Správa a řízení zařízení

  • Článek

Tento přehled představuje klíčové koncepty týkající se správy a řízení zařízení v typickém řešení Azure IoT. Každá část obsahuje odkazy na obsah, který poskytuje další podrobnosti a pokyny.

Aplikace IoT Central interně používají službu IoT Hub a službu Device Provisioning Service (DPS). Koncepty v tomto článku se proto vztahují na to, jestli používáte IoT Central k prozkoumání scénáře IoT nebo sestavování řešení pomocí IoT Hubu a DPS.

Následující diagram znázorňuje základní zobrazení komponent v typickém řešení IoT. Tento článek se zaměřuje na komponenty správy a řízení zařízení řešení IoT.

Diagram that shows the high-level IoT solution architecture highlighting device connectivity areas.

V Azure IoT se správa zařízení týká procesů, jako je zřizování a aktualizace zařízení. Správa zařízení zahrnuje následující úlohy:

  • Registrace zařízení
  • Zřizování zařízení
  • Nasazení zařízení
  • Aktualizace zařízení
  • Správa a obměně klíčů zařízení
  • Monitorování zařízení
  • Povolení a zakázání zařízení

Příkazy a řízení v Azure IoT odkazují na procesy, které umožňují odesílat příkazy do zařízení a přijímat od nich odpovědi. Můžete například odeslat příkaz do zařízení na:

  • Nastavte cílovou teplotu.
  • Za poslední dvě hodiny si vyžádáte maximální a minimální hodnoty teploty.
  • Nastavte interval telemetrie na 10 sekund.

Primitiva

Řešení Azure IoT můžou pro správu zařízení i řízení používat následující primitiva:

  • Dvojčata zařízení ke sdílení a synchronizaci stavových dat s cloudem Zařízení může například pomocí dvojčete zařízení hlásit aktuální stav ventilu, který řídí do cloudu a přijímat požadovanou cílovou teplotu z cloudu.
  • Digitální dvojčata , která představují zařízení v digitálním světě. Digitální dvojče může například představovat fyzické umístění zařízení, jeho schopnosti a vztahy s jinými zařízeními. Další informace o rozdílech mezi dvojčaty zařízení a digitálními dvojčaty najdete v tématu Vysvětlení technologie Plug and Play digitálních dvojčat IoT.
  • Přímé metody pro příjem příkazů z cloudu Přímá metoda může mít parametry a vrátit odpověď. Cloud může například za 30 sekund volat přímou metodu, která požádá zařízení o restartování.
  • Zprávy typu cloud-zařízení pro příjem jednosměrných oznámení z cloudu Například oznámení, že aktualizace je připravená ke stažení.

Další informace najdete v doprovodných materiálech ke komunikaci typu Cloud-zařízení.

Registrace zařízení

Aby se zařízení mohlo připojit k centru IoT, musí být zaregistrované. Registrace zařízení je proces vytvoření identity zařízení v cloudu. Každé centrum IoT má vlastní interní registr zařízení. Identita zařízení se používá k ověření zařízení při připojení k Azure IoT. Položka registrace zařízení zahrnuje následující vlastnosti:

  • Jedinečné ID zařízení.
  • Ověřovací informace, jako jsou symetrické klíče nebo certifikáty X.509.
  • Typ zařízení. Jedná se o zařízení IoT Edge, nebo ne?

Pokud se domníváte, že je zařízení ohrožené nebo nefunguje správně, můžete ho zakázat v registru zařízení, abyste zabránili jeho připojení ke cloudu. Pokud chcete, aby se zařízení po vyřešení problému mohlo znovu připojit ke cloudu, můžete ho znovu povolit v registru zařízení. Zařízení můžete také trvale odebrat z registru zařízení, aby se úplně zabránilo jeho připojení ke cloudu.

Další informace najdete v tématu Vysvětlení registru identit ve službě IoT Hub.

IoT Central poskytuje uživatelské rozhraní pro správu registru zařízení v podkladovém centru IoT. Další informace najdete v tématu Přidání zařízení (IoT Central).

Zřizování zařízení

Každé zařízení ve vašem řešení musíte nakonfigurovat s podrobnostmi o centru IoT, ke kterému se má připojit. Každé zařízení v řešení můžete nakonfigurovat ručně, ale tento přístup nemusí být praktický pro velký počet zařízení. Tento problém můžete obejít tak, že pomocí služby Device Provisioning (DPS) automaticky zaregistrujete každé zařízení v centru IoT a pak zřídíte každé zařízení s požadovanými informacemi o připojení. Pokud vaše řešení IoT používá více center IoT, můžete pomocí DPS zřídit zařízení do centra na základě kritérií, jako je například nejbližší centrum zařízení k zařízení. Službu DPS můžete nakonfigurovat pomocí pravidel pro registraci a zřizování zařízení předem při fyzickém nasazení zařízení v terénu.

Pokud vaše řešení IoT používá IoT Hub, je použití DPS volitelné. Pokud používáte IoT Central, vaše řešení automaticky používá instanci DPS, kterou IoT Central spravuje.

Další informace najdete v tématu Přehled služby Device Provisioning.

