Co je Internet věcí Azure (IoT)?

  • Článek

Internet věcí Azure (IoT) je kolekce cloudových služeb spravovaných Microsoftem, hraničních komponent a sad SDK, které umožňují připojení, monitorování a řízení prostředků IoT ve velkém měřítku. Jednodušším způsobem se řešení IoT skládá ze zařízení IoT, která komunikují s cloudovými službami.

Následující diagram znázorňuje základní zobrazení komponent v typickém řešení IoT. Tento článek se zaměřuje na klíčové skupiny komponent: zařízení, cloudové služby IoT, další cloudové služby a řešení. Další články v této části obsahují podrobnější informace o každé z těchto součástí.

Diagram znázorňující architekturu řešení IoT vysoké úrovně

Možnosti řešení

Pokud chcete vytvořit řešení IoT pro vaši firmu, obvykle vyhodnocujete své řešení pomocí přístupu spravované platformy aplikací. Podnikové řešení můžete sestavit pomocí služeb platformy nebo přístupu spravované platformy aplikací.

Platforma spravovaných aplikací umožňuje rychle vyhodnotit řešení IoT snížením počtu rozhodnutí potřebných k dosažení výsledků. Platforma spravovaných aplikací se stará o většinu prvků infrastruktury ve vašem řešení, takže se můžete soustředit na přidání znalostí v oboru a vyhodnocení řešení. Azure IoT Central je platforma spravovaných aplikací.

Služby platformy poskytují všechny stavební bloky pro přizpůsobené a flexibilní aplikace IoT. Při připojování zařízení a ingestování, ukládání a analýze dat máte více možností, jak zvolit a kódovat. Mezi služby platformy Azure IoT patří Azure IoT Hub, Služba Device Provisioning a Azure Digital Twins. Mezi další služby platformy, které můžou být součástí vašeho řešení IoT, patří Azure Data Explorer, platforma Azure Storage a Azure Functions.

Spravovaná aplikační platforma Služby platformy
Využijte výhod platformy, která zpracovává zabezpečení a správu aplikací a zařízení IoT. Máte plnou kontrolu nad základními službami ve vašem řešení. Příklad:
Škálování a zabezpečení služeb tak, aby vyhovovaly vašim potřebám.
Používání interních nebo partnerských odborných znalostí k onboardingu zařízení a zřizování služeb
Přizpůsobte branding, řídicí panely, role uživatelů, zařízení a telemetrii. Nemůžete ale přizpůsobit základní služby IoT. Plně přizpůsobte a ovládněte své řešení IoT.
Má jednoduchou předvídatelnou cenovou strukturu. Umožňuje vyladit služby, abyste mohli řídit celkové náklady.
Řešením může být jedna služba Azure. Řešení je kolekce služeb Azure, jako je Azure IoT Hub, Služba Device Provisioning, Azure Digital Twins, Azure Data Explorer, platforma Azure Storage a Azure Functions.

Další informace najdete v tématu Jaké technologie a služby Azure můžete použít k vytváření řešení IoT?

Zařízení IoT

Zařízení IoT se obvykle skládá z desky obvodů s připojenými senzory, které k připojení k internetu používají WiFi. Příklad:

  • Snímač tlaku na vzdáleném olejovém pumpě.
  • Senzory teploty a vlhkosti v klimatizační jednotce.
  • Akcelerometr ve výtahu.
  • Senzory přítomnosti v místnosti.

Pro sestavení vašeho řešení je k dispozici široká škála zařízení od různých výrobců. K vytváření prototypů mikroprocesorového zařízení můžete použít zařízení, jako je Raspberry Pi. Raspberry Pi umožňuje připojit mnoho různých typů snímačů. K vytváření prototypů zařízení mikrořadiče použijte zařízení, jako je ESPRESSIF ESP32 nebo Kurz: Připojení sady STMicroelectronics B-L475E-IOT01A Discovery kit ke službě IoT Hub pomocí Eclipse ThreadX. Tyto desky obvykle obsahují integrované senzory, jako jsou senzory teploty a akcelerometru.

Microsoft poskytuje opensourcové sady SDK pro zařízení, které můžete použít k vytváření aplikací, které běží na vašich zařízeních.

Důležité

Vzhledem k tomu, že IoT Central interně používá IoT Hub, může se jakékoli zařízení, které se může připojit k aplikaci IoT Central, také připojit k ioT Hubu.

Další informace o zařízeních ve vašem řešení IoT najdete v tématu Vývoj zařízení IoT.

