Düzenle

IoT kullanarak gerçek zamanlı araç verilerini işleme

Azure Cosmos DB
Azure IoT Edge
Azure Sphere
Azure Stream Analytics
Azure SQL Database

Çözüm fikirleri

Bu makale bir çözüm fikridir. İçeriği olası kullanım örnekleri, alternatif hizmetler, uygulama konuları veya fiyatlandırma yönergeleri gibi daha fazla bilgiyle genişletmemizi isterseniz GitHub geri bildirimi sağlayarak bize bildirin.

Bu çözüm, IoT cihazlarından gelen iletileri Azure'daki büyük bir veri analizi platformuna almak ve işlemek için gerçek zamanlı bir veri alımı/işleme işlem hattı oluşturur. Mimaride telematik iletileri yönetmek için Azure Sphere ve Azure IoT Hub kullanılır ve Azure Stream Analytics iletileri işler.

Mimari

Araç verilerinin alımını, işlenmesini ve görselleştirmesini gösteren diyagram.

Bu mimarinin bir Visio dosyasını indirin.

Veri akışı

Veriler çözümde aşağıdaki gibi akar:

  1. Telematik iletileri (hız, konum vb.) Azure Sphere hücresel özellikli bir cihaz tarafından Azure IoT Hub'a gönderilir. Bir yeşil alan senaryosunda, araç üreticisi üretim sırasında her araca bir Sphere modülü içerebilir. Bir brownfield senaryosunda, araç bir pazar sonrası telematik çözümü ile güçlendirilmiştir.

  2. Azure Stream Analytics, iletiyi Azure IoT Hub'dan gerçek zamanlı olarak alır, iletiyi iş mantığına göre işler ve verileri depolama için sunum katmanına gönderir.

  3. Verilere bağlı olarak farklı veritabanları kullanılır. Azure Cosmos DB iletileri depolarken, Azure SQL DB ilişkisel ve işlemsel verileri depolar ve sunu ve eylem katmanı için bir veri kaynağı görevi görür. Azure Synapse, toplanan veriler içerir ve İş Zekası (BI) araçları için veri kaynağı görevi görür.

  4. Web, mobil, BI ve karma gerçeklik uygulamaları sunum katmanı üzerinde oluşturulabilir. Örneğin, üçüncü taraf kullanımları (örneğin, sigorta şirketleri, tedarikçiler vb.) için API'leri kullanarak hizmet katmanı verilerini kullanıma sağlayabilirsiniz.

  5. Bir aracın bir satıcı servis merkezinde servise ihtiyacı olduğunda, bir Azure Sphere cihazı bir servis teknisyeni tarafından aracın OBD-II bağlantı noktasına bağlanır.

  6. Azure Sphere uygulaması aracın OBD-II bağlantı noktasına bağlanır ve OBD-II verilerini MQTT üzerinden Azure IoT Edge'e aktarır. Azure Sphere cihazı, Wi-Fi üzerinden hizmet merkezinde yüklü olan Azure IoT Edge cihazına bağlanır. OBD-II verileri Azure IoT Edge'den Azure IoT Hub'a akışla gönderilir ve aynı ileti işleme işlem hattında işlenir.

    • En son 20.10 işletim sistemi sürümüyle Azure Sphere artık kendi cihaz sertifikalarını kullanarak Azure IoT Edge'e güvenli bir şekilde bağlanabilir. Azure Sphere cihaz sertifikası her cihaza özeldir ve cihaz uzak kanıtlama ve kimlik doğrulama işlemini geçtikten sonra Her 24 saatte bir Azure Sphere Güvenlik Hizmeti tarafından otomatik olarak yenilenir.

    • Azure Sphere, Azure IoT Edge üzerinden değil Azure Sphere Güvenlik Hizmeti ile doğrudan iletişim kurar. Azure Sphere Güvenlik Hizmeti, Microsoft'un bakım, güncelleştirme ve denetimi etkinleştirmek için Azure Sphere yongalarıyla iletişim kuran bulut tabanlı hizmetidir. Bazen AS3 olarak kısaltılır.

  7. Genel amaçlı MQTT aracılığı artık Azure IoT Edge'de kullanılabilir. Azure Sphere cihazı, IoT Hub yerleşik MQTT konusuna (devices/{sphere_deviceid}/messages/events/ ) ileti yayımlar.

    • Azure IoT Edge modülleri, IoT Edge tarafından yönetilen kapsayıcılı uygulamalardır ve Azure hizmetlerini (Azure Stream Analytics gibi), özel ML modellerini veya kendi çözüme özgü kodunuzu çalıştırabilir.

  8. HoloLens takan bir servis teknisyeni, MQTT konusuna (devices/{sphere_deviceid}/messages/events/) abone olabilir ve MQTT istemcisi içeren bir HoloLens uygulaması kullanarak OBD-II verilerini güvenli bir şekilde görüntüleyebilir. HoloLens MQTT istemcisinin konuya bağlanma ve konuya abone olma yetkisine sahip olması gerekir. Servis teknisyeni HoloLens'i doğrudan IoT Edge ağ geçidine bağlayarak aracın verilerini neredeyse gerçek zamanlı olarak görüntüleyebilir ve verileri buluta ve geriye gönderme gecikmesini önleyebilir. Servis teknisyeni, servis merkezinin bulutla bağlantısı kesildiğinde bile aracın OBD-II bağlantı noktasıyla (örneğin, "motoru kontrol et" ışığını temizle) etkileşimde bulunabilir.

