Ресурсы Интернета вещей и подключение устройств и инфраструктура

В этом обзоре представлены основные понятия о том, как физические ресурсы и устройства подключаются к типичному решению Интернета вещей Azure. В статье также представлены такие элементы инфраструктуры, как шлюзы и мосты. Каждый раздел включает ссылки на материалы, которые предоставляют более подробную информацию и рекомендации.

На следующей схеме показано высокоуровневое представление компонентов в типичном пограничном решении Интернета вещей. В этой статье основное внимание уделяется подключению между физическими ресурсами и средой выполнения edge, показанной на схеме:

Схема, на котором показана высокоуровневая архитектура решения на основе IoT edge, в которых выделены области подключения устройств.

Методы связи

На следующей схеме суммируются варианты подключения устройства для IoT-решения на основе периферийных устройств. На схеме показано, как устройства категории 2 и 3 подключаются к среде выполнения Azure IoT Operations Edge. Кластер Kubernetes с поддержкой Azure Arc размещает среду выполнения.

Схема, на которой показаны устройства в решении на базе периферийных устройств.

Для обмена данными с сервисами на базе периферийных вычислений, ресурсы используют отраслевые стандарты, такие как:

  • Точки данных и события OPC UA. Точки данных OPC UA — это значения, поступающие с сервера OPC UA, например температуры. События OPC UA представляют изменения состояния. Соединитель для OPC UA — это сервис Azure IoT Operations, который подключается к серверам OPC UA для получения их данных и публикует их в темах брокера MQTT. OPC Foundation

  • Обмен сообщениями MQTT. MQTT позволяет одному брокеру одновременно обслуживать десятки тысяч клиентов с легковесной системой обмена сообщениями в модели публикация-подписка, создании тем, и управлении. Многие устройства Интернета вещей поддерживают MQTT по умолчанию. Брокер MQTT поддерживает уровень обмена сообщениями в Операциях Интернета вещей Azure и поддерживает MQTT версии 3.1.1 и MQTT версии 5. MQTT.

  • Спецификации носителей ONVIF (предварительная версия). Соединитель для ONVIF в Azure IoT Operations обнаруживает камеры, соответствующие стандарту ONVIF, и регистрирует их в каталоге устройств Azure. Соединитель позволяет использовать такие возможности, как извлечение и обновление конфигурации камеры для настройки конфигурации выходного изображения или управления сдвига камеры, наклона и масштабирования. ONVIF

  • Протоколы потоковой передачи мультимедиа, такие как RTSP, RTCP, SRT, HLS и JPEG по протоколу HTTP (предварительная версия). Соединитель мультимедиа делает изображения и видео из источников мультимедиа, таких как IP-камеры, доступными для других компонентов Операций Интернета вещей Azure. Он также может записывать моментальные снимки из видеопотока или из URL-адреса изображения и публиковать их в тему MQTT, либо проксировать поток живого видео с камеры до конечной точки, к которой может получить доступ оператор.

После получения данных ресурса системы Azure IoT используют потоки данных для обработки и маршрутизации данных в облачные конечные точки или другие периферийные компоненты.

Конечные точки устройства

Операции Интернета вещей Azure используют соединители для обнаружения, управления и поглощения данных из физических ресурсов в решении на основе Edge.

  • Соединитель для OPC UA — это служба ввода данных и преобразования протоколов, которая позволяет операциям Azure IoT получать данные с ваших активов. Брокер получает данные датчиков и события от ваших активов и публикует данные в топиках брокера MQTT. Брокер основан на широко используемом стандарте OPC UA.
  • Соединитель медиаданных (предварительная версия) — это служба, которая делает медиаданные из источников, таких как периферийно подключенные камеры, доступными для других компонентов операций Azure IoT.
  • Соединитель для ONVIF (предварительная версия) — это служба, которая обнаруживает и регистрирует ресурсы ONVIF, такие как камеры. Коннектор позволяет вам управлять ресурсами ONVIF, такими как камеры, подключенные к вашему кластеру.
  • Соединитель SQL (предварительная версия) — это служба, которая подключается к базам данных SQL и загружает данные из них.
  • Соединитель REST (предварительная версия) — это служба, которая подключается к REST API и загружает данные из них.

Дополнительные сведения см. в статье "Что такое управление ресурсами в Операциях Интернета вещей Azure".

Аутентификация

Коннекторы в операциях Интернета вещей Azure управляют аутентификацией физических устройств и ресурсов. Эта проверка подлинности может быть анонимной или использовать пароли пользователей, в которых значения хранятся в виде секретов Azure Key Vault. Доступ к Azure Key Vault настроен с помощью управляемого удостоверения, назначаемого пользователем.

