Co to jest Operacje Azure IoT?

Operacje Azure IoT to ujednolicona płaszczyzna danych dla krawędzi. Oferuje modułowe i skalowalne usługi danych w klastrach Kubernetes z obsługą Azure Arc. W tym artykule omówiono jej funkcje, korzyści i przypadki użycia.

Operacje usługi Azure IoT:

• Używa aplikacji natywnych dla platformy Kubernetes.
• Jest częścią podejścia Microsoft adaptacyjnego do chmury. Takie podejście łączy zespoły silosowe, rozproszone lokacje i różne systemy w jeden model operacji, zabezpieczeń, aplikacji i danych.
• Zawiera przemysłowej klasy brokerski serwer MQTT, przystosowany do pracy na brzegu sieci, który obsługuje architektury sterowane zdarzeniami.
• Jest wysoce rozszerzalny, skalowalny, odporny i bezpieczny.
• Może działać w trybie offline przez maksymalnie 72 godziny. Degradacja może wystąpić w tym okresie. Jednak usługa wznawia pełną funkcjonalność po ponownym połączeniu.
• Umożliwia zarządzanie usługami i zasobami brzegowymi z chmury przy użyciu Azure Arc.
• Umożliwia bezpieczne zarządzanie urządzeniami w sieciach warstwowych przy użyciu otwartego, rozpoznawanego przez branżę oprogramowania wraz z konfiguracją opartą na platformie Kubernetes.
• Umożliwia integrację obciążeń klientów z platformą w celu utworzenia ujednoliconego rozwiązania.
• Natywnie integruje się z brokerem Azure Event HubsMQTT w Azure Event Grid i Microsoft Fabric w chmurze.

Użyj Operacje Azure IoT, aby:

• Zwiększ efektywność operacyjną i podejmowanie decyzji, korzystając z chmury i sztucznej inteligencji do analizy danych aktywów i sprzętu na krawędzi. Operacje Azure IoT przetwarza i normalizuje dane na brzegu przed wysłaniem ich do chmury.
• Przekształcanie środowisk produkcyjnych przez usunięcie barier między technologiami operacyjnymi (OT) i systemami IT. Operacje Azure IoT obsługuje otwarte standardy, takie jak MQTT i OPC Unified Architecture (OPC UA). Obsługuje również struktury, takie jak Kubernetes, które umożliwiają wspieranie współdziałania i uruchamiania procesów, takich jak konserwacja predykcyjna, optymalizacja zużycia energii i inspekcja cyfrowa.
• Modernizuj infrastrukturę lokalną i brzegową w celu obsługi operacji cyfrowych. Operacje Azure IoT oferuje pakiet usług, których można użyć do łączenia i odbierania danych z zasobów oraz zarządzania nimi.
• Zabezpiecz kompleksowe operacje, korzystając z możliwości zabezpieczeń Azure. Operacje Azure IoT obejmuje wbudowane funkcje zabezpieczeń, takie jak zarządzanie wpisami tajnymi, zarządzanie certyfikatami i bezpieczne ustawienia.

Przykładowe przypadki użycia

Użyj Operacje Azure IoT, aby rozwiązać następujące przypadki użycia.

Wykrywanie anomalii

Aby zidentyfikować anomalie w danych generowanych przez zasób przemysłowy, operator może używać internetowego interfejsu użytkownika środowiska operacji do:

• Podłącz zasób OPC UA do brokera MQTT Operacje Azure IoT na urządzeniu brzegowym.
• Zdefiniuj przepływ danych, który przetwarza i normalizuje dane przed zidentyfikowaniem wszelkich anomalii.
• Wysyłanie przetworzonych danych do Microsoft Fabric w chmurze.

Użyj Microsoft Fabric, aby utworzyć pulpity nawigacyjne w czasie rzeczywistym z wizualizacjami, które pokazują stan zasobu i alerty dotyczące wykrytych anomalii. Możesz udostępnić te pulpity nawigacyjne na hali sklepowej, gdzie operatorzy mogą ich używać do natychmiastowego działania i eliminowania potencjalnych problemów.

Korzystanie z analizy predykcyjnej i danych brzegowych ułatwia przewidywanie awarii przed ich wystąpieniem. Zmniejsza to również koszty przestojów i konserwacji.

Efektywność sprzętu operacyjnego

Dzięki Operacje Azure IoT można użyć danych zebranych z zasobów i sprzętu, aby zwiększyć efektywność sprzętu operacyjnego. Operacje Azure IoT przechwytuje dane w czasie rzeczywistym na brzegu i przetwarza je. Ta funkcja umożliwia monitorowanie kluczowych wskaźników wydajności, takich jak dostępność, wydajność i jakość. Użyj Operacje Azure IoT, aby znormalizować i przeanalizować dane, aby zidentyfikować wzorce i obszary pod kątem poprawy.

