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Guia de conectividade de dispositivos do IoT Central

  • Artigo

Uma aplicação IoT Central permite-lhe monitorizar e gerir centenas de milhares de dispositivos ao longo do seu ciclo de vida. Este guia é para desenvolvedores de dispositivos que implementam o código para ser executado em dispositivos que se conectam ao IoT Central.

Os dispositivos interagem com um aplicativo do IoT Central usando as seguintes primitivas:

  • Telemetria são dados que um dispositivo envia para o IoT Central. Por exemplo, um fluxo de valores de temperatura de um sensor integrado.
  • As propriedades são valores de estado que um dispositivo reporta ao IoT Central. Por exemplo, a versão de firmware atual do dispositivo. Você também pode ter propriedades graváveis que o IoT Central pode atualizar no dispositivo, como uma temperatura de destino.
  • Os comandos são chamados do IoT Central para controlar o comportamento de um dispositivo. Por exemplo, seu aplicativo IoT Central pode chamar um comando para reinicializar um dispositivo.

Tipos de dispositivos

As seções a seguir descrevem os principais tipos de dispositivo que você pode conectar a um aplicativo do IoT Central:

Dispositivo IoT

Um dispositivo IoT é um dispositivo autônomo que se conecta diretamente ao IoT Central. Um dispositivo IoT normalmente envia telemetria de seus sensores integrados ou conectados para seu aplicativo IoT Central. Os dispositivos autônomos também podem relatar valores de propriedade, receber valores de propriedade graváveis e responder a comandos.

Dispositivo do IoT Edge

Um dispositivo IoT Edge se conecta diretamente ao IoT Central. Um dispositivo IoT Edge pode enviar sua própria telemetria, relatar suas propriedades e responder a atualizações e comandos de propriedade graváveis. Os módulos IoT Edge processam dados localmente no dispositivo IoT Edge. Um dispositivo IoT Edge também pode atuar como intermediário para outros dispositivos conhecidos como dispositivos downstream. Os cenários que usam dispositivos IoT Edge incluem:

  • Agregue ou filtre a telemetria antes de enviá-la para o IoT Central. Essa abordagem pode ajudar a reduzir os custos de envio de dados para o IoT Central.
  • Habilite dispositivos que não podem se conectar diretamente ao IoT Central para se conectarem por meio do dispositivo IoT Edge. Por exemplo, um dispositivo downstream pode usar bluetooth para se conectar ao dispositivo IoT Edge, que então se conecta pela Internet ao IoT Central.
  • Controle dispositivos downstream localmente para evitar a latência associada à conexão ao IoT Central pela Internet.

O IoT Central vê apenas o dispositivo IoT Edge, não os dispositivos downstream conectados ao dispositivo IoT Edge.

Para saber mais, consulte Adicionar um dispositivo do Azure IoT Edge ao seu aplicativo do Azure IoT Central.

Gateways

Um dispositivo de gateway gerencia um ou mais dispositivos downstream que se conectam ao seu aplicativo IoT Central. Um dispositivo de gateway pode processar a telemetria dos dispositivos downstream antes de encaminhá-la para seu aplicativo IoT Central. Tanto os dispositivos IoT quanto os dispositivos IoT Edge podem atuar como gateways. Para saber mais, consulte Definir um novo tipo de dispositivo de gateway IoT em seu aplicativo do Azure IoT Central e Como conectar dispositivos por meio de um gateway transparente do IoT Edge.

Como os dispositivos se conectam

À medida que você conecta um dispositivo ao IoT Central, ele passa pelos seguintes estágios: registrado, provisionado e conectado.

Registar um dispositivo

Ao registrar um dispositivo no IoT Central, você informa ao IoT Central a ID exclusiva do dispositivo que deseja conectar ao aplicativo. Opcionalmente, nesta etapa, você pode atribuir o dispositivo a um modelo de dispositivo que declara os recursos do dispositivo para seu aplicativo.

Gorjeta

Um ID de dispositivo pode conter letras, números e o - caractere.

Há três maneiras de registrar um dispositivo em um aplicativo do IoT Central:

  • Registre automaticamente os dispositivos quando eles tentarem se conectar pela primeira vez. Esse cenário permite que os OEMs fabriquem em massa dispositivos que podem se conectar sem serem registrados primeiro. Para saber mais, consulte Registrar dispositivos automaticamente.

