Ideias de soluções
Este artigo é uma ideia de solução. Se você quiser que expandamos o conteúdo com mais informações, como possíveis casos de uso, serviços alternativos, considerações de implementação ou orientação de preços, informe-nos fornecendo feedback do GitHub.
Esta solução descreve como edifícios e campi podem se conectar de forma segura e confiável e dimensionar seus dispositivos locais de Internet das Coisas (IoT) para a nuvem.
Arquitetura
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Fluxo de Trabalho
Os edifícios hospitalares usam vários dispositivos conectados para monitorar a saúde do paciente e o desempenho das instalações.
- Os dispositivos de rastreamento de saúde incluem monitores de pacientes, tomógrafos e monitores de pressão arterial.
- Os dispositivos de segurança e qualidade dos edifícios incluem sensores de qualidade do ar e de temperatura dos edifícios.
Os dispositivos de monitoramento da saúde do paciente e do edifício enviam dados para dispositivos LTE ou 5G Radio Access Network (RAN).
Os rádios 5G ou LTE nos hospitais encaminham os dados para os núcleos de pacotes 5G ou LTE executados nos servidores de borda. Os servidores de borda podem ser o Azure Stack Edge ou qualquer servidor habilitado para Azure Arc.
Nos servidores de borda, o tempo de execução do IoT Edge pode pré-processar dados antes de enviá-los ao Azure para análise posterior.
Na nuvem, o Hub IoT do Azure ingere dados de forma rápida e segura e os envia para o Azure Machine Learning.
O Azure Machine Learning incorpora os novos dados para otimizar ainda mais o modelo que controla as configurações do edifício inteligente.
Os dados do Hub IoT do Azure também alimentam os Gêmeos Digitais do Azure, que fornecem um mapa dos dispositivos IoT em rede dos hospitais como uma simulação virtual.
Os dados também alimentam o Azure Time Series Insights, que pode analisar a saúde do paciente durante um período de tempo ou a eficácia do tratamento em vários hospitais. O Time Series Insights também oferece uma camada de visualização para ajudar na tomada de decisões.
Todos os dados são armazenados no Armazenamento do Azure Data Lake, que pode armazenar dados de qualquer formato e tamanho.
Componentes
Esta solução utiliza os seguintes componentes do Azure:
- O Azure Stack Edge é um portfólio de dispositivos que trazem computação, armazenamento e inteligência para o IoT Edge. O Azure Stack Edge atua como um gateway de armazenamento em nuvem que permite transferências de dados para o Azure, mantendo o acesso local aos arquivos.
- O Kubernetes habilitado para Arco do Azure conecta clusters do Kubernetes em execução dentro ou fora do Azure.
- O Azure Sphere é uma solução de segurança IoT abrangente que inclui componentes de hardware, SO e nuvem para segurança de dispositivos IoT.
- O Azure IoT Edge implanta inteligência de nuvem localmente em dispositivos IoT.
- O Hub IoT do Azure é um serviço gerenciado baseado em nuvem para comunicação bidirecional entre dispositivos IoT e o Azure.
- O Azure Machine Learning é uma solução integrada de ciência de dados para cientistas de dados e desenvolvedores criarem, treinarem e implantarem modelos de aprendizado de máquina.
- O Azure Digital Twins é uma plataforma IoT que cria representações digitais de coisas, lugares, processos e pessoas do mundo real na nuvem.
- O Azure Time Series Insights é uma plataforma de análise de IoT de ponta a ponta para monitorar, analisar e visualizar dados de análise de IoT industrial em escala.
- O Armazenamento Azure Data Lake é um data lake escalável e seguro para cargas de trabalho de análise de alto desempenho.
Detalhes do cenário
Os serviços em nuvem podem armazenar e analisar os dados da IoT para diagnosticar anomalias e tomar ações corretivas ou preventivas. Os serviços do Azure podem analisar e armazenar ainda mais os dados e usar o aprendizado de máquina para otimizar as configurações de compilação.
Potenciais casos de utilização
Nesta solução, uma instalação de saúde usa dispositivos IoT habilitados para LTE ou 5G para rastrear a saúde do paciente e o desempenho do edifício. Os dispositivos usam chips internos certificados do Azure Sphere para transmitir dados para servidores de borda locais, que se comunicam com a nuvem do Azure. Os administradores de rede locais podem exibir a integridade da rede por meio dos núcleos de pacotes nos servidores de borda.
Outros exemplos desta abordagem incluem:
- Manutenção preditiva para máquinas num café.
- Monitoramento de segurança e conformidade para temperaturas de alimentos e bebidas perecíveis em uma fábrica de alimentos.
- Detetar o ponto ideal para a extração de recursos no setor da energia, com base em dados recolhidos por veículos de exploração autónomos.
Contribuidores
Este artigo é mantido pela Microsoft. Foi originalmente escrito pelos seguintes contribuidores.
Autor principal:
- Nikhil Ravi - Brasil | Líder de Gestão da Produção