Omówienie architektury

Architektura Operacje Azure IoT ma następujące podstawowe elementy:

• Usługi danych uruchamiane w brzegowych klastrach Kubernetes obsługiwanych przez Azure Arc.
  • Natywny dla urządzeń brzegowych broker MQTT do wspierania architektur opartych na zdarzeniach.
  • Łączniki Akri, takie jak Łącznik protokołu HTTP/REST, upraszczają komunikację z serwerami i urządzeniami końcowymi.
  • Przepływy danych w celu przekształcania i kontekstowania danych. Komunikaty można kierować do różnych lokalizacji, w tym do punktów końcowych chmury.
• Doświadczenie operacyjne. Użytkownicy OT używają tego webowego interfejsu użytkownika do zarządzania zasobami i przepływami danych we wdrożeniu Operacje Azure IoT.

Capabilities

Do wykonywania następujących typowych zadań można użyć Operacje Azure IoT.

Zarządzanie urządzeniami i zasobami

Operacje Azure IoT łączy się z różnymi urządzeniami przemysłowymi i aktywami. Użyj środowiska operacji lub Azure CLI, aby zarządzać urządzeniami i elementami zawartości z którymi chcesz nawiązać połączenie.

Operacje Azure IoT używa rejestru urządzeń Azure do przechowywania informacji o zasobach lokalnych w chmurze. Zasoby i urządzenia można zarządzać na urządzeniach brzegowych za pomocą portalu Azure lub Azure CLI.

Rejestr urządzeń używa przestrzeni nazw do organizowania zasobów i urządzeń. Każde wystąpienie Operacje Azure IoT używa jednej przestrzeni nazw dla swoich zasobów i urządzeń. Wiele wystąpień może współużytkować jedną przestrzeń nazw.

Rejestr urządzeń zawiera rejestr schematów dla zasobów. Przepływy danych używają tych schematów do deserializacji i serializowania komunikatów.

Odnajdywanie urządzeń i zasobów

Usługi Akri mogą automatycznie odnajdywać urządzenia i zasoby, aby zmniejszyć obciążenie związane z konfiguracją dla użytkowników OT. Użytkownicy ot mogą używać internetowego interfejsu użytkownika środowiska operacji do wyświetlania odnalezionych urządzeń i zasobów oraz zarządzania nimi.

Publikowanie i subskrybowanie za pomocą protokołu MQTT

Broker MQTT działa na brzegu sieci, aby umożliwić publikowanie i subskrybowanie tematów MQTT. Broker MQTT umożliwia tworzenie architektur opartych na zdarzeniach łączących urządzenia i zasoby z chmurą.

Przykłady użycia brokera MQTT przez składniki w Operacje Azure IoT to:

• Konektor OPC UA publikuje dane z serwerów OPC UA i urządzeń końcowych do tematów MQTT.
• Przepływy danych subskrybują tematy MQTT w celu pobierania komunikatów, przetwarzania ich i wysyłania ich do punktów końcowych w chmurze.

Przetwarzanie danych

Przepływy danych zapewniają możliwości przekształcania i kontekstyzacji danych w Operacje Azure IoT. Użytkownicy ot mogą używać internetowego interfejsu użytkownika środowiska operacji do tworzenia przepływów danych i zarządzania nimi.

Łączenie z chmurą

Aby nawiązać połączenie z chmurą z Operacje Azure IoT, możesz użyć takich punktów końcowych dla miejsca docelowego przepływu danych:

• Azure Event Grid i innych brokerów MQTT opartych na chmurze
• Azure Event Hubs lub Kafka
• Azure Data Lake Storage
• Microsoft Fabric OneLake
• Azure Data Explorer

Wizualizowanie i analizowanie danych czujników

Aby wizualizować i analizować dane czujników oraz komunikaty z urządzeń i zasobów, użyj usług w chmurze, takich jak:

• Microsoft Fabric
• Power BI

Opcje rozpoczęcia

Istnieją dwie opcje szybkiego startu dla rozpoczęcia pracy z Operacje Azure IoT. Wybierz podejście, które najlepiej pasuje do Twoich celów:

Szybki start: Codespaces

Szybki start Codespaces zapewnia proste, hostowane środowisko idealne do poznawania operacji Azure IoT bez żadnej konfiguracji lokalnej. Użyj tego podejścia, jeśli chcesz:

• Zobacz szybko doświadczenie operacji i narzędzia.
• Przeprowadź się przez kompleksowy przykład bez konfigurowania infrastruktury lokalnej.

Szybki start do wdrożenia lokalnego

Przewodnik Szybki start lokalnego wdrażania instaluje Operacje Azure IoT na własnym sprzęcie, dzięki czemu można pracować bezpośrednio z potokami danych i urządzeniami. Celem jest zainstalowanie na sprzęcie fizycznym, aby można było umieścić wdrożenie w środowisku IoT, zweryfikować kompilację, a następnie przeprowadzić migrację do środowiska produkcyjnego.

Użyj tego podejścia, jeśli chcesz:

• Nawiązywanie połączenia z rzeczywistymi urządzeniami i sygnałami.
• Budowanie i testowanie potoków przepływu danych względem rzeczywistych danych.
• Wdróż wystąpienie, które będzie się powtarzać i które można przekształcić w wdrożenie produkcyjne.