Implementieren der IoT-Anwendung mit IoT Edge-Muster
Zum Überprüfen Ihres Lösungsentwurfs benötigen Sie eine Azure IoT Central-Anwendung mit einer Gerätevorlage für Ihr Azure IoT Edge-Gerät.
Sie planen, eine Umgebungsüberwachungslösung für Ihre Filialen mit Azure IoT Central zu bewerten. Um Daten sammeln und lokale Sensoren verwalten zu können, planen Sie die Installation eines IoT Edge-Geräts in jeder Filiale. Das IoT Edge-Gerät stellt eine Verbindung mit Ihrer Azure IoT Central-Anwendung her, um die von den Sensoren erfassten Telemetriedaten zu senden und auf Befehle zu reagieren, die von der Anwendung gesendet werden.
Hier werden einige wichtige Konzepte von Azure IoT Central und IoT Edge beschrieben, und Sie erfahren, wie Sie eine Gerätevorlage für Ihre IoT Edge-Geräte in Azure IoT Central erstellen.
Was ist Azure IoT Central?
Azure IoT Central ist eine IoT-aPaaS-Lösung (Application-Platform-as-a-Service), die Aufwand und Kosten für die Entwicklung, Verwaltung und Wartung von IoT-Lösungen verringert. Verwenden Sie Azure IoT Central, um Ihr IoT-Szenario schnell zu bewerten und die Möglichkeiten auszuwerten, die es für Ihr Unternehmen schaffen kann. Mit Azure IoT Central können Sie Folgendes tun:
- Herstellen einer Verbindung mit und Steuerung von IoT-Geräten
- Sammeln und Analysieren von Telemetriedaten aus verbundenen Geräten
- Senden von Daten aus verbundenen Geräten an andere Anwendungen oder Dienste zur weiteren Verarbeitung oder Speicherung
Es gibt zwei Möglichkeiten zum Erstellen einer Azure IoT Central-Anwendung:
- Verwenden Sie das Azure-Portal.
- Verwenden Sie die Azure CLI.
In diesem Modul erstellen Sie mit der Azure CLI Ihre Anwendung in einer Azure-Sandbox.
Bei allen Optionen müssen Sie Informationen wie das Land oder die Region für die Bereitstellung, einen Anwendungsnamen, einen Zahlungsplan und eine Anwendungsvorlage angeben.
Was ist IoT Edge?
Azure IoT Edge verschiebt Cloudanalysen und benutzerdefinierte Geschäftslogik auf Geräte, damit sich Ihre Organisation auf geschäftliche Erkenntnisse konzentrieren kann und sich nicht mit der Datenverwaltung befassen muss. Sie können Ihre IoT-Lösung skalieren, indem Sie Ihre Geschäftslogik in Standardcontainer verpacken. Anschließend können Sie diese Container auf jedem Ihrer Geräte bereitstellen und alles aus einer cloudbasierten Umgebung wie Azure IoT Central überwachen.
Analysen (Analytics) sind die Grundlage des geschäftlichen Nutzens von IoT-Lösungen, aber nicht alle Analysen müssen sich in der Cloud befinden. Wenn Sie so schnell wie möglich auf Notfälle reagieren möchten, können Sie die Workloads zur Anomalieerkennung im Edge-Bereich ausführen. Wenn Sie die Bandbreitenkosten reduzieren und die Übertragung von vielen Terabyte an unformatierten Daten vermeiden möchten, können Sie die Daten lokal bereinigen und aggregieren und nur die Erkenntnisse zur Analyse in die Cloud senden.
Azure IoT Edge besteht aus drei Komponenten:
- IoT Edge-Module sind Container, die Azure-Dienste, nicht-Microsoft-Dienste oder Ihren eigenen Code ausführen. IoT Edge-Module werden auf IoT Edge-Geräten bereitgestellt und lokal auf diesen Geräten ausgeführt. In diesem Modul verwenden Sie verschiedene IoT Edge-Module. Mit einem Modul werden beispielsweise simulierte Umgebungstelemetriedaten generiert, und mit einem anderen wird eine Azure-Funktion zum Filtern dieser Telemetriedaten ausgeführt. Sie verwenden ein Bereitstellungsmanifest, um die Module anzugeben, die für Ihr IoT Edge-Gerät bereitgestellt werden sollen. Sie können Azure IoT Central zum Verwalten der Bereitstellungsmanifeste in Ihrer Lösung verwenden.
- Die IoT Edge-Laufzeit wird auf jedem IoT Edge-Gerät ausgeführt und dient zum Verwalten der Module, die auf einem Gerät jeweils bereitgestellt wurden. Wenn ein Azure IoT Edge-Gerät eine Verbindung mit einer IoT Central-Anwendung herstellt, lädt die IoT Edge-Runtime das Bereitstellungsmanifest herunter, um zu ermitteln, welche Module installiert und auf dem Gerät ausgeführt werden sollen.
- Mit einer cloudbasierten Schnittstelle können Sie für IoT Edge-Geräte die Remoteüberwachung und -verwaltung durchführen. In diesem Modul verwenden Sie Azure IoT Central als cloudbasierte Schnittstelle.
Was ist eine Gerätevorlage?
In Azure IoT Central werden mit einer Gerätevorlage die Funktionen eines Geräts angegeben, das Sie mit Ihrer Anwendung verbinden möchten. Beispielsweise kann eine Gerätevorlage Folgendes angeben:
- Die Arten von Telemetriedaten, z. B. die Temperatur, die Ihr Gerät an Azure IoT Central sendet.
- Eigenschaften, z. B. die Firmwareversion, die Ihr Gerät an Azure IoT Central meldet.
- Eigenschaften, z. B. die Zieltemperatur, die Azure IoT Central auf Ihrem Gerät festlegt.
- Befehle, z. B. für den Neustart, die Azure IoT Central an Ihr Gerät sendet.
Die Funktionen in einer Gerätevorlage werden in Schnittstellen gruppiert. Mit Schnittstellen können Sie Gruppen von verknüpften Funktionen über Vorlagen hinweg freigeben. Beispielsweise definiert die allgemeine Geräteinformationen-Schnittstelle Geräteeigenschaften, z. B. die Hersteller-, Modell- und Softwareversion.
Mithilfe der Azure IoT Central-Webbenutzeroberfläche oder der REST-API können Sie Gerätevorlagen erstellen und verwalten. Auf der Azure IoT Central-Webbenutzeroberfläche können Sie folgende Aktionen ausführen:
- Erstellen einer vollkommen neuen Gerätevorlage
- Durchsuchen des Azure IoT-Gerätekatalogs und Importieren von Gerätevorlagen für zertifizierte Geräte
- Importieren einer JSON-Datei, die ein Gerätefunktionsmodell und Schnittstellendefinitionen enthält
Ansichten
Eine Azure IoT Central-Gerätevorlage enthält auch Sichtdefinitionen. Mit diesen Sichten können Sie eine benutzerdefinierte Benutzeroberfläche für Ihre Geräte definieren, die Visualisierungen für Telemetriedaten, Formulare für die Verwaltung von Geräteeigenschaften sowie Formulare enthält, mit denen Operators Befehle auf einem Gerät aufrufen können.
Wenn die Gerätevorlage für ein IoT Edge-Gerät bestimmt ist, ist eine Sicht vorhanden, mit der Sie die IoT Edge-Module überwachen können, die auf dem verbundenen Gerät ausgeführt werden.
Veröffentlichen einer Gerätevorlage
Bevor ein echtes Gerät eine Verbindung mit Ihrer Azure IoT Central-Anwendung herstellen kann, müssen Sie die Gerätevorlage in der Azure IoT Central-Anwendung veröffentlichen.
Hinzufügen eines Geräts basierend auf der Gerätevorlage
Bevor Sie ein IoT Edge-Gerät mit einer Azure IoT Central-Anwendung verbinden können, müssen Sie auf der Seite Geräte ein Gerät hinzufügen. Auf der Seite Geräte wählen Sie das zu verwendende Bereitstellungsmanifest, die zu verwendende optionale Gerätevorlage, eine eindeutige Geräte-ID und einen Anzeigenamen für das Gerät aus. Sie können auch die Azure CLI nutzen, um Ihrer Anwendung ein Gerät hinzuzufügen.