Arquitectura de Azure IoT Central

IoT Central es un entorno listo para usar que le permite evaluar rápidamente el escenario de IoT. Se trata de una solución de IoT de plataforma como servicio (aPaaS) de la aplicación, cuya interfaz principal es una interfaz de usuario web. También hay una API REST que le permite interactuar con la aplicación mediante programación.

En este artículo se proporciona información general sobre los conceptos clave de una arquitectura de la solución de IoT Central.

Entre las funcionalidades clave de una aplicación de IoT Central se incluyen:

Administrar los dispositivos

IoT Central permite administrar la flota de dispositivos IoT que envían datos a la solución. Por ejemplo, puede:

• Controlar los dispositivos que se pueden conectar a la aplicación y cómo se autentican.
• Usar plantillas de dispositivo para definir los tipos de dispositivo que se pueden conectar a la aplicación.
• Establecer propiedades o llamar comandos en los dispositivos conectados para poder administrarlos. Por ejemplo, establezca una propiedad de temperatura de destino para un dispositivo termostato o llame a un comando para desencadenar un dispositivo a fin de actualizar el firmware. Puede establecer propiedades y llamar a comandos en:
  • Dispositivos individuales a través de una interfaz de usuario web personalizable.
  • Varios dispositivos con trabajos programados o a petición.
• Conservar metadatos de dispositivo como la dirección del cliente o la fecha de la última revisión.

Visualización y análisis de los datos

En una aplicación de IoT Central, puede ver y analizar datos para dispositivos individuales o para datos agregados de varios dispositivos:

• Use la asignación para transformar datos complejos de telemetría de dispositivos en datos estructurados dentro de IoT Central.
• Usar plantillas de dispositivo a fin de definir vistas personalizadas para dispositivos individuales de tipos específicos. Por ejemplo, puede trazar la temperatura a lo largo del tiempo para un termostato individual o mostrar la ubicación en vivo de un camión de entrega.
• Use el análisis integrado para ver los datos agregados de varios dispositivos. Por ejemplo, puede ver la ocupación total de varias tiendas minoristas o identificar las tiendas que tienen las tasas de ocupación más altas o más bajas.
• Cree paneles personalizados que lo ayuden a administrar los dispositivos. Por ejemplo, puede agregar mapas, iconos y gráficos para mostrar la telemetría de los dispositivos.

Protección de una solución

En IoT Central, puede configurar y administrar la seguridad en las siguientes áreas:

• Acceso de usuario a la aplicación.
• Acceso de dispositivo a la aplicación.
• Acceso mediante programación a la aplicación.
• Autenticación en otros servicios desde la aplicación.
• Los registros de auditoría realizan un seguimiento de la actividad en la aplicación.

Para saber más, consulte Guía de seguridad de IoT Central.

Dispositivos

Los dispositivos recopilan datos de sensores para enviarlos como un flujo de telemetría a una aplicación de IoT Central. Por ejemplo, una unidad de refrigeración envía un flujo de valores de temperatura o un camión de entrega transmite su ubicación.

Un dispositivo puede usar propiedades para notificar su estado, como puede ser si una válvula está abierta o cerrada. Una aplicación de IoT Central también puede usar propiedades para establecer el estado del dispositivo; por ejemplo, establecer una temperatura de destino para un termostato.

IoT Central también puede llamar comandos en el dispositivo con el fin de controlarlo. Por ejemplo, indicar a un dispositivo que descargue e instale una actualización de firmware.

La telemetría, las propiedades y los comandos que un dispositivo implementa se conocen, de manera conjunta, como las funcionalidades del dispositivo. Estas funcionalidades se definen en un modelo que el dispositivo y la aplicación de IoT Central comparten. En IoT Central, este modelo forma parte de la plantilla de dispositivo que define un tipo específico de dispositivo. Para más información, consulte Asignación de un dispositivo a una plantilla de dispositivo.

La implementación del dispositivo debe seguir las convenciones de IoT Plug and Play para asegurarse de que se puede comunicar con IoT Central. Para más información, consulte los SDK y ejemplos de los distintos lenguajes.

Los dispositivos se conectan a IoT Central mediante uno de estos protocolos admitidos: MQTT, AMQP o HTTP.

Puertas de enlace

Los dispositivos de puertas de enlace locales resultan útiles en varios escenarios, como son:

• Los dispositivos no pueden conectarse directamente a IoT Central porque no se pueden conectar a Internet. Por ejemplo, puede que tenga una colección de sensores de ocupación Bluetooth habilitados que se deben conectar a través de un dispositivo de puerta de enlace.
• Los dispositivos generan grandes cantidades de datos. Para reducir los costes, combine o agregar los datos en una puerta de enlace local antes de enviarlos a su aplicación de IoT Central.
• La solución requiere respuestas rápidas a cualquier anomalía en los datos. En un dispositivo de puerta de enlace, puede ejecutar reglas para identificar anomalías y realizar una acción de manera local sin necesidad de enviar datos a la aplicación de IoT Central.

Normalmente los dispositivos de puerta de enlace requieren más potencia de procesamiento que un dispositivo independiente. Una opción para implementar un dispositivo de puerta de enlace es usar Azure IoT Edge y aplicar uno de los patrones de puerta de enlace IoT Edge estándar. También puede ejecutar su propio código de puerta de enlace personalizado en un dispositivo adecuado.

Exportar datos

Si bien IoT Central tiene características integradas de análisis, puede exportar los datos a otros servicios y aplicaciones.

