Что такое операции Интернета вещей Azure?
Операции Интернета вещей Azure — это единая плоскость данных для пограничных вычислений. Это коллекция модульных, масштабируемых и высокодоступных служб данных, работающих в кластерах Kubernetes с поддержкой Azure Arc, таких как AKS Edge Essentials. Он обеспечивает сбор данных из различных систем и интегрируется с приложениями моделирования данных, такими как Microsoft Fabric, чтобы помочь организациям развертывать промышленные метавселенной.
Операции Интернета вещей Azure:
- Создается с нуля с помощью собственных приложений Kubernetes.
- Является частью адаптивного облачного подхода Майкрософт, который объединяет разделенные команды, распределенные сайты и разрозненные системы в одну операцию, безопасность, приложение и модель данных.
- Включает в себя брокер MQTT на основе пограничных вычислений, который управляет архитектурами на основе событий.
- Высоко расширяемый, масштабируемый, устойчивый и безопасный.
- Позволяет управлять пограничными службами и ресурсами из облака с помощью Azure Arc.
- Может интегрировать рабочие нагрузки клиентов в платформу для создания единого решения.
- Поддерживает конфигурацию GitOps в качестве кода для развертывания и обновлений.
- Изначально интегрируется с Центры событий Azure, брокером MQTT Сетка событий Azure и Microsoft Fabric в облаке.
Использование операций Интернета вещей Azure для:
- Повышение эффективности бизнеса и принятия решений с помощью искусственного интеллекта в облаке для анализа данных активов и оборудования из пограничных вычислений. Операции Интернета вещей Azure могут обрабатывать и нормализовать данные на границе перед отправкой в облако.
- Преобразование производственных сред путем удаления барьеров между системами OT и ИТ. Операции Интернета вещей Azure поддерживают открытые стандарты, такие как MQTT и OPC UA, и платформы, такие как Kubernetes, которые позволяют обеспечить взаимодействие и запускать такие процессы, как прогнозное обслуживание, оптимизация энергии и цифровая проверка.
- Модернизация локальной и пограничной инфраструктуры для обработки цифровых операций. Операции Интернета вещей Azure предлагают набор служб, которые позволяют подключать, управлять и получать данные из ресурсов.
- Защита комплексных операций с помощью возможностей безопасности Azure. Операции Интернета вещей Azure имеют встроенные возможности безопасности, такие как управление секретами, управление сертификатами и безопасные параметры.
Примеры вариантов использования
Используйте операции Интернета вещей Azure для решения таких вариантов использования, как:
Обнаружение аномалий
Чтобы определить аномалии в данных, созданных промышленным ресурсом, оператор может использовать веб-пользовательский интерфейс для работы с операциями:
- Подключите ресурс OPC UA к брокеру MQTT операций Интернета вещей Azure на границе.
- Определите поток данных, который обрабатывает и нормализует данные перед определением аномалий.
- Отправьте обработанные данные в Microsoft Fabric в облаке.
Затем можно использовать Microsoft Fabric для создания панелей мониторинга в режиме реального времени с визуализациями, которые показывают состояние ресурса и оповещений для любых обнаруженных аномалий. Эти панели мониторинга можно сделать доступными на этаже магазина, где операторы могут использовать их для немедленного принятия мер и устранения потенциальных проблем. Используя прогнозную аналитику и данные на границе, вы можете предвидеть сбои до их возникновения, а также сократить время простоя и затраты на обслуживание.
Эффективность операционного оборудования
С помощью операций Интернета вещей Azure можно использовать данные, собранные из ресурсов и оборудования, для повышения эффективности операционного оборудования. Операции Интернета вещей Azure фиксируют данные в режиме реального времени на границе и обрабатывают их, что позволяет отслеживать ключевые показатели производительности, такие как доступность, производительность и качество. Использование операций Интернета вещей Azure для нормализации и анализа данных для выявления шаблонов и областей для улучшения.
Обзор архитектуры
В архитектуре Операций Интернета вещей Azure есть два основных элемента:
- Операции Интернета вещей Azure. Набор служб данных, работающих в кластерах Kubernetes с поддержкой Azure Arc. Она включает следующие службы:
- Брокер MQTT — это граничный брокер MQTT, который управляет архитектурами на основе событий.
- Соединитель для OPC UA обрабатывает сложности взаимодействия OPC UA с серверами OPC UA и другими конечными устройствами.
- Потоки данных предоставляют возможности преобразования данных и контекстуализации данных и позволяют направлять сообщения в различные расположения, включая облачные конечные точки.
- Интерфейс операций — это веб-интерфейс, предоставляющий унифицированный интерфейс для операционных технологических специалистов (OT) для управления ресурсами и потоками данных в развертывании операций Интернета вещей Azure. ИТ-администратор может использовать диспетчер сайтов Azure Arc (предварительная версия) для группировки экземпляров Операций Интернета вещей Azure по физическому расположению и упростить поиск экземпляров для пользователей OT.
Развернуть
Операции Интернета вещей Azure выполняются в кластерах Kubernetes с поддержкой Arc на границе. Операции Интернета вещей Azure можно развернуть с помощью портал Azure или Azure CLI.
Управление устройствами и ресурсами
Операции Интернета вещей Azure могут подключаться к различным промышленным устройствам и ресурсам. Вы можете использовать интерфейс операций или Azure CLI для управления устройствами и ресурсами, к которым требуется подключиться.
Соединитель для OPC UA управляет подключением к серверам OPC UA и другим конечным устройствам. Соединитель для OPC UA публикует данные с серверов OPC UA в разделы брокера MQTT.
Операции Интернета вещей Azure используют реестр устройств Azure для хранения сведений о локальных ресурсах в облаке. Служба позволяет управлять ресурсами на пограничном сервере из портал Azure или Azure CLI. Реестр устройств Azure также включает реестр схем для ресурсов. Потоки данных используют эти схемы для десериализации и сериализации сообщений.
Автоматическое обнаружение активов
Автоматическое обнаружение ресурсов с помощью служб Akri, реестра устройств Azure, соединителя для OPC UA, подключение к ONVIF (предварительная версия) и соединитель мультимедиа (предварительная версия) доступен в текущей версии Операций Интернета вещей Azure. В настоящее время пользовательские сценарии для служб Akri в пользовательском веб-интерфейсе операций для автоматического обнаружения активов отсутствуют.
Дополнительные сведения см. в заметках о выпуске текущей версии.
Если вы используете предыдущую предварительную версию Операций Интернета вещей Azure, вы можете найти документацию по службам Akri на сайте предыдущих версий.
Публикация и подписка с помощью MQTT
Брокер MQTT работает на краю. Он позволяет публиковать и подписываться на разделы MQTT. Брокер MQTT можно использовать для создания архитектур на основе событий, которые подключают устройства и ресурсы к облаку.
Примеры того, как компоненты в Операциях Интернета вещей Azure используют брокер MQTT:
- Соединитель для OPC UA публикует данные с серверов OPC UA и других конечных устройств в разделах MQTT.
- Потоки данных подписываются на разделы MQTT, чтобы получить сообщения для обработки перед отправкой их в облачные конечные точки.
Подключение к облаку
Чтобы подключиться к облаку из операций Интернета вещей Azure, можно использовать следующие конечные точки назначения потока данных:
- Сетка событий Azure и другие облачные брокеры MQTT
- Центры событий Azure или Kafka
- Хранилище озера данных Azure
- Microsoft Fabric OneLake
- Обозреватель данных Azure
Поддержка автономного режима
Операции Интернета вещей Azure поддерживают максимальное время в автономном режиме в течение 72 часов. Снижение может произойти в течение 72 часов. Однако операции Интернета вещей Azure будут возобновляться полностью функциональными при повторном подключении.
Обработка данных
Потоки данных обеспечивают расширенные возможности преобразования данных и контекстуализации данных в операциях Интернета вещей Azure. Потоки данных могут использовать схемы, хранящиеся в реестре схем, для десериализации и сериализации сообщений.
Визуализация и анализ данных телеметрии
Для визуализации и анализа телеметрии с устройств и ресурсов можно использовать такие облачные службы, как:
Безопасный обмен данными
Чтобы защитить обмен данными между устройствами и облаком через изолированные сетевые среды на основе архитектуры сети ISA-95/Purdue, используйте компонент управления сетями (предварительная версия) Azure IoT.
Поддерживаемые среды
Корпорация Майкрософт поддерживает следующие среды для развертываний Операций Интернета вещей Azure.
| Среда | Минимальная версия | Availability |
|---|---|---|
| K3s в Ubuntu 24.04 | K3s версии 1.31.1 | Общая доступность |
| Служба Azure Kubernetes (AKS) Edge Essentials в Windows 11 IoT Enterprise | AksEdge-K3s-1.29.6-1.8.202.0 | Общедоступная предварительная версия |
| Служба Azure Kubernetes (AKS) в локальной среде Azure | ОС Azure Stack HCI версии 23H2, сборка 2411 | Общедоступная предварительная версия |
Поддерживаемые регионы
Операции Интернета вещей Azure поддерживают кластеры с поддержкой Arc в следующих регионах:
| Область/регион | Значение CLI |
|---|---|
| Восточная часть США | eastus |
| Восточная часть США 2 | eastus2 |
| западная часть США | westus |
| западная часть США 2 | westus2 |
| Западная часть США — 3 | westus3 |
| Западная Европа | westeurope |
| Северная Европа | northeurope |
Этот список поддерживаемых регионов применяется только к региону, который используется при подключении кластера к Azure Arc. Этот список не ограничивает использование предпочтительного региона Azure для облачных ресурсов. Компоненты Операций Интернета вещей Azure и другие ресурсы, развернутые в кластере в этих поддерживаемых регионах, по-прежнему могут подключаться к облачным ресурсам в разных регионах.
Зависимости
Операции Интернета вещей Azure зависят от следующего набора служб поддержки и функций:
- Реестр устройств Azure
- Реестр схем
- Хранилище контейнеров Azure, включенное Azure Arc
- Расширение хранилища секретов Azure Key Vault
- Конвейер Azure Monitor
- Федерация удостоверений рабочей нагрузки в Kubernetes с поддержкой Azure Arc
Примечание.
Эти функции и службы, используемые в качестве зависимостей внутренними системами Операций Интернета вещей Azure, наследуют общее состояние доступности от лицензии на продукты Azure IoT Operations. Дополнительные сведения о модели лицензирования см . в соглашении о подписке Microsoft Online.
Следующий шаг
Попробуйте краткое руководство. Начало работы с комплексным примером.