  • Adicione dispositivos em massa a partir de um arquivo CSV. Para saber mais, consulte Importar dispositivos.

  • Use a página Dispositivos em seu aplicativo IoT Central para registrar dispositivos individualmente. Para saber mais, consulte Adicionar um dispositivo.

    Opcionalmente, você pode exigir que um operador aprove o dispositivo antes que ele comece a enviar dados.

    Gorjeta

    Na página Grupos de conexão do dispositivo de permissões>, a opção Aprovar automaticamente controla se um operador deve aprovar manualmente o dispositivo antes que ele possa começar a enviar dados.

Você só precisa registrar um dispositivo uma vez em seu aplicativo IoT Central.

Provisionar um dispositivo

Quando um dispositivo tenta se conectar pela primeira vez ao seu aplicativo IoT Central, ele inicia o processo conectando-se ao Serviço de Provisionamento de Dispositivo (DPS). O DPS verifica as credenciais do dispositivo e, se forem válidas, provisiona o dispositivo com a cadeia de conexão para um dos hubs IoT internos do IoT Central. O DPS usa as configurações de registro de grupo em seu aplicativo IoT Central para gerenciar esse processo de provisionamento para você.

Gorjeta

O dispositivo também envia o valor do escopo de ID que informa ao DPS a qual aplicativo do IoT Central o dispositivo está se conectando. Você pode procurar o escopo de ID em seu aplicativo IoT Central na página Grupos de conexão de Dispositivo de Permissões>.

Normalmente, um dispositivo deve armazenar em cache a cadeia de conexão que recebe do DPS, mas deve estar preparado para recuperar novos detalhes de conexão se a conexão atual falhar. Para saber mais, consulte Lidar com falhas de conexão.

O uso do DPS permite:

  • IoT Central para integrar e conectar dispositivos em escala.
  • Você deve gerar credenciais de dispositivo e configurar os dispositivos offline sem registrar os dispositivos por meio da interface do usuário do IoT Central.
  • Você deve usar seus próprios IDs de dispositivo para registrar dispositivos no IoT Central. Usar seus próprios IDs de dispositivo simplifica a integração com sistemas de back-office existentes.
  • Uma maneira única e consistente de conectar dispositivos ao IoT Central.

Autenticar e conectar o dispositivo

Um dispositivo usa suas credenciais e a cadeia de conexão que recebeu do DPS para se conectar e autenticar com seu aplicativo IoT Central. Um dispositivo também deve enviar um ID de modelo que identifique o modelo de dispositivo ao qual está atribuído.

O IoT Central suporta dois tipos de credenciais de dispositivo:

  • Assinaturas de acesso compartilhado
  • Certificados X.509

Para saber mais, consulte Conceitos de autenticação de dispositivo.

Todos os dados trocados entre dispositivos e o Azure IoT Central são criptografados. O Hub IoT autentica todas as solicitações de um dispositivo que se conecta a qualquer um dos pontos de extremidade do Hub IoT voltados para o dispositivo. Para evitar a troca de credenciais por fio, um dispositivo usa tokens assinados para autenticar. Para obter mais informações, consulte Controlar o acesso ao Hub IoT.

Padrões de conectividade

Os desenvolvedores de dispositivos normalmente usam um dos SDKs de dispositivo para implementar dispositivos que se conectam a um aplicativo do IoT Central. Alguns cenários, como para dispositivos que não podem se conectar à Internet, também exigem um gateway.

Um design de solução deve levar em conta o padrão de conectividade do dispositivo necessário. Estes padrões dividem-se em duas grandes categorias. Ambas as categorias incluem dispositivos que enviam telemetria para seu aplicativo IoT Central:

Conexões persistentes

Conexões persistentes são necessárias, sua solução precisa de recursos de comando e controle . Em cenários de comando e controle, o aplicativo IoT Central envia comandos aos dispositivos para controlar seu comportamento quase em tempo real. As conexões persistentes mantêm uma conexão de rede com a nuvem e se reconectam sempre que há uma interrupção. Use o protocolo MQTT ou AMQP para conexões de dispositivo persistentes com o IoT Central.

As seguintes opções suportam conexões de dispositivo persistentes:

  • Use os SDKs de dispositivos IoT para conectar dispositivos e enviar telemetria:

    Os SDKs de dispositivo habilitam os protocolos MQTT e AMQP para criar conexões persistentes com o IoT Central.

  • Conecte dispositivos em uma rede local a um dispositivo IoT Edge que encaminhe telemetria para o IoT Central:

    Um dispositivo IoT Edge pode fazer uma conexão persistente com o IoT Central. Para dispositivos que não podem se conectar à Internet ou que exigem isolamento de rede, use um dispositivo IoT Edge como um gateway local. O gateway encaminha a telemetria do dispositivo para o IoT Central. Essa opção permite o comando e o controle dos dispositivos downstream conectados ao dispositivo IoT Edge.

    Para saber mais, consulte Conectar dispositivos do Azure IoT Edge a um aplicativo do Azure IoT Central.

  • Use o IoT Central Device Bridge para conectar dispositivos que usam um protocolo personalizado:

    Alguns dispositivos usam um protocolo ou codificação, como LWM2M ou COAP, que o IoT Central não suporta atualmente. O IoT Central Device Bridge atua como um tradutor que encaminha a telemetria para o IoT Central.

    Para saber mais, consulte o repositório GitHub do Azure IoT Central Device Bridge .

Conexões efêmeras

Conexões efêmeras são conexões breves para dispositivos enviarem telemetria para seu aplicativo IoT Central. Depois que um dispositivo envia a telemetria, ele descarta a conexão. O dispositivo se reconecta quando tem mais telemetria para enviar. Conexões efêmeras não são adequadas para cenários de comando e controle.

As seguintes opções suportam conexões de dispositivo efêmeras:

  • Conecte dispositivos e envie telemetria usando HTTP:

    O IoT Central oferece suporte a clientes de dispositivo que usam a API HTTP para enviar telemetria. Para saber mais, consulte a documentação da API de Evento de Envio de Dispositivo.

    Nota

    Use o DPS para provisionar e registrar seu dispositivo no IoT Central antes de usar a API HTTP para enviar telemetria.

  • Use o IoT Central Device Bridge no modo sem estado para conectar dispositivos:

    Implante o IoT Central Device Bridge como uma função do Azure. A função aceita dados de telemetria de entrada como solicitações HTTP e os encaminha para o IoT Central. O IoT Central Device Bridge integra-se ao DPS e lida automaticamente com o provisionamento de dispositivos para você.

    Para saber mais, consulte Repositório GitHub do Azure IoT Central Device Bridge .

  • Use o IoT Central Device Bridge no modo sem estado para conectar nuvens externas:

    Use o Azure IoT Central Device Bridge para encaminhar mensagens para o IoT Central de outras nuvens IoT, como SigFox, Partícula e The Things Network.

    Para saber mais, consulte Repositório GitHub do Azure IoT Central Device Bridge .

Transformação de dados e computação personalizada na entrada

Alguns cenários exigem telemetria de dispositivo aumentada com dados de sistemas ou armazenamentos externos. Aumentar a telemetria antes de chegar ao IoT Central permite que recursos como painéis e regras usem os dados aumentados.

Alguns cenários exigem que você transforme a telemetria antes que ela atinja o IoT Central. Por exemplo, transformar a telemetria a partir de formatos legados.

As opções a seguir estão disponíveis para transformações ou cálculos personalizados antes que o IoT Central ingera a telemetria:

  • Use IoT Edge:

    Use módulos personalizados no IoT Edge para transformações e cálculos personalizados. Use o IoT Edge quando seus dispositivos usarem os SDKs de dispositivo IoT do Azure.

  • Use IoT Central Device Bridge:

    Use adaptadores do IoT Central Device Bridge para transformações e cálculos personalizados.

Para saber mais, consulte Transformar dados para o IoT Central.

Próximos passos

Se você for um desenvolvedor de dispositivos e quiser mergulhar em algum código, a próxima etapa sugerida é Criar e conectar um aplicativo cliente ao seu aplicativo do Azure IoT Central.

Se quiser saber mais sobre a implementação de dispositivos, consulte Implementação de dispositivos e práticas recomendadas para IoT central.

Para saber mais sobre como usar o IoT Central, as próximas etapas sugeridas são experimentar os inícios rápidos, começando com Criar um aplicativo do Azure IoT Central.