Las transformaciones de la definición para la exportación de datos de IoT Central permiten manipular el formato y la estructura de los datos del dispositivo antes de exportarlos a un destino.

Entre los motivos para exportar los datos se encuentran los siguientes:

Almacenamiento y análisis

En el caso de almacenamiento a largo plazo y control sobre las directivas de archivado y retención, puede exportar sus datos de manera continua a otros destinos de almacenamiento. El uso de un servicio de almacenamiento independiente fuera de IoT Central permite usar otras herramientas de análisis para derivar información de los datos de la solución.

Automatización de la empresa

Las reglas de IoT Central le permiten desencadenar acciones externas, como enviar un correo electrónico o activar un evento, como respuesta a ciertas condiciones dentro de IoT Central. Por ejemplo, puede enviar una notificación a un ingeniero en caso de que la temperatura ambiente de un dispositivo alcance cierto umbral.

Cálculo adicional

Puede que necesite transformar los datos o hacer cálculos en ellos antes de que pueda usarlos en IoT Central o en otro servicio. Por ejemplo, podría agregar información meteorológica local a los datos de ubicación que notificó un camión de entrega.

Extensión con la API de REST

Cree integraciones que permitan que otras aplicaciones y servicios administren la aplicación. Por ejemplo, administre los dispositivos mediante programación en la aplicación o sincronice la información del usuario con un sistema externo.

Escalabilidad

IoT Central aplicaciones usan internamente varios servicios de Azure, como IoT Hub y Device Provisioning Service (DPS). Muchos de estos servicios subyacentes son multiinquilino. Sin embargo, para garantizar el aislamiento completo de los datos de los clientes, IoT Central los centros de IoT de un solo inquilino.

IoT Central escala automáticamente sus centros de IoT en función de los perfiles de carga de la aplicación. IoT Central puede escalar verticalmente centros de IoT individuales y escalar horizontalmente el número de centros de IoT. IoT Central escala automáticamente otros servicios subyacentes.

Exportación de datos

IoT Central aplicaciones suelen usar otros servicios configurados por el usuario. Por ejemplo, puede configurar la aplicación IoT Central para exportar continuamente datos a servicios como Azure Event Hubs y Azure Blob Storage.

Si una exportación de datos configurada no puede escribir en su destino, IoT Central intenta retransmitir los datos durante un máximo de 15 minutos, después de lo cual IoT Central marca el destino como con errores. Los destinos con errores se comprueban periódicamente para comprobar si se pueden escribir.

Puede forzar a IoT Central para reiniciar las exportaciones con errores deshabilitando y habilitando de nuevo la exportación de datos.

Revise los procedimientos recomendados de alta disponibilidad y escalabilidad para el servicio de destino de exportación de datos que usa:

• Azure Blob Storage: Redundancia de Azure Storage y Lista de comprobación de rendimiento y escalabilidad para el almacenamiento Blob
• Azure Event Hubs: disponibilidad y consistencia en Event Hubs y Escalado con Event Hubs
• Azure Service Bus: procedimientos recomendados para aislar las aplicaciones frente Service Bus interrupciones y desastres y actualizar automáticamente las unidades de mensajería de un espacio de nombres de Azure Service Bus

Alta disponibilidad y recuperación ante desastres

Las funcionalidades de HADR dependen de cuándo creó la aplicación de IoT Central:

Aplicaciones creadas antes de abril de 2021

Algunas aplicaciones creadas antes de abril de 2021 usan un único centro de IoT. Para estas aplicaciones, IoT Central no proporciona funcionalidades de HADR. Si el centro de IoT deja de estar disponible, la aplicación deja de estar disponible.

Use el az iot central device manual-failover comando para comprobar si la aplicación todavía usa un único centro de IoT. Este comando devuelve un error si la aplicación tiene un único centro de IoT.

Aplicaciones creadas después de abril de 2021 y anteriores a abril de 2023

Para la conectividad de dispositivos de alta disponibilidad, IoT Central siempre tiene al menos dos centros de IoT. El número de concentradores puede aumentar o reducirse a medida IoT Central escala la aplicación en respuesta a los cambios en el perfil de carga.

IoT Central también usa zonas de disponibilidad para hacer que varios servicios utilicen alta disponibilidad.

Un incidente que requiere recuperación ante desastres podría ir desde un subconjunto de servicios que no están disponibles a toda una región que no está disponible. IoT Central sigue distintos procesos de recuperación en función de la naturaleza y la escala del incidente. Por ejemplo, si toda una región de Azure deja de estar disponible tras un error catastrófico, la recuperación ante desastres procedimientos de conmutación por error de aplicaciones en otra región de la misma geografía.

Aplicaciones creadas después de abril de 2023

Las aplicaciones de IoT Central creadas después de abril de 2023 inicialmente tienen un único centro de IoT. Si el centro de IoT deja de estar disponible, la aplicación deja de estar disponible. Sin embargo, IoT Central escala automáticamente la aplicación y agrega un nuevo centro de IoT para cada 10 000 dispositivos conectados. Si necesita varios centros de IoT para aplicaciones con menos de 10 000 dispositivos, envíe una solicitud a asistencia al cliente de IoT Central.

Use el comando az iot central device manual-failover para comprobar si la aplicación actualmente usa un único centro de IoT. Este comando devuelve un error si la aplicación tiene actualmente un único centro de IoT.