z usługami w chmurze.
Urządzenia IoT mają różne cechy w porównaniu z innymi klientami, takimi jak przeglądarki i aplikacje mobilne. W szczególności urządzenia IoT:
- są często systemami osadzonymi bez osoby pełniącej rolę operatora;
- mogą być wdrażane w lokalizacjach zdalnych, gdzie dostęp fizyczny jest bardzo 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.
Zestawy SDK urządzeń pomagają sprostać wyzwaniom związanym z bezpiecznym i niezawodnym łączeniem urządzeń z usługami w chmurze.
Aby dowiedzieć się więcej o łączności i bramach urządzeń, zobacz Infrastruktura urządzeń i łączność.
Usługi w chmurze
W rozwiązaniu IoT usługi w chmurze zwykle:
- Odbieranie danych telemetrycznych na dużą skalę z urządzeń i określanie sposobu przetwarzania i przechowywania tych danych.
- Przeanalizuj dane telemetryczne, aby zapewnić szczegółowe informacje w czasie rzeczywistym lub po fakcie.
- Wysyłanie poleceń z chmury do określonych urządzeń.
- Aprowizuj urządzenia i kontroluj, które urządzenia mogą łączyć się z infrastrukturą.
- Śledzenie stanu urządzeń i monitorowanie ich działania.
- Zarządzanie oprogramowaniem układowym zainstalowanym na urządzeniach.
Na przykład w rozwiązaniu do monitorowania zdalnego stacji pompowania oleju usługi korzystają z danych telemetrycznych z pomp w celu zidentyfikowania nietypowego zachowania. Gdy usługa w chmurze zidentyfikuje anomalię, może automatycznie wysłać polecenie do urządzenia w celu wykonania akcji naprawczej. Ten proces implementuje zautomatyzowaną pętlę opinii między urządzeniem a chmurą, która znacznie zwiększa wydajność rozwiązania.
Niektóre usługi w chmurze, takie jak IoT Hub i Device Provisioning Service, są specyficzne dla IoT. Inne usługi w chmurze, takie jak magazyn i wizualizacja, zapewniają ogólne usługi rozwiązania.
Aby dowiedzieć się więcej, zobacz:
- Zarządzanie urządzeniami i kontrola
- Przetwarzanie komunikatów w rozwiązaniu IoT
- Rozszerzanie rozwiązania IoT
- Analizowanie i wizualizowanie danych IoT
Problemy dotyczące całego rozwiązania
Każde rozwiązanie IoT musi rozwiązać następujące problemy dotyczące całego rozwiązania:
- Zabezpieczenia , w tym zabezpieczenia fizyczne, uwierzytelnianie, autoryzacja i szyfrowanie.
- Zarządzanie rozwiązaniami , w tym wdrażanie i monitorowanie.
- Wysoka dostępność i odzyskiwanie po awarii dla wszystkich składników rozwiązania.
- Skalowalność wszystkich usług w rozwiązaniu.
Operacje IoT
Azure IoT Operations Preview — włączona przez usługę Azure Arc to ujednolicona płaszczyzna danych dla krawędzi. Operacje usługi Azure IoT to zestaw modułowych, skalowalnych i wysoce dostępnych usług danych, które działają w klastrach Kubernetes z obsługą usługi Azure Arc. Umożliwia przechwytywanie danych z różnych systemów i integruje się z aplikacjami do modelowania danych, takimi jak Microsoft Fabric, aby ułatwić organizacjom wdrażanie metaverse przemysłowego. Aby dowiedzieć się więcej, zobacz Co to jest operacje usługi Azure IoT?.
Następne kroki
Sugerowane następne kroki do dalszej eksplorowania usługi Azure IoT:
Aby dowiedzieć się więcej na temat architektury usługi Azure IoT, zobacz: