Installieren von Software und Einrichten von Ressourcen für das Tutorial

In diesem dreiteiligen Tutorial erstellen Sie ein Machine Learning-Modell zum Vorhersagen von Eisenerzverunreinigungen als Prozentsatz von Kieselsäure und zum anschließenden Bereitstellen des Modells in Azure SQL Edge. In Teil 1 installieren Sie die erforderliche Software und stellen Azure-Ressourcen bereit.

Voraussetzungen

1. Wenn Sie kein Azure-Abonnement besitzen, können Sie ein kostenloses Konto erstellen.
2. Installieren von Visual Studio 2019 mit
   • Azure IoT Edge-Tools
   • plattformübergreifender .NET Core-Entwicklung
   • Containerentwicklungstools
3. Installieren Sie Azure Data Studio.
4. Öffnen Sie Azure Data Studio, und konfigurieren Sie Python für Notebooks. Ausführliche Informationen finden Sie unter Konfigurieren von Python für Notebooks. Dieser Schritt kann einige Minuten dauern.
5. Installieren Sie die neueste Version von Azure CLI. Für die folgenden Skripts muss AZ PowerShell die neueste Version (3.5.0, Februar 2020) sein.
6. Richten Sie die Umgebung zum Debuggen, Ausführen und Testen der IoT Edge-Lösung ein, indem Sie das Entwicklertool für Azure IoT EdgeHub installieren.
7. Installieren Sie Docker.

Bereitstellen von Azure-Ressourcen mithilfe eines PowerShell-Skripts

Stellen Sie die für dieses Azure SQL Edge-Tutorial erforderlichen Azure-Ressourcen bereit. Die Ressourcen können entweder mithilfe eines PowerShell-Skripts oder über das Azure-Portal bereitgestellt werden. In diesem Tutorial wird ein PowerShell-Skript verwendet.

1. Importieren Sie die Module, die zum Ausführen des PowerShell-Skripts in diesem Tutorial erforderlich sind.

   Import-Module Az.Accounts -RequiredVersion 1.7.3
   Import-Module -Name Az -RequiredVersion 3.5.0
   Import-Module Az.IotHub -RequiredVersion 2.1.0
   Import-Module Az.Compute -RequiredVersion 3.5.0
   az extension add --name azure-iot
   az extension add --name azure-cli-ml
   

2. Deklarieren Sie die für das PowerShell-Skript erforderlichen Variablen.

   $ResourceGroup = "<name_of_the_resource_group>"
   $IoTHubName = "<name_of_the_IoT_hub>"
   $location = "<location_of_your_Azure_Subscription>"
   $SubscriptionName = "<your_azure_subscription>"
   $NetworkSecGroup = "<name_of_your_network_security_group>"
   $StorageAccountName = "<name_of_your_storage_account>"
   

3. Deklarieren Sie auch die restlichen Variablen.

   $IoTHubSkuName = "S1"
   $IoTHubUnits = 4
   $EdgeDeviceId = "IronOrePredictionDevice"
   $publicIpName = "VMPublicIP"
   $imageOffer = "iot_edge_vm_ubuntu"
   $imagePublisher = "microsoft_iot_edge"
   $imageSku = "ubuntu_1604_edgeruntimeonly"
   $AdminAcc = "iotadmin"
   $AdminPassword = ConvertTo-SecureString "IoTAdmin@1234" -AsPlainText -Force
   $VMSize = "Standard_DS3"
   $NetworkName = "MyNet"
   $NICName = "MyNIC"
   $SubnetName = "MySubnet"
   $SubnetAddressPrefix = "10.0.0.0/24"
   $VnetAddressPrefix = "10.0.0.0/16"
   $MyWorkSpace = "SQLDatabaseEdgeDemo"
   $containerRegistryName = $ResourceGroup + "ContRegistry"
   

4. Wenn Sie mit dem Erstellen von Ressourcen beginnen möchten, melden Sie sich bei Azure an.

   Login-AzAccount
   
   az login
   

5. Legen Sie die ID des Azure-Abonnements fest.

   Select-AzSubscription -Subscription $SubscriptionName
   az account set --subscription $SubscriptionName
   

6. Erstellen Sie die Ressourcengruppe, wenn sie noch nicht vorhanden ist.

   $rg = Get-AzResourceGroup -Name $ResourceGroup
   if($rg -eq $null)
   {
       Write-Output("Resource Group $ResourceGroup does not exist, creating Resource Gorup")
       New-AzResourceGroup -Name $ResourceGroup -Location $location
   }
   else
   {
       Write-Output ("Resource Group $ResourceGroup exists")
   }
   

7. Erstellen Sie das Speicherkonto und den Speicherkontocontainer in der Ressourcengruppe.

   $sa = Get-AzStorageAccount -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $StorageAccountName
   if ($sa -eq $null)
   {
       New-AzStorageAccount -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $StorageAccountName -SkuName Standard_LRS -Location $location -Kind Storage
       $sa = Get-AzStorageAccount -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $StorageAccountName
       $storageKey = Get-AzStorageAccountKey -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $StorageAccountName
       $storageContext = New-AzStorageContext -StorageAccountName $StorageAccountName -StorageAccountKey $storageKey[0].Value
       New-AzStorageContainer -Name "sqldatabasedacpac" -Context $storageContext
   }
   else
   {
      Write-Output ("Storage Account $StorageAccountName exists in Resource Group $ResourceGroup")
   }
   

8. Laden Sie die Datenbankdatei dacpac in das Speicherkonto hoch, und generieren Sie eine SAS-URL für das Blob. Notieren Sie sich die SAS-URL für das Datenbankblob dacpac.

   $file = Read-Host "Please Enter the location to the zipped Database DacPac file:"
   Set-AzStorageBlobContent -File $file -Container "sqldatabasedacpac" -Blob "SQLDatabasedacpac.zip" -Context $sa.Context
   $DacpacFileSASURL = New-AzStorageBlobSASToken -Container "sqldatabasedacpac" -Blob "SQLDatabasedacpac.zip" -Context $sa.Context -Permission r -StartTime (Get-Date).DateTime -ExpiryTime (Get-Date).AddMonths(12) -FullUri
   

9. Erstellen Sie eine Azure-Containerregistrierung innerhalb dieser Ressourcengruppe.

   $containerRegistry = Get-AzContainerRegistry -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $containerRegistryName
   if ($containerRegistry -eq $null)
   {
       New-AzContainerRegistry -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $containerRegistryName -Sku Standard -Location $location -EnableAdminUser
       $containerRegistry = Get-AzContainerRegistry -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $containerRegistryName
   }
   else
   {
       Write-Output ("Container Registry $containerRegistryName exists in Resource Group $ResourceGroup")
   }
   

10. Erstellen Sie die Netzwerksicherheitsgruppe innerhalb der Ressourcengruppe.

    $nsg = Get-AzNetworkSecurityGroup -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $NetworkSecGroup
    if($nsg -eq $null)
    {
        Write-Output("Network Security Group $NetworkSecGroup does not exist in the resource group $ResourceGroup")
    
        $rule1 = New-AzNetworkSecurityRuleConfig -Name "SSH" -Description "Allow SSH" -Access Allow -Protocol Tcp -Direction Inbound -Priority 100 -SourceAddressPrefix Internet -SourcePortRange * -DestinationAddressPrefix * -DestinationPortRange 22
        $rule2 = New-AzNetworkSecurityRuleConfig -Name "SQL" -Description "Allow SQL" -Access Allow -Protocol Tcp -Direction Inbound -Priority 101 -SourceAddressPrefix Internet -SourcePortRange * -DestinationAddressPrefix * -DestinationPortRange 1600
        New-AzNetworkSecurityGroup -Name $NetworkSecGroup -ResourceGroupName $ResourceGroup -Location $location -SecurityRules $rule1, $rule2
    
        $nsg = Get-AzNetworkSecurityGroup -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $NetworkSecGroup
    }
    else
    {
        Write-Output ("Network Security Group $NetworkSecGroup exists in the resource group $ResourceGroup")
    }
    

11. Erstellen Sie einen virtuellen Azure-Computer (VM), der mit SQL Edge aktiviert wird. Diese VM fungiert als Edgegerät.

    $AzVM = Get-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $EdgeDeviceId
    If($AzVM -eq $null)
    {
        Write-Output("The Azure VM with Name- $EdgeVMName is not present in the Resource Group- $ResourceGroup ")
    
        $SingleSubnet = New-AzVirtualNetworkSubnetConfig -Name $SubnetName -AddressPrefix $SubnetAddressPrefix
        $Vnet = New-AzVirtualNetwork -Name $NetworkName -ResourceGroupName $ResourceGroup -Location $location -AddressPrefix $VnetAddressPrefix -Subnet $SingleSubnet
        $publicIp = New-AzPublicIpAddress -Name $publicIpName -ResourceGroupName $ResourceGroup -AllocationMethod Static -Location $location
        $NIC = New-AzNetworkInterface -Name $NICName -ResourceGroupName $ResourceGroup -Location $location -SubnetId $Vnet.Subnets[0].Id -NetworkSecurityGroupId $nsg.Id -PublicIpAddressId $publicIp.Id
    
