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Azure IoT解決方案

前面寫了一篇AWS的IoT解決方案: AWS IOT解決方案分析。

今天來看下Azure的IoT的解決方案是怎麼實作的。

 一、體系結構

下面圖是微軟給出的IoT解決方案的體系結構:

Azure IoT解決方案

在此體系結構中,IoT 裝置收集其發送到雲網關的資料。 雲網關讓其他後端服務可通過儀表闆或其他呈現裝置,從資料傳遞到其他企業營運應用程式或操作員的位置處理資料。

1.1裝置連接配接

在此 IoT 解決方案體系結構中,裝置将遙測資料(例如抽水站的傳感器讀數)發送到雲中進行存儲和處理。 在預測性維護方案中,解決方案後端可以使用傳感器資料流來判斷特定的泵何時需要維護。裝置還可以通過讀取來自雲終結點的消息,接收和響應雲到裝置的消息。 例如,在預見性維護方案中,解決方案後端可将消息發送到抽水站中的其他水泵,以便在維護應開始之前先重新路由流量。此過程将確定維護工程師到場後即可開始工作。

IoT 項目面臨的最大挑戰之一是如何可靠且安全地将裝置連接配接到解決方案後端。相比于其他用戶端(例如浏覽器和 Mobile Apps),IoT 裝置有不同的特征。 IoT 裝置:

•     通常是無人操作的嵌入式系統。

•     可以部署到實體通路昂貴的遠端位置。

•     可能隻能通過解決方案後端來通路。無法通過其他方式來與裝置互動。

•     能力和處理資源可能都有限。

•     網絡連接配接可能不穩定、緩慢或昂貴。

•     可能需要使用專屬、自定義或行業特定的應用程式協定。

•     可以使用大量常見的硬體和軟體平台來建立。

除了上述需求之外,所有 IoT 解決方案還必須提供可擴充性、安全性和可靠性。 使用傳統技術(例如 Web 容器和消息傳送代理)時,所産生的一系列連接配接需求不僅難以實作,而且實作起來非常耗時。使用 Azure IoT 中心和 Azure IoT 裝置 SDK 可以更輕松地實作符合這些要求的解決方案。

裝置可以直接與雲網關終結點通信;如果裝置無法使用任何雲網關支援的協定,則可以通過中間網關進行連接配接。例如,AzureIoT 協定網關可以在裝置不能使用 IoT 中心支援的任何協定時執行協定轉換。

1.2資料處理和分析

在雲中,IoT 解決方案後端負責大部份資料的處理,例如篩選及彙總遙測資料并将其路由到其他服務。IoT 解決方案後端:

•     接收大規模來自裝置的遙測資料,并确定如何處理和存儲該資料。

•     可能允許你從雲向特定裝置發送指令。

•     提供可讓你預配裝置并控制哪些裝置能夠連接配接到基礎結構的裝置注冊功能。

•     可讓你跟蹤裝置狀态并監視其活動。

在預見性維護方案中,解決方案後端存儲曆史遙測資料。解決方案後端可以使用此資料來識别可訓示特定水泵已達到維護時間的模式。

IoT 解決方案可以包含自動回報循環。例如,解決方案後端中的分析子產品可從遙測資料中識别出特定裝置的溫度超出正常工作級别。 然後,解決方案可以将指令發送到該裝置,訓示它采取糾正措施。

1.3呈現和業務連接配接

呈現和業務連接配接層可讓最終使用者與 IoT 解決方案及裝置互動。 它可讓使用者檢視和分析從其裝置收集的資料。 這些視圖可以采用儀表闆或 BI 報表的格式,以顯示曆史資料和/或接近實時的資料。 例如,操作員可檢查特定抽水站的狀态,并檢視系統引發的任何警報。此層還可內建 IoT 解決方案與現有業務線應用程式,以連結企業業務流程或工作流。 例如,預測性維護解決方案可內建計劃系統,以在解決方案識别出需要維護的泵時預約工程師到抽水站檢查。

二、具體服務

前面是一個抽象的體系結構,再來看下微軟提供了那些具體服務,在Azure的物聯網分類裡面一共有下面6個服務:

Azure IoT解決方案

流分析,機器學習,通知中心,Time Series Insights都比較容易了解。IoT中心和事件中心兩個服務比較容易混淆。分别來看下。

2.1 IoT中心

首先看IoT 中心,核心是裝置

Azure IoT解決方案

Azure IoT 中心是一項完全托管的服務,可在數百萬個 IoT 裝置和一個解決方案後端之間實作安全可靠的雙向通信。 Azure IoT 中心:

·     提供了多個裝置到雲和雲到裝置的通信選項,包括單向消息傳遞、檔案傳輸和請求-答複方法。

·     将内置的聲明性消息路由到其他 Azure 服務。

·     為裝置中繼資料和同步的狀态資訊提供可查詢存儲。

·     使用每個裝置的安全密鑰或 X.509 證書來實作安全的通信和通路控制。

·     可廣泛監視裝置連接配接性和裝置辨別管理事件。

·     包含最流行語言和平台的裝置庫。

2.2 事件中心

事件中心在解決方案體系結構中扮演的常見角色是充當事件管道的“前門”,通常稱為“事件引入器”。 事件引入器是位于事件釋出者與事件使用者之間的元件或服務,可以将事件流的生成與這些事件的使用分離開來。 下圖顯示了此體系結構:

Azure IoT解決方案

Azure 事件中心是一種事件處理服務,用于提供雲規模的事件與遙測引入,具有較低的延遲和較高的可靠性。 事件中心提供消息流處理功能,其特征不同于傳統的企業消息傳送。事件中心功能圍繞高吞吐量和事件處理方案而建構。 是以,事件中心未實作适用于消息傳送實體(例如主題)的某些消息傳送功能。

事件中心在命名空間級别建立,使用 AMQP 和 HTTP 作為其主要的API 接口。

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