Что такое Интернет вещей Azure

  • Статья

Интернет вещей Azure (IoT) — это коллекция управляемых корпорацией Майкрософт облачных служб, пограничных компонентов и пакетов SDK, которые позволяют подключать, отслеживать и контролировать ресурсы Интернета вещей в масштабе. Проще говоря, решение Интернета вещей состоит из устройств Интернета вещей, взаимодействующих с облачными службами.

На следующей схеме показано высокоуровневое представление компонентов в типичном решении Интернета вещей. В этой статье рассматриваются основные группы компонентов: устройства, облачные службы Интернета вещей, другие облачные службы и решения. Другие статьи в этом разделе содержат дополнительные сведения о каждом из этих компонентов.

Схема, демонстрирующая архитектуру решения Интернета вещей высокого уровня.

Варианты решений

Чтобы создать решение Интернета вещей для бизнеса, обычно вы оцениваете решение с помощью подхода к управляемой платформе приложений. Вы можете создать корпоративное решение с помощью служб платформы или подхода к управляемой платформе приложений.

Управляемая платформа приложений позволяет быстро оценивать решение Интернета вещей, уменьшая количество решений, необходимых для достижения результатов. Платформа управляемых приложений заботится о большинстве элементов инфраструктуры в решении, позволяя сосредоточиться на добавлении отраслевых знаний и оценке решения. Примером управляемой платформы приложений является Azure IoT Central.

Службы платформы предоставляют все стандартные блоки для настраиваемых и гибких приложений Интернета вещей. У вас есть дополнительные возможности выбора и кода при подключении устройств, приеме, хранении и анализе данных. Службы платформы Интернета вещей Azure включают Центр Интернета вещей Azure, службу подготовки устройств и Azure Digital Twins. Другие службы платформы, которые могут быть частью решения Интернета вещей, включают Обозреватель azure Data Обозреватель, платформу служба хранилища Azure и Функции Azure.

Управляемая платформа приложений Службы платформы
Воспользуйтесь платформой, которая обрабатывает безопасность и управление приложениями и устройствами Интернета вещей. Полный контроль над базовыми службами в решении. Например:
масштабирование и защита служб в соответствии с вашими потребностями.
Использование собственных или партнерских знаний для подключения устройств и подготовки служб.
Настройка фирменной символики, панелей мониторинга, ролей пользователей, устройств и телеметрии. Однако вы не можете настроить базовые службы Интернета вещей. Полностью настройте решение Интернета вещей и управляйте ими.
Имеет простую прогнозируемую структуру ценообразования. Позволяет точно настраивать службы для управления общими затратами.
Решение может быть одной службой Azure. Решение — это коллекция служб Azure, таких как Центр Интернета вещей Azure, служба подготовки устройств, Azure Digital Twins, azure Data Обозреватель, платформа служба хранилища Azure и Функции Azure.

Дополнительные сведения см. в статье о том, какие технологии и службы Azure можно использовать для создания решений Интернета вещей?.

Устройства IoT

Устройство Интернета вещей обычно состоит из цепи с датчиками, подключенными к Интернету с помощью Wi-Fi. Например:

  • датчик давления на удаленном масляном насосе;
  • датчики температуры и влажности в кондиционере;
  • акселерометр в лифте;
  • датчик присутствия в комнате.

Есть много устройств разных производителей, на основе которых можно создавать решение. Для прототипа устройства микропроцессора можно использовать устройство, например Raspberry Pi. Raspberry Pi позволяет подключать много датчиков разных типов. Для создания прототипа устройства микроконтроллера используйте такие устройства, как ESPRESSIF ESP32 или Учебник: используйте Eclipse ThreadX для подключения комплекта обнаружения STMicrometernics B-L475E-IOT01A для Центр Интернета вещей. Обычно эти доски имеют встроенные датчики, такие как датчики температуры и акселерометра.

Корпорация Майкрософт предоставляет пакеты SDK для устройств с открытым кодом, на основе которых можно создавать приложения для выполнения на устройствах.

Внимание

Так как IoT Central использует Центр Интернета вещей внутренне, любое устройство, которое может подключаться к приложению IoT Central, также может подключаться к Центру Интернета вещей.

Дополнительные сведения об устройствах в решении Интернета вещей см. в статье "Разработка устройств Интернета вещей".