        ##Set-AzNetworkInterfaceIpConfig -Name "ipconfig1"  -NetworkInterface $NIC -PublicIpAddress $publicIp
    
        $Credential = New-Object System.Management.Automation.PSCredential ($AdminAcc, $AdminPassword);
    
        $VirtualMachine = New-AzVMConfig -VMName $EdgeDeviceId -VMSize $VMSize
        $VirtualMachine = Set-AzVMOperatingSystem -VM $VirtualMachine -Linux -ComputerName $EdgeDeviceId -Credential $Credential
        $VirtualMachine = Add-AzVMNetworkInterface -VM $VirtualMachine -Id $NIC.Id
        $VirtualMachine = Set-AzVMSourceImage -VM $VirtualMachine -PublisherName $imagePublisher -Offer $imageOffer -Skus $imageSku -Version latest
        $VirtualMachine = Set-AzVMPlan -VM $VirtualMachine -Name $imageSku -Publisher $imagePublisher -Product $imageOffer
    
        $AzVM = New-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroup -Location $location -VM $VirtualMachine -Verbose
        $AzVM = Get-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $EdgeDeviceId
    
    }
    else
    {
        Write-Output ("The Azure VM with Name- $EdgeDeviceId is present in the Resource Group- $ResourceGroup ")
    }
    

12. Erstellen Sie einen IoT-Hub innerhalb der Ressourcengruppe.

    $iotHub = Get-AzIotHub -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $IoTHubName
    If($iotHub -eq $null)
    {
        Write-Output("IoTHub $IoTHubName does not exists, creating The IoTHub in the resource group $ResourceGroup")
        New-AzIotHub -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $IoTHubName -SkuName $IoTHubSkuName -Units $IoTHubUnits -Location $location -Verbose
    }
    else
    {
        Write-Output ("IoTHub $IoTHubName present in the resource group $ResourceGroup")
    }
    

13. Fügen Sie ein Edgegerät zum IoT-Hub hinzu. In diesem Schritt wird nur die digitale Identität für das Gerät erstellt.

    $deviceIdentity = Get-AzIotHubDevice -ResourceGroupName $ResourceGroup -IotHubName $IoTHubName -DeviceId $EdgeDeviceId
    If($deviceIdentity -eq $null)
    {
        Write-Output("The Edge Device with DeviceId- $EdgeDeviceId is not registered to the IoTHub- $IoTHubName ")
        Add-AzIotHubDevice -ResourceGroupName $ResourceGroup -IotHubName $IoTHubName -DeviceId $EdgeDeviceId -EdgeEnabled
    }
    else
    {
        Write-Output ("The Edge Device with DeviceId- $EdgeDeviceId is registered to the IoTHub- $IoTHubName")
    }
    $deviceIdentity = Get-AzIotHubDevice -ResourceGroupName $ResourceGroup -IotHubName $IoTHubName -DeviceId $EdgeDeviceId
    

14. Rufen Sie die primäre Verbindungszeichenfolge des Geräts ab, die später für den virtuellen Computer benötigt wird. Der folgende Befehl verwendet die Azure-Befehlszeilenschnittstelle (Azure CLI) für Bereitstellungen.

    $deviceConnectionString = az iot hub device-identity connection-string show --device-id $EdgeDeviceId --hub-name $IoTHubName --resource-group $ResourceGroup --subscription $SubscriptionName
    $connString = $deviceConnectionString[1].Substring(23,$deviceConnectionString[1].Length-24)
    $connString
    

15. Aktualisieren Sie die Verbindungszeichenfolge in der IoT Edge-Konfigurationsdatei auf dem Edgegerät. Die folgenden Befehle verwenden Azure CLI für Bereitstellungen.

    $script = "/etc/iotedge/configedge.sh '" + $connString + "'"
    az vm run-command invoke -g $ResourceGroup -n $EdgeDeviceId  --command-id RunShellScript --script $script
    

16. Erstellen Sie einen Azure Machine Learning-Arbeitsbereich innerhalb der Ressourcengruppe.

    az ml workspace create -w $MyWorkSpace -g $ResourceGroup
    

Zugehöriger Inhalt

• Einrichten von IoT Edge-Modulen und -Verbindungen