Bileşenler

  • Azure Sphere , internete bağlı cihazlar için yerleşik iletişim ve güvenlik özelliklerine sahip güvenli, üst düzey bir uygulama platformudur. Güvenli, bağlı, çapraz mikrodenetleyici birimi (MCU), linux tabanlı özel bir işletim sistemi (OS) ve sürekli, yenilenebilir güvenlik sağlayan bulut tabanlı bir güvenlik hizmetinden oluşur.

  • Azure IoT Edge , MQTT aracılığı sağlar ve düşük gecikme süresi ve daha düşük bant genişliği kullanımı sağlamak için akıllı uç uygulamalarını şirket içinde çalıştırır.

  • Azure IoT Hub alım katmanındadır ve cihazlara çift yönlü iletişimi destekleyerek Eylemlerin buluttan veya Azure IoT Edge'den cihaza gönderilmesini sağlar.

  • Azure Stream Analytics (ASA), bulutta ve uçta aynı sorguları çalıştırabilen gerçek zamanlı, sunucusuz akış işleme sağlar. Azure IoT Edge'de ASA, verileri yerel olarak filtreleyebilir veya toplayarak daha fazla işleme veya depolama için buluta hangi verilerin gönderilmesi gerektiği konusunda akıllı kararlar alabilir.

  • Azure Cosmos DB, Azure SQL Veritabanı ve Azure Synapse Analytics, Sunum depolama katmanında yer alır. Azure Stream Analytics, çıkış kullanarak iletileri doğrudan Azure Cosmos DB'ye yazabilir. Azure Data Factory kullanılarak veriler toplanabilir ve Azure Cosmos DB ve Azure SQL'den Azure Synapse'e taşınabilir.

  • Azure Synapse Analytics , büyük veri kümelerini depolamak ve analiz etmek için kullanılan dağıtılmış bir sistemdir. Yüksek performanslı paralel işleme (MPP) kullanımı, yüksek performanslı analiz çalıştırmaya uygun hale getirir.

  • Azure Cosmos DB için Azure Synapse Link, Azure Synapse çalışma alanınızda bulunan iki analiz altyapısını kullanarak işlem iş yükünüz üzerinde herhangi bir performans veya maliyet etkisi olmadan Azure Cosmos DB'deki operasyonel veriler üzerinde neredeyse gerçek zamanlı analiz çalıştırmanıza olanak tanır: SQL Sunucusuz ve Spark Havuzları.

  • Microsoft Power BI , verileri analiz etmeye ve içgörüleri paylaşmaya yönelik bir iş analizi araçları paketidir. Power BI, Analysis Services'te depolanan bir anlam modelini sorgulayabilir veya Azure Synapse'i doğrudan sorgulayabilir.

  • Azure Uygulaması Hizmetleri web ve mobil uygulamalar oluşturmak için kullanılabilir. Azure API Management , Sunum Katmanında depolanan verilere göre verileri üçüncü taraflara göstermek için kullanılabilir.

  • Microsoft HoloLens, servis teknisyenleri tarafından sorun giderme ve onarıma yardımcı olmak üzere araç verilerini (örneğin, servis geçmişi, OBD-II verileri, parça diyagramları vb.) holografik olarak görüntülemek için kullanılabilir.

Alternatifler

  • Synapse Link , Azure Cosmos DB verilerinin üzerinde analiz için Microsoft tarafından tercih edilen çözümdür.

Senaryo ayrıntıları

Araç verilerinin alımı, işlenmesi ve görselleştirmesi, bağlı araba çözümleri oluşturmak için gereken önemli özelliklerdir. Bu verileri yakalayıp analiz ederek değerli içgörüleri deşifre edebilir ve yeni çözümler oluşturabiliriz.

Örneğin, telematik cihazlarla donatılmış araçlarla araçların canlı konumunu izleyebilir, iyileştirilmiş rotalar planlayabilir, sürücülere yardım sağlayabilir ve sigortacılar gibi telematik verilerini kullanan veya bu verilerden yararlanan endüstrileri destekleyebiliriz. Araç üreticileri için, tanılama bilgileri araç hizmetleri ve garantileri için önemli bilgiler sağlayabilir.

Olası kullanım örnekleri

Aşağıdakilere çözüm oluşturmak isteyen bir araba üretim şirketi düşünün:

  • Araçlarına yüklenen algılayıcılardan ve yerleşik bilgisayarlardan buluta gerçek zamanlı verileri güvenli bir şekilde gönderin.

  • Araç konumunu ve diğer sensör verilerini (motorla ilgili algılayıcılar ve ortamla ilgili algılayıcılar gibi) analiz ederek müşterileri ve bayileri için katma değerli hizmetler oluşturun.

  • Eyleme dönüştürülebilir içgörüler (örneğin, araç sahipleri için bakım uyarıları, sigorta kuruluşları için kaza bilgileri vb.) sağlamak üzere ek aşağı akış işleme için verileri depolayın.

  • Satıcı servis teknisyenlerinin sorun giderme ve onarıma yardımcı olmak için karma gerçeklik uygulaması kullanarak araçlarla etkileşim kurmasına izin verin (Örneğin, gerçek zamanlı verileri görüntülemek ve bir aracın OBD-II bağlantı noktası üzerinden sağlanan tanılama kodlarını görüntülemek/temizlemek, onarım prosedürlerini görüntülemek veya patlayan bir 3B parça diyagramını görüntülemek için HoloLens uygulaması kullanmak).

Katkıda Bulunanlar

Bu makale Microsoft tarafından güncelleştiriliyor ve korunüyor. Başlangıçta aşağıdaki katkıda bulunanlar tarafından yazılmıştır.

Asıl yazar:

Sonraki adımlar