Подключение

Как правило, устройства Интернета вещей отправляют данные телеметрии от подключенных датчиков к облачным службам в решении. Однако другие типы обмена данными могут быть такими, как облачная служба, отправляя команды на устройства. Ниже приведены примеры обмена данными между устройствами и облаком:

  • Мобильная холодильная установка каждые пять минут отправляет в центр Интернета вещей данные о температуре.

  • Облачная служба отправляет на устройство команду, чтобы изменить частоту отправки данных телеметрии для диагностики проблемы.

  • Устройство мониторинга пакетного реактора в химическом заводе отправляет оповещение, когда температура превышает определенное значение.

  • Термостат сообщает, что с момента последней перезагрузки устройство достигло максимальной температуры.

  • Облачная служба задает целевую температуру для устройства термостата.

Пакеты SDK для устройств Интернета вещей и Центр Интернета вещей поддерживают общие протоколы связи, такие как HTTP, MQTT и AMQP для обмена данными между устройствами и облаком. В некоторых сценариях может потребоваться шлюз для подключения устройств Интернета вещей к облачным службам.

Характеристики устройств Интернета вещей отличаются от характеристик других клиентов, таких как браузеры и мобильные приложения. В частности, устройства Интернета вещей:

  • часто представляют собой встраиваемые системы, у которых отсутствует оператор;
  • могут развертываться в удаленных расположениях, где физический доступ дорогой;
  • могут быть доступны только через серверную часть решения;
  • могут иметь ограниченную мощность и (или) объем ресурсов для обработки;
  • могут иметь временное, медленное или дорогостоящее подключение к сети;
  • могут требовать использования защищаемых законодательством об интеллектуальной собственности, пользовательских или отраслевых прикладных протоколов.

Пакеты SDK для устройств помогают решить проблемы безопасного и надежного подключения устройств к облачным службам.

Дополнительные сведения о подключении устройств и шлюзах см. в статье "Инфраструктура устройств" и "Подключение".

Облачные службы

В решении Интернета вещей облачные службы обычно:

  • Получите данные телеметрии в масштабе от устройств и определите способ обработки и хранения данных.
  • Анализ телеметрии для предоставления аналитических сведений в режиме реального времени или после факта.
  • Отправка команд из облака на определенные устройства.
  • Подготовка устройств и управление устройствами, которые могут подключаться к инфраструктуре.
  • контроль состояния устройств и мониторинг их действий.
  • Управление встроенного ПО, установленного на устройствах.

Например, в решении удаленного мониторинга для насосной станции службы используют телеметрию от насосов для выявления аномального поведения. Когда облачная служба идентифицирует аномалию, она может автоматически отправлять команду на устройство, чтобы выполнить исправление. Этот процесс реализует цикл автоматической обратной связи между устройством и облаком, что значительно повышает эффективность решения.

Некоторые облачные службы, такие как Центр Интернета вещей и служба подготовки устройств, относятся к IoT. Другие облачные службы, такие как хранилище и визуализация, предоставляют универсальные службы для решения.

Дополнительные сведения см. на следующих ресурсах:

Проблемы на уровне решения

Любое решение Интернета вещей должно решать следующие проблемы, связанные с решением:

  • Безопасность , включая физическую безопасность, проверку подлинности, авторизацию и шифрование.
  • Управление решениями , включая развертывание и мониторинг.
  • Высокий уровень доступности и аварийное восстановление для всех компонентов в решении.
  • Масштабируемость для всех служб в решении.

Операции Интернета вещей

Предварительная версия операций Интернета вещей Azure, включенная Azure Arc , — это единая плоскость данных для пограничных вычислений. Операции Интернета вещей Azure — это набор модульных, масштабируемых и высокодоступных служб данных, работающих в пограничных кластерах Kubernetes с поддержкой Azure Arc. Он обеспечивает сбор данных из различных систем и интегрируется с приложениями моделирования данных, такими как Microsoft Fabric, чтобы помочь организациям развертывать промышленные метавселенной. Дополнительные сведения см. в статье "Что такое операции Интернета вещей Azure?".

Следующие шаги

Ниже приведены следующие шаги для дальнейшего изучения Интернета вещей Azure:

Дополнительные сведения об архитектуре Интернета вещей Azure см. в следующих статье: