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Esta visão geral apresenta os principais conceitos sobre como os ativos físicos e os dispositivos se conectam a uma solução típica do Azure IoT. O artigo também apresenta elementos de infraestrutura, como gateways e pontes. Cada seção inclui links para conteúdo que fornece mais detalhes e orientações.
O diagrama a seguir demonstra uma visão de alto nível dos componentes numa solução típica de IoT baseada na periferia. Este artigo se concentra na conectividade entre os ativos físicos e o ambiente de tempo de execução de borda mostrado no diagrama:
Métodos de comunicação
O diagrama a seguir resume as opções de conexão de dispositivo para uma solução de IoT baseada em borda. O diagrama mostra como os dispositivos de categoria 2 e 3 se conectam ao ambiente de tempo de execução de borda do Azure IoT Operations. Um cluster Kubernetes habilitado para Azure Arc hospeda o ambiente de tempo de execução.
Para trocar dados com serviços baseados em periferia, os ativos usam padrões do setor, como:
Pontos de dados e eventos OPC UA. Os pontos de dados OPC UA são valores transmitidos do servidor OPC UA, como temperatura. Os eventos OPC UA representam mudanças de estado. O conector para OPC UA é um serviço de Operações IoT do Azure que se conecta a servidores OPC UA para recuperar os seus dados e publica-os em tópicos no broker MQTT. Fundação OPC
Sistema de mensagens MQTT. O MQTT permite que um único broker atenda dezenas de milhares de clientes simultaneamente, com mensagens leves de publicação-assinatura, criação de tópicos e gerenciamento. Muitos dispositivos IoT suportam MQTT nativamente pronto para uso. O agente MQTT sustenta a camada de mensagens no Azure IoT Operations e dá suporte ao MQTT v3.1.1 e MQTT v5. MQTT.
Especificações de Mídia ONVIF (pré-visualização). O conector para ONVIF no Azure IoT Operations descobre câmeras compatíveis com ONVIF e as registra no Registro de Dispositivo do Azure. O conector permite recursos como recuperar e atualizar a configuração da câmera para ajustar a configuração da imagem de saída, ou controlar a câmera pan, tilt e zoom. ONVIF
Protocolos de streaming de mídia, como RTSP, RTCP, SRT, HLS e JPEG sobre HTTP (visualização). O conector de mídia disponibiliza imagens e vídeos de fontes de mídia, como câmeras IP, para outros componentes do Azure IoT Operations. Ele também pode capturar capturas de ecrã de um fluxo de vídeo ou de um URL de imagem e publicá-las em um tópico MQTT, ou retornar um fluxo de vídeo ao vivo de uma câmera para um ponto final que um operador pode acessar.
Quando os dados dos ativos são recebidos, o Azure IoT Operations usa fluxos de dados para processar e rotear dados para pontos finais na nuvem ou outros componentes de ponta.
Pontos finais do dispositivo
O Azure IoT Operations usa conectores para descobrir, gerenciar e ingressar dados de ativos físicos em uma solução baseada em borda.
- O conector para OPC UA é um serviço de entrada e tradução de protocolos que permite que as Operações IoT do Azure ingressem dados dos seus ativos. O corretor recebe dados e eventos do sensor dos seus ativos e publica os dados em tópicos no corretor MQTT. O agente baseia-se no padrão OPC UA amplamente utilizado.
- O conector de mídia (visualização) é um serviço que disponibiliza conteúdo de fontes de mídia, como câmeras conectadas à borda, para outros componentes das operações do Azure IoT.
- O conector para ONVIF (pré-visualização) é um serviço que descobre e regista ativos ONVIF, como câmaras. O conector permite gerenciar e controlar ativos ONVIF, como câmeras conectadas ao cluster.
- O conector SQL (visualização) é um serviço que se conecta a bancos de dados SQL e ingressa dados deles.
- O conector REST (visualização) é um serviço que se conecta a APIs REST e ingressa dados a partir delas.
Para saber mais, consulte O que é o gerenciamento de ativos no Azure IoT Operations.
Autenticação
Os conectores nas Operações IoT do Azure gerenciam a autenticação em dispositivos físicos e ativos. Essa autenticação pode ser anônima ou usar senhas de nomes de usuário onde os valores são armazenados como segredos do Cofre de Chaves do Azure. O acesso ao Cofre da Chave do Azure é configurado com uma identidade gerenciada atribuída pelo usuário.
Alguns conectores, como o conector para OPC UA, estabelecem relações de confiança baseadas em certificado com um ativo físico. Por exemplo, o conector para OPC UA é um aplicativo cliente OPC UA que usa um único certificado de instância de aplicativo OPC UA para todas as sessões que estabelece para coletar dados de servidores OPC UA. Por padrão, o conector usa cert-manager para gerir o seu certificado de instância da aplicação.
Para saber mais sobre segurança na sua solução de IoT de ponta, consulte Melhores práticas de segurança para soluções de IoT de ponta.
Protocolos
Para trocar dados com pontos de extremidade de serviço no tempo de execução de borda, os ativos usam padrões do setor, como:
- MQTT v3.1.1 e MQTT v5.0
- OPC UA
- ONVIF (pré-visualização)
- SQL (visualização)
- REST (pré-visualização)
- Protocolos de streaming de mídia, como RTSP, RTCP, SRT, HLS e JPEG sobre HTTP (visualização).
Padrões de conexão
Conexão através de servidores de borda
O Azure IoT Operations permite um padrão de conexão um-para-muitos na extremidade. Uma única implantação pode ingerir dados de vários ativos físicos na borda e, em seguida, lidar com a comunicação com a nuvem.
O padrão OPC UA é construído em torno de aplicativos cliente que se conectam a servidores. O conector para OPC UA é um aplicativo cliente que é executado como um serviço no tempo de execução de borda do Azure IoT Operations. O conector para OPC UA se conecta aos servidores OPC UA, permite navegar no espaço de endereçamento do servidor e monitorar alterações de dados e eventos em ativos físicos conectados. As equipes de operações e desenvolvedores usam o conector para OPC UA para simplificar a tarefa de conectar servidores OPC UA à sua solução industrial na borda.
O conector de mídia pode processar fluxos de vídeo (RTSP) diretamente das câmeras. Ele também pode acessar servidores de mídia onde várias câmeras armazenam seus vídeos ou imagens. Quando o conector de mídia se conecta a um único servidor de mídia externo, ele pode salvar, processar ou rotear os instantâneos ou fluxos de vídeo para um ponto de extremidade de borda ou nuvem.
Gateways de borda
Os gateways de borda (às vezes chamados de gateways de campo) são geralmente implantados nas instalações e perto dos seus ativos e dispositivos IoT. Os gateways de borda são executados no seu ambiente de execução de borda e lidam com a comunicação com a nuvem em nome dos seus recursos e dispositivos IoT. Os gateways de borda podem:
- Faça tradução de protocolo. Por exemplo, permitir que dispositivos habilitados para Bluetooth se conectem à nuvem.
- Gerencie cenários offline e desconectados. Por exemplo, armazenar em memória temporária os dados do sensor quando o ponto de extremidade da nuvem está inacessível.
- Filtre, compacte ou agregue dados de ativos e dispositivos antes de enviá-los para a nuvem.
- Desenvolva IA na periferia para remover a latência associada à execução de modelos de IA para recursos e dispositivos na nuvem. Por exemplo, usando IA de visão computacional para detetar anomalias em uma linha de produção e parar automaticamente a linha para evitar defeitos.
O Azure IoT Operations é um ambiente de tempo de execução de borda que pode atuar como um gateway usando o agente MQTT. Um dispositivo físico pode se conectar diretamente ao broker MQTT no ambiente de tempo de execução de borda. O broker MQTT pode usar um fluxo de dados para encaminhar dados para um serviço de nuvem.
Os fluxos de dados fornecem recursos de transformação e contextualização de dados antes de rotear mensagens para vários locais, incluindo pontos de extremidade na nuvem.
O Azure IoT Operations é executado em clusters Kubernetes habilitados para Azure Arc. Esse ambiente permite operações de aprendizado de máquina totalmente automatizadas no modo híbrido, incluindo etapas de treinamento e implantação de modelos de IA que fazem a transição perfeita entre a nuvem e a borda. Para saber mais, consulte Introdução ao destino de computação do Kubernetes no Azure Machine Learning.
Bridges
Uma ponte de dispositivo permite que dispositivos conectados a uma nuvem que não seja da Microsoft se conectem à sua solução de IoT. Exemplos de nuvens que não são da Microsoft incluem Sigfox, Particle Device Cloud e The Things Network.
O IoT Central Device Bridge de código aberto atua como um tradutor que encaminha dados do dispositivo para um aplicativo do IoT Central. Para saber mais, consulte Azure IoT Central Device Bridge. Existem soluções de ponte que não são da Microsoft, como o Tartabit IoT Bridge, para conectar dispositivos a um hub IoT.