Nasazení zařízení

V Azure IoT se nasazení zařízení obvykle týká procesu instalace softwaru na zařízení IoT Edge. Když se zařízení IoT Edge připojí k centru IoT, obdrží manifest nasazení, který obsahuje podrobnosti o modulech, které se mají na zařízení spouštět. Manifest nasazení obsahuje také informace o konfiguraci modulů. Pro zařízení IoT Edge je k dispozici řada standardních modulů. Můžete také vytvořit vlastní moduly.

Další informace najdete v tématu Co je Azure IoT Edge?

Pokud používáte IoT Central, můžete spravovat manifesty nasazení pomocí uživatelského rozhraní IoT Central.

Aktualizace zařízení

Řešení IoT obvykle musí obsahovat způsob aktualizace softwaru zařízení. U zařízení IoT Edge můžete aktualizovat moduly, které běží na zařízení, aktualizací manifestu nasazení.

U zařízení, které není IoT Edge, musíte mít způsob, jak aktualizovat firmware zařízení. Tento proces aktualizace může pomocí zprávy typu cloud-zařízení upozornit zařízení, že je k dispozici aktualizace firmwaru. Potom zařízení spustí vlastní kód pro stažení a instalaci aktualizace.

Služba Device Update for IoT Hub poskytuje spravované řešení pro aktualizaci zařízení. Umožňuje nahrát aktualizace firmwaru do cloudu a pak je distribuovat do zařízení. Umožňuje také monitorování procesu aktualizace a vrácení zpět na předchozí verzi, pokud se aktualizace nezdaří.

Správa a obměně klíčů zařízení

Během životního cyklu vašeho řešení IoT možná budete muset převést klíče použité k ověření zařízení. Pokud se například domníváte, že je klíč napadený, nebo pokud vyprší platnost certifikátu, budete možná muset klíče převést:

Monitorování zařízení

Jako součást celkového monitorování řešení můžete chtít monitorovat stav zařízení. Můžete například chtít monitorovat stav zařízení nebo zjistit, kdy už zařízení není připojené ke cloudu. Mezi možnosti monitorování zařízení patří:

  • Zařízení používají dvojče zařízení k hlášení aktuálního stavu do cloudu. Zařízení může například hlásit aktuální vnitřní teplotu nebo aktuální úroveň baterie.
  • Zařízení můžou vyvolat upozornění odesíláním zpráv telemetrie do cloudu.
  • IoT Hub může vyvolat události , když se zařízení připojují nebo odpojí od cloudu.
  • IoT Central může použít pravidla ke spouštění akcí při splnění zadaných kritérií.
  • Pomocí nástrojů strojového učení můžete analyzovat streamy telemetrie zařízení a identifikovat anomálie, které značí problém se zařízením.

Další informace najdete v tématu Monitorování stavu připojení zařízení (IoT Hub).

Migrace zařízení

Pokud potřebujete migrovat zařízení z IoT Central do IoT Hubu, můžete použít nástroj pro migraci zařízení. Další informace najdete v tématu Migrace zařízení z IoT Central do IoT Hubu.

Příkazy a ovládání

Pokud chcete odesílat příkazy do zařízení, abyste mohli řídit jejich chování, použijte:

  • Přímé metody komunikace, které vyžadují okamžité potvrzení výsledku. Přímé metody se často používají k interaktivnímu řízení zařízení, jako je zapnutí ventilátoru.

  • Požadované vlastnosti dvojčete zařízení pro dlouhotrvající příkazy určené k umístění zařízení do určitého požadovaného stavu. Například nastavte interval odesílání telemetrie na 30 minut.

  • Zprávy typu cloud-zařízení pro jednosměrná oznámení pro zařízení.

Další informace najdete v doprovodných materiálech ke komunikaci typu Cloud-zařízení.

V některých scénářích můžete automatizovat řízení zařízení na základě smyček zpětné vazby. Pokud je například teplota zařízení příliš vysoká, může logika spuštěná v cloudu odeslat příkaz, který zapne ventilátor. Proces cloudu pak může odeslat příkaz, který vypne ventilátor, když se teplota vrátí do normálu.

Tento druh automatizace je také možné spustit místně. Pokud například k implementaci zařízení brány používáte IoT Edge, můžete spustit logiku, která řídí zařízení v modulu IoT Edge. Spuštění tohoto typu logiky na hraničních zařízeních může snížit latenci a zajistit odolnost, pokud dojde k výpadku sítě.

Úlohy

K odesílání příkazů do jednotlivých zařízení můžete použít přímé metody, požadované vlastnosti a zprávy typu cloud-zařízení. Pokud potřebujete odesílat příkazy do více zařízení, můžete použít úlohy. Úlohy umožňují plánovat a odesílat příkazy a aktualizace požadovaných vlastností na více zařízeních najednou. Úlohy můžete použít také ke sledování průběhu příkazů a k vrácení zpět do předchozího stavu, pokud příkazy selžou.

Další informace najdete v následujících tématech:

Další kroky

Teď, když jste viděli přehled správy a řízení zařízení v řešeních Azure IoT, patří několik navrhovaných dalších kroků: