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什么是 Azure IoT 操作预览版?

重要

Azure Arc 启用的 Azure IoT 操作预览版目前处于预览状态。 不应在生产环境中使用此预览版软件。

在正式版推出后,你需要部署新的 Azure IoT 操作安装。 无法升级预览版安装。

有关 beta 版本、预览版或尚未正式发布的版本的 Azure 功能所适用的法律条款,请参阅 Microsoft Azure 预览版的补充使用条款

Azure IoT 操作预览版是边缘的统一数据平面。 它是一个集合,包含在已启用 Azure Arc 的边缘 Kubernetes 群集(例如 AKS 边缘软件包)上运行的模块化、可缩放且高度可用的数据服务。 它支持从各种不同系统捕获数据,并与 Microsoft Fabric 等数据建模应用程序集成,以帮助组织部署工业元宇宙。

Azure IoT 操作:

  • 使用 Kubernetes 本机应用程序从头开始构建。
  • 包括支持事件驱动型体系结构的工业级边缘原生 MQTT 代理。
  • 高度可扩展、可缩放、可复原且安全。
  • 允许使用 Azure Arc 从云管理边缘服务和资源。
  • 可以将客户工作负载集成到平台,以创建统一的解决方案。
  • 支持 GitOps 配置作为部署和更新的代码。
  • 在云中与Azure 事件中心Azure 事件网格的 MQTT 代理Microsoft Fabric本机集成。

使用 Azure IoT 操作预览版执行以下操作:

  • 通过使用云中的 AI 从边缘分析资产和设备数据,提高业务效率和决策能力。 Azure IoT 操作预览版可以在数据发送到云之前在边缘处理和规范化数据。
  • 通过移除 OT 和 IT 系统之间的障碍来转换制造环境。 Azure IoT 操作预览版支持 MQTT 和 OPC UA 之类的开放标准以及 Kubernetes 之类的框架,这样就使其能够促进互操作性并运行预测性维护、能源优化和数字检查之类的流程。
  • 对本地和边缘基础结构进行现代化改造,以处理数字操作。 Azure IoT 操作预览版提供了一套服务,使你能够连接、管理和接收资产中的数据。
  • 使用 Azure 安全功能保护端到端操作。 Azure IoT 操作预览版具有内置的安全功能,例如机密管理、证书管理和安全设置。

示例用例:

使用 Azure IoT 操作预览版来解决用例,例如:

异常检测

若要识别工业资产生成的数据中的异常,操作员可以使用操作体验 Web UI 执行以下操作:

  • 将 OPC UA 资产连接到边缘的 Azure IoT 操作预览版 MQTT 代理。
  • 定义一个数据流,该数据流在识别任何异常之前处理和规范化数据。
  • 将已处理的数据发送到云中的 Microsoft Fabric。

然后就可以使用 Microsoft Fabric 构建具有可视化效果的实时仪表板,以显示资产状态并对任何检测到的异常发出警报。 可以在车间提供这些仪表板,操作员可以使用它们立即采取行动并缓解潜在问题。 通过在边缘使用预测性分析和数据,可以在故障发生前预测到故障,减少停机时间和维护成本。

操作设备有效性

借助 Azure IoT 操作预览版,你可以使用从资产和设备收集的数据来提高操作设备效率。 Azure IoT 操作在边缘捕获实时数据并对其进行处理,使你能够监视可用性、性能和质量等关键性能指标。 使用 Azure IoT 操作来规范化和分析数据,以确定模式和需要改进的领域。

体系结构概述

图表显示了 Azure IoT 操作的宏观体系结构。

Azure IoT 操作预览版体系结构中有两个核心元素:

  • Azure IoT 操作预览版。 在已启用 Azure Arc 的边缘 Kubernetes 群集上运行的一组数据服务。 它包括以下服务:
    • MQTT 代理支持事件驱动型体系结构。
    • OPC UA 连接器处理 OPC UA 与 OPC UA 服务器和其他叶设备之间的 OPC UA 通信的复杂问题。
    • 数据流提供数据转换和数据上下文化功能,让你能够将消息路由到包括云终结点在内的各个位置。
  • “操作体验”是一种 Web UI,可为操作技术专家 (OT) 提供统一的体验,用于管理 Azure IoT 操作部署中的资产和数据流。 IT 管理员可以使用 Azure Arc 站点管理器(预览版)按物理位置对 Azure IoT 操作实例进行分组,并使 OT 用户能更轻松地查找实例。

部署

Azure IoT 操作在边缘已启用 Arc 的 Kubernetes 群集上运行。 可以使用 Azure 门户或 Azure CLI 部署 Azure IoT 操作。

在公共预览期间,Azure IoT 操作支持将实例从版本 0.7.x 升级到 0.8.x。 有关详细信息,请参阅管理 Azure IoT 操作

管理设备和资产

Azure IoT 操作可以连接到各种工业设备和资产。 可以使用操作体验Azure CLI 管理要连接的设备和资产。

OPC UA 连接器管理与 OPC UA 服务器和其他叶设备的连接。 OPC UA 连接器将数据从 OPC UA 服务器发布到 MQTT 代理主题。

Azure IoT 操作使用 Azure 设备注册表在云中存储有关本地资产的信息。 使用该服务,你可以从 Azure 门户或 Azure CLI 管理边缘的资产。 Azure 设备注册表还包括资产的架构注册表。 数据流使用这些架构对消息进行反序列化和序列化处理。

自动资产发现

当前版本的 Azure IoT 操作不提供使用 Akri 服务自动发现资产的功能。 若要了解详细信息,请参阅当前版本的发行说明

注意

一些 Akri 服务仍作为当前 Azure IoT 操作版本的一部分部署,但不支持任何用户可配置方案。

如果使用的是旧版 Azure IoT 操作,则可在旧版站点上找到 Akri 文档。

使用 MQTT 发布和订阅

MQTT 代理在边缘运行。 它允许发布和订阅 MQTT 主题。 可以使用 MQTT 代理生成事件驱动型体系结构,用于将设备和资产连接到云。

Azure IoT 操作中的组件如何使用 MQTT 代理的示例包括:

  • OPC UA 连接器将数据从 OPC UA 服务器和其他叶设备发布到 MQTT 主题。
  • 数据流订阅 MQTT 主题以检索消息进行处理,然后将其发送到云终结点。

连接到云

若要从 Azure IoT 操作连接到云,可以使用以下数据流目标终结点:

处理数据

数据流在 Azure IoT 操作中提供增强的数据转换和数据上下文化功能。 数据流可以使用存储在架构注册表中的架构来反序列化和序列化消息。

可视化和分析遥测数据

要可视化和分析来自设备和资产的遥测数据,可以使用云服务,例如:

安全通信

要通过基于 ISA-95/Purdue 网络体系结构的隔离网络环境保护设备和云之间的通信,请使用 Azure IoT 分层网络管理预览版组件。

已验证的环境

目前,Microsoft 会针对下面固定的一组基础结构和环境验证 Azure IoT 操作:

环境 版本
Windows 11 IoT 企业版上的 AKS-EE
在具有单节点群集的 Lenovo ThinkStation P3 Tiny 计算机(16 核,32 GB RAM)上
AksEdge-K3s-1.29.6-1.8.202.0
Ubuntu 24.04 上的 K3S
在具有三节点群集的 Lenovo ThinkStation P3 Tiny 计算机(16 核,32 GB RAM)上
K3s 版本 1.31.1

Azure IoT 操作不支持 Arm64 体系结构。

支持的区域

在 0.8.x 公共预览版中,Azure IoT 操作支持在以下区域中启用 Arc 的群集:

区域 CLI 值
美国东部 eastus
美国东部 2 eastus2
美国西部 westus
美国西部 2 westus2
美国西部 3 westus3
西欧 westeurope
北欧 northeurope

此受支持区域列表仅适用于将群集连接到 Azure Arc 时使用的区域。此列表不会限制你对云资源使用首选 Azure 区域。 部署到这些受支持区域中群集的 Azure IoT 操作组件和其他资源仍可连接到不同区域中的云资源。

下一步

请参阅快速入门:端到端示例入门