Некоторые соединители, такие как соединитель для OPC UA, устанавливают отношения доверия на основе сертификатов с физическим ресурсом. Например, соединитель для OPC UA — это клиентское приложение OPC UA, использующее один сертификат экземпляра приложения OPC UA для всех сеансов, которые он устанавливает для сбора данных с серверов OPC UA. По умолчанию соединитель использует диспетчер сертификатов для управления сертификатом экземпляра приложения.

Дополнительные сведения о безопасности в решении Интернета вещей на основе пограничных вычислений см. в рекомендациях по обеспечению безопасности для решений Интернета вещей на основе пограничных вычислений.

Протоколы

Для обмена данными с конечными точками сервисов в периферийной среде выполнения, ресурсы используют отраслевые стандарты, такие как:

  • MQTT версии 3.1.1 и MQTT v5.0
  • OPC UA
  • ONVIF (предварительная версия)
  • SQL (предварительная версия)
  • REST (предварительная версия)
  • Протоколы потоковой передачи мультимедиа, такие как RTSP, RTCP, SRT, HLS и JPEG по протоколу HTTP (предварительная версия).

Шаблоны подключения

Подключение через периферийные серверы

Операции Azure IoT позволяют использовать шаблон подключения "один ко многим" на периферии. Одно развертывание может получать данные из нескольких физических ресурсов на границе, а затем обрабатывать обмен данными с облаком.

Стандарт OPC UA основан на клиентских приложениях, подключающихся к серверам. Коннектор для OPC UA — это клиентское приложение, которое выполняется в качестве службы в среде выполнения Azure IoT Operations Edge. Соединитель для OPC UA подключается к серверам OPC UA, позволяет просматривать адресное пространство сервера и отслеживать изменения данных и события в подключенных физических ресурсах. Операционные команды и разработчики используют соединитель для OPC UA, чтобы упростить задачу подключения серверов OPC UA к промышленному решению на границе.

Соединитель мультимедиа может обрабатывать видеопотоки (RTSP) непосредственно с камер. Он также может получить доступ к серверам мультимедиа, где несколько камер хранят свои видео или изображения. Когда соединитель мультимедиа подключается к одному внешнему серверу мультимедиа, он может сохранять, обрабатывать или направлять моментальные снимки или видеопотоки в граничную или облачную конечную точку.

Периферийные шлюзы

Пограничные шлюзы (иногда называемые шлюзами полей) обычно развертываются локально и близко к ресурсам и устройствам Интернета вещей. Пограничные шлюзы запускаются в среде выполнения Edge и управляют обменом данными с облаком от имени ваших ресурсов и устройств Интернета вещей. Пограничные шлюзы могут:

  • Выполните перевод протокола. Например, включение устройств с поддержкой Bluetooth для подключения к облаку.
  • Управление автономными и отключенными сценариями. Например, буферизация данных датчика при недоступности облачной конечной точки.
  • Перед отправкой в облако фильтруйте, сжимайте или агрегируете данные ресурсов и устройств.
  • Запустите ИИ на периферии, чтобы устранить задержку, связанную с выполнением моделей ИИ для ресурсов и устройств в облаке. Например, использование ИИ компьютерного зрения для обнаружения аномалий в производственной линии и автоматической остановки линии для предотвращения дефектов.

Azure IoT Operations — это среда выполнения на граничном устройстве, которая может действовать в качестве шлюза с использованием брокера MQTT. Физическое устройство может подключаться непосредственно к брокеру MQTT в среде выполнения edge. Затем брокер MQTT может использовать поток данных для пересылки данных в облачную службу.

Потоки данных предоставляют возможности преобразования данных и контекстуализации данных перед маршрутизацией сообщений в различные расположения, включая облачные конечные точки.

Операции Интернета вещей Azure выполняются в кластерах Kubernetes с поддержкой Azure Arc. Эта среда поддерживает полностью автоматизированные операции машинного обучения в гибридном режиме, включая этапы обучения и развертывания моделей искусственного интеллекта, которые бесшовно переходят между облаком и периферией. Дополнительные сведения см. в статье "Общие сведения о целевом объекте вычислений Kubernetes" в Машинном обучении Azure.

Мосты

Мост устройств позволяет устройствам, подключенным к облаку, не являющемуся облаком Microsoft, подключаться к вашему решению Интернет вещей. Примеры облаков, отличных от Майкрософт, включают Sigfox, облако устройства частиц и сеть вещей.

Мост устройств IoT Central с открытым исходным кодом выступает в качестве переводчика, который перенаправит данные устройства в приложение IoT Central. Дополнительные сведения см. в разделе "Мост устройств Azure IoT Central". Существуют решения, отличные от Майкрософт, такие как Tartabit IoT Bridge, для подключения устройств к Центру Интернета вещей.

Связанный контент

  • Last updated on