如何利用Azure打造您企業自己的物聯網

摘要：微軟公司的Azure雲平台已經遠遠超出了虛拟機和工作流程策劃的範疇了。現在，其還可以支援物聯網。微軟一直在忙着将其Azure打造成為一款物聯網（IoT）平台，以服務于那些有着大量連接配接裝置的企業使用者。讓雲服務來幫助您管理成千上萬的裝置，對于那些想要盡量避免各種複雜性，以及在企業内部營運操作的規模化縮放的巨額成本的企業組織而言當然是相當具有吸引力的。但是，其将如何真正發揮作用呢？

        Azure的物聯網套件：連接配接、分析、整合

　　在2015年9月，微軟的Azure物聯網套件正式開售。該套件将連接配接的裝置、由這些連接配接的裝置所生成的資料的分析、以及客戶自己的系統或那些來自第三方供應商的系統進行了整合。

　　該套件的最重要的組成部分之一，是其物聯網Hub(IoT Hub)，正式推出落後于該套件，最近才剛剛于2016年二月推出。該Hub是物聯網裝置和Azure雲之間的接口。

　　企業使用者可以将其看成是上百萬款工業和消費裝置的入口，使這些裝置能夠與運作在Azure基礎設施上的應用程式進行交流。

　　該Hub的設計是能夠規模化擴充到達數百萬台裝置，同時對這些裝置實施集中監測，優化資源的利用。包括專門為物聯網服務的裝置系統資料庫和資料存儲，以及适用于個别物聯網裝置的安全功能。

　　開發人員配置他們自己的物聯網Hub執行個體，然後可以被用于為每款裝置提供配置，并具有自己獨特的通信終端。這可以用幾種語言來完成。

　　“微軟的大多數物聯網項目都往往傾向于把重點指向了物聯網網關，其中有幾種類型的協定可以喚起這些不同的終端裝置的可靠性。”451 Research的物聯網實踐分析師伊恩·休斯表示說。

　　除了為裝置提供REST應用程式程式設計接口(API)以通路物聯網Hub，微軟還提供了進階消息隊列協定(AMQP)，其是一款用于在物聯網空間中找到牽引力的商務資訊的擁有豐富語言的設計。

　　這是微軟的機制選擇，休斯說。其還增加了MQTT支援(MQ遙測傳輸)，其是來自于IBM公司的專為小尺寸的機器對機器(M2M)的通信而設計的輕量級通信協定。

　　裝置直接連接配接到雲，但它們也可以通過将多款裝置彙聚到一個單一分組的現場網關硬體進行連接配接。“網絡計算的邊緣是一種更有效的物聯網方式，告訴一套本地的傳感器’您正在做什麼'，然後對其進行彙總，再發送。”休斯說。

　　收集資料

　　目前，很多企業組織仍然處在努力解決這個裝置的連接配接問題的階段，市場調研機構Forrester公司基礎設施建設和營運部門的首席分析師Michele Pelino指出。她說：“最初的關于物聯網的關注都是集中在圍繞着連接配接方面。”她說。

　　企業組織正忙着試圖以安全和可擴充的方式将他們的裝置插入到雲中。

　　通過将他們的裝置連接配接到微軟Azure的物聯網基礎設施，許多公司的下一個步驟便是要開始收集資料了，Pelino說。Pelino還補充說，這些平台有助于簡化的不僅僅是連接配接和裝置的管理，同時還将能夠為這些連接配接的裝置的資訊帶來洞察分析和見解”。

　　“而這對于微軟而言就顯得特别重要了，因為這正是其Azure平台發揮用武之地的所在了。”她說。

　　分析是Azure物聯網工具集的一大重要組成部分，并且其是從對于所囊括連接配接的物聯網裝置的遙測開始。這可以從物聯網Hub調控到Azure的其他服務。

　　這些包括微軟公有雲事件中心(Azure Event Hubs)，一款在Azure中的事件處理服務，吸納了大量的事件，并使用這些事件在适當的地方觸發其他業務的邏輯。

　　事件也可以被調整送入分析流，Azure的實時事件流和處理服務可以對資料進行分析，并尋找某些特定的觸發事件。

　　開發人員的潛在挑戰

　　而對于物聯網開發人員而言，潛在的挑戰之一是：資料管理。在現場安置足夠多的裝置，他們會産生出令人難以置信的海量資訊，為雲應用程式提供資料庫服務的DataStax公司的首席布道者Patrick McFadin表示說。

　　“我希望能夠将這些資料資訊存儲在本地的更有意義的地方，但我還需要在處理階段能夠通路存儲，以獲得回填的資訊。”他說。例如，一款應用程式可能需要掃描從一台恒溫器所收集到的一天的全部資訊，以便找出在過去一天24小時内的最高溫度。這需要資料的挖掘和評估存儲的資訊。

　　企業組織将把資料壓縮作為理所當然的事，但他們也應該采取其他的措施來盡可能高效地存儲他們的資料資訊。

　　畢竟，哪怕存儲設施再便宜，其仍然會帶來為您企業組織的業務帶來開銷，而且如果您企業組織始終沒有跟蹤您的雲資源的使用情況的話，價格的震蕩仍然是相當危險的。為了避免這種情況，我們建議您企業組織不妨可以使用分層政策，甚至在資料在被存儲之前，進行适當的彙總，McFadin補充說。

　　機器學習

　　在Azure中的物聯網真正強大的實力其實是來自于微軟已經提供的後端服務。開發人員可以通路這些服務，如機器學習，以便能夠從現場裝置所生成的海量潛在的資料中分析得出更多的洞察價值。

　　因為雲解決方案就是被設計用于服務的，這些變得相對易于通路。

　　Harman Connected Services是一家物聯網咨詢顧問公司，該公司是微軟2015年度最佳物聯網合作夥伴獎的得主，該公司使用了物聯網套件以建構其多款解決方案，其中包括一款專為美國國家橄榄球聯盟(National Football League，NFL)的球員開發的智能頭盔，可以幫助橄榄球教練和醫務人員監控球員在運動賽場上的受傷情況;以及一款智能寫字樓解決方案，可以監控的會議室使用狀況。

　　該公司經常使用Cortana Analytics，微軟的一系列分析功能，都公開的為Azure的開發人員們提供服務。開發者們可以在Azure中通路機器學習服務，以不同的方式來處理該物聯網資料。

　　如果實時分析是必要的，那麼您可以采用機器學習子產品的應用程式作為一種服務，Harman Connected Services公司的咨詢副總裁Sriram Jayaraman表示說。

　　“如果您企業組織正在解決資料分割的問題，比如’什麼類型的事件正在發生’，那麼您正在使用的是'冷'分析，我們并不将其作為一個Web服務來使用。”他補充道。在這種情況下，機器學習模型有效地提供了一個批處理作業。

　　當從物聯網裝置上的資料是内部的Azure，開發人員可以建構應用程式，如儀表闆的裝置監控。微軟的開發人員會通過在物聯網套件建立解決方案模闆使得企業使用者更容易實作這一點。

　　在編寫的時候有兩款應用程式，遠端裝置監控和預測性維護。這些代碼是在Github上，是以企業使用者可以進行一般性的部署或定制化以适合自己的需要。

　　這是一個該公司很可能會擴大的領域。在今年五月初，該公司就宣布了收購意大利的Solair公司的消息，Solair公司專門為具體的行業(包括制造業、零售業和運輸業)建立基于物聯網的服務。

　　Harman公司使用Azure Service Fabric雲架構微服務平台——2016­年3月才正式推出預覽版——以打造一款小型的、獨立的功能的結合，形成一款物聯網應用程式。這些服務在一個密集的機器池運作。這裡的理念是，根據業務的具體需求來規模化應用程式的不同部分。

　　當在處理大量連接配接的裝置時，這是非常友善的。這也使得開發人員能夠快速調整特定功能，而無需通過未知的依賴性破壞應用程式的其餘部分。

　　Azure的開發人員還可以建立裝置的雙向通信，通過在物聯網Hub内的所謂的雲到裝置的“端點發送”在現場控制它們。

　　這些指令将來自于運作在Azure上的業務邏輯。例如，可以用來調節恒溫器的溫度，或者幹脆來Ping指令一款裝置，并確定它仍在運作并發送資訊。

　　該遠端裝置監控模闆中的應用程式已經包含了該功能，其是企業組織可以掌握物聯網可以做些什麼事情的一個标志。

　　整合

　　企業組織也将開始遷移到更進階的應用程式，他們将整合他們自己的後端系統，Dave Bartoletti解釋說。Dave Bartoletti是Pelino在Forrester公司的同僚，基礎設施建設和營運部門的首席分析師。

　　在Azure中的分析或許能夠預測一個部分何時會發送失敗，但是然後要怎麼辦呢?“嗯，這就意味着我們可以将其連接配接到我們的服務體系，并提前三周通知服務，是以就有可能在這方面提供更多的人手。”他說。

　　這個整合過程是Azure的物聯網故事的第三部分。微軟為來自諸如甲骨文、Salesforce和Informix公司的産品提供了接口，以便使得企業使用者可以在Azure和他們自己的系統之間交換資料，而無需将一切資料都托管在Azure。

　　現如今，絕大多數的企業組織仍然處在其物聯網項目的早期階段，業内分析人士告訴Computer Weekly的記者說。而工業部門以外的大部分項目仍然處在概念驗證階段。然而，盡管如此，也還是出現了一些較為引人矚目的項目成功案例。

　　這些成功的項目案例包括：諸如Harman公司的案例和羅克韋爾自動化有限公司的基于Azure物聯網的石油和天然氣監測控制系統。随着企業組織逐漸解決了如何應對管理傳感器和其他連接配接裝置的大型陣列的複雜性的問題，在Azure物聯網中的成熟案例将持續增加。