Připojení

Zařízení IoT obvykle odesílají telemetrii ze svých připojených senzorů do cloudových služeb ve vašem řešení. Jiné typy komunikace jsou ale možné, například cloudová služba odesílající příkazy do zařízení. Tady jsou příklady komunikace typu zařízení-cloud a cloud-zařízení:

  • Mobilní chladicí nákladní vůz odesílá teplotu každých 5 minut do IoT Hubu.

  • Cloudová služba odešle do zařízení příkaz ke změně frekvence odesílání telemetrie, která pomáhá diagnostikovat problém.

  • Zařízení, které monitoruje dávkový reaktor v chemickém zařízení, pošle upozornění, když teplota překročí určitou hodnotu.

  • Termostat hlásí maximální teplotu zařízení od posledního restartování.

  • Cloudová služba nastaví cílovou teplotu pro termostatické zařízení.

Sady SDK pro zařízení IoT a IoT Hub podporují běžné komunikační protokoly , jako jsou HTTP, MQTT a AMQP pro komunikaci typu zařízení-cloud a cloud-zařízení. V některých scénářích možná budete potřebovat bránu pro připojení zařízení IoT ke cloudovým službám.

Zařízení IoT mají v porovnání s jinými klienty, jako jsou prohlížeče a mobilní aplikace, různé charakteristiky. Konkrétně zařízení IoT:

  • Jsou často vestavěnými systémy bez lidské obsluhy.
  • Mohou být nasazená ve vzdálených umístěních, kam je fyzický přístup nákladný.
  • Možná bude dostupný jenom prostřednictvím back-endu řešení.
  • Může mít omezené zdroje výkonu a zpracování.
  • Může docházet k přerušovanému, pomalému nebo nákladnému síťovému připojení.
  • Možná bude potřeba používat vlastní, vlastní nebo oborové aplikační protokoly.

Sady SDK pro zařízení pomáhají řešit problémy s bezpečným a spolehlivým připojením zařízení ke cloudovým službám.

Další informace o připojení zařízení a branách najdete v tématu Infrastruktura zařízení a možnosti připojení.

Cloudové služby

V řešení IoT obvykle cloudové služby:

  • Z vašich zařízení můžete přijímat telemetrická data ve velkém měřítku a určovat, jak tato data zpracovat a uložit.
  • Analyzujte telemetrii, abyste mohli poskytovat přehledy, a to buď v reálném čase, nebo po faktu.
  • Odesílání příkazů z cloudu do konkrétních zařízení
  • Zřiďte zařízení a určete, která zařízení se můžou připojit k vaší infrastruktuře.
  • Můžete řídit stav zařízení a monitorovat jejich aktivity.
  • Správa firmwaru nainstalovaného na vašich zařízeních

Například v řešení pro vzdálené monitorování čerpací stanice ropy používají služby telemetrii z čerpadel k identifikaci neobvyklého chování. Když cloudová služba identifikuje anomálii, může automaticky odeslat do zařízení příkaz, který provede nápravnou akci. Tento proces implementuje automatizovanou smyčku zpětné vazby mezi zařízením a cloudem, která výrazně zvyšuje efektivitu řešení.

Některé cloudové služby, jako je IoT Hub a služba Device Provisioning, jsou specifické pro IoT. Další cloudové služby, jako je úložiště a vizualizace, poskytují vašemu řešení obecné služby.

Další informace najdete v následujících tématech:

Otázky týkající se celého řešení

Jakékoli řešení IoT musí řešit následující otázky týkající se řešení:

  • Zabezpečení včetně fyzického zabezpečení, ověřování, autorizace a šifrování
  • Správa řešení, včetně nasazení a monitorování
  • Vysoká dostupnost a zotavení po havárii pro všechny komponenty ve vašem řešení.
  • Škálovatelnost všech služeb ve vašem řešení

Operace IoT

Azure IoT Operations Preview – povolenou službou Azure Arc je jednotná rovina dat pro hraniční zařízení. Operace Azure IoT je sada modulárních, škálovatelných a vysoce dostupných datových služeb, které běží na clusterech Kubernetes s podporou Azure Arc. Umožňuje zachytávání dat z různých systémů a integruje se s aplikacemi pro modelování dat, jako je Microsoft Fabric, a pomáhá organizacím nasadit průmyslovou metaverse. Další informace najdete v tématu Co je operace Azure IoT?

Další kroky

Mezi navrhované další kroky pro prozkoumání Azure IoT patří:

Další informace o architektuře Azure IoT najdete tady: