إدارة الأجهزة والتحكم بها
تقدم هذه النظرة العامة المفاهيم الرئيسية حول إدارة الأجهزة والتحكم فيها في حل Azure IoT نموذجي. يتضمن كل قسم ارتباطات إلى محتوى يوفر المزيد من التفاصيل والإرشادات.
تستخدم تطبيقات IoT Central خدمات IoT Hub وخدمة توفير الأجهزة (DPS) داخليا. لذلك، تنطبق المفاهيم الواردة في هذه المقالة ما إذا كنت تستخدم IoT Central لاستكشاف سيناريو IoT أو بناء الحل الخاص بك باستخدام IoT Hub وDPS.
يوضح الرسم التخطيطي التالي طريقة عرض عالية المستوى للمكونات في حل IoT نموذجي. تركز هذه المقالة على مكونات إدارة الأجهزة والتحكم في حل IoT.
في Azure IoT، تشير إدارة الأجهزة إلى عمليات مثل توفير الأجهزة وتحديثها. تتضمن إدارة الأجهزة المهام التالية:
- تسجيل الجهاز
- توفير الأجهزة
- نشر الجهاز
- تحديثات الجهاز
- إدارة مفتاح الجهاز وتدارته
- مراقبة الجهاز
- تمكين الأجهزة وتعطيلها
في Azure IoT، يشير الأمر والتحكم إلى العمليات التي تتيح لك إرسال الأوامر إلى الأجهزة وتلقي الاستجابات منها. على سبيل المثال، يمكنك إرسال أمر إلى جهاز إلى:
- تعيين درجة حرارة الهدف.
- طلب قيم درجة الحرارة القصوى والدنيا لآخر ساعتين.
- تعيين الفاصل الزمني لبيانات تتبع الاستخدام إلى 10 ثوان.
أوليات
يمكن لحلول Azure IoT استخدام البدائيات التالية لكل من إدارة الجهاز والأوامر والتحكم:
- توائم الجهاز لمشاركة بيانات الحالة ومزامنتها مع السحابة. على سبيل المثال، يمكن للجهاز استخدام توأم الجهاز للإبلاغ عن الحالة الحالية للم صمام يتحكم فيه إلى السحابة ولاستلام درجة الحرارة المستهدفة المطلوبة من السحابة.
- التوائم الرقمية لتمثيل جهاز في العالم الرقمي. على سبيل المثال، يمكن أن يمثل التوأم الرقمي الموقع الفعلي للجهاز وقدراته وعلاقاته مع الأجهزة الأخرى. لمعرفة المزيد حول الاختلافات بين توائم الجهاز والتوائم الرقمية، راجع فهم IoT أجهزة التوصيل و التشغيل التوائم الرقمية.
- أساليب مباشرة لتلقي الأوامر من السحابة. يمكن أن يكون للأسلوب المباشر معلمات وإرجاع استجابة. على سبيل المثال، يمكن للسحابة استدعاء أسلوب مباشر لطلب إعادة تشغيل الجهاز في 30 ثانية.
- رسائل من السحابة إلى الجهاز لتلقي إعلامات أحادية الاتجاه من السحابة. على سبيل المثال، إعلام بأن التحديث جاهز للتنزيل.
لمعرفة المزيد، راجع إرشادات الاتصالات من السحابة إلى الجهاز.
تسجيل الجهاز
قبل أن يتمكن الجهاز من الاتصال بمركز IoT، يجب تسجيله. تسجيل الجهاز هو عملية إنشاء هوية جهاز في السحابة. يحتوي كل مركز IoT على سجل الجهاز الداخلي الخاص به. يتم استخدام هوية الجهاز لمصادقة الجهاز عند اتصاله ب Azure IoT. يتضمن إدخال تسجيل الجهاز الخصائص التالية:
- معرف جهاز فريد.
- معلومات المصادقة مثل المفاتيح المتماثلة أو شهادات X.509.
- نوع الجهاز. هل هو جهاز IoT Edge أم لا؟
إذا كنت تعتقد أن جهازا ما معرض للخطر أو لا يعمل بشكل صحيح، يمكنك تعطيله في سجل الجهاز لمنعه من الاتصال بالسحابة. للسماح للجهاز بالاتصال مرة أخرى بالسحابة بعد حل المشكلة، يمكنك إعادة تمكينه في سجل الجهاز. يمكنك أيضا إزالة جهاز من سجل الجهاز بشكل دائم لمنعه تماما من الاتصال بالسحابة.
لمعرفة المزيد، راجع فهم سجل الهوية في مركز IoT.
يوفر IoT Central واجهة مستخدم لإدارة سجل الجهاز في مركز IoT الأساسي. لمعرفة المزيد، راجع إضافة جهاز (IoT Central) .
توفير الأجهزة
يجب تكوين كل جهاز في الحل الخاص بك مع تفاصيل مركز IoT الذي يجب الاتصال به. يمكنك تكوين كل جهاز يدويا في الحل الخاص بك، ولكن قد لا يكون هذا النهج عمليا لعدد كبير من الأجهزة. للتغلب على هذه المشكلة، يمكنك استخدام خدمة توفير الأجهزة (DPS) لتسجيل كل جهاز تلقائيا باستخدام مركز IoT، ثم تزويد كل جهاز بمعلومات الاتصال المطلوبة. إذا كان حل IoT الخاص بك يستخدم عدة مراكز IoT، يمكنك استخدام DPS لتوفير الأجهزة إلى مركز استنادا إلى معايير مثل أيهما أقرب مركز إلى الجهاز. يمكنك تكوين DPS الخاص بك مع قواعد لتسجيل وتوفير أجهزتك قبل نشر الجهاز فعليا في الحقل.
إذا كان حل IoT الخاص بك يستخدم IoT Hub، فإن استخدام DPS اختياري. إذا كنت تستخدم IoT Central، فإن الحل الخاص بك يستخدم تلقائيا مثيل DPS الذي يديره IoT Central.
لمعرفة المزيد، راجع نظرة عامة على خدمة تزويد الأجهزة.
نشر الجهاز
في Azure IoT، يشير نشر الجهاز عادة إلى عملية تثبيت البرامج على جهاز IoT Edge. عندما يتصل جهاز IoT Edge بمركز IoT، فإنه يتلقى بيان توزيع يحتوي على تفاصيل الوحدات النمطية لتشغيلها على الجهاز. يحتوي بيان التوزيع أيضا على معلومات التكوين للوحدات النمطية. هناك عدد من الوحدات النمطية القياسية المتاحة لأجهزة IoT Edge. يمكنك أيضا إنشاء الوحدات النمطية المخصصة الخاصة بك.
لمعرفة المزيد، راجع ما هو Azure IoT Edge؟
إذا كنت تستخدم IoT Central، يمكنك إدارة بيانات التوزيع باستخدام واجهة مستخدم IoT Central.
تحديثات الجهاز
بشكل عام، يجب أن يتضمن حل IoT الخاص بك طريقة لتحديث برنامج الجهاز. بالنسبة لجهاز IoT Edge، يمكنك تحديث الوحدات النمطية التي تعمل على الجهاز عن طريق تحديث بيان النشر.
بالنسبة لجهاز غير IoT Edge، تحتاج إلى طريقة لتحديث البرنامج الثابت للجهاز. يمكن أن تستخدم عملية التحديث هذه رسالة من سحابة إلى جهاز لإعلام الجهاز بأن تحديث البرنامج الثابت متوفر. ثم يقوم الجهاز بتشغيل التعليمات البرمجية المخصصة لتنزيل التحديث وتثبيته.
يوفر تحديث الجهاز لخدمة IoT Hub حلا مدارا لتحديث الأجهزة. يمكنك من تحميل تحديثات البرامج الثابتة إلى السحابة ثم توزيعها على الأجهزة. كما يتيح لك مراقبة عملية التحديث والعودة إلى إصدار سابق إذا فشل التحديث.
إدارة مفتاح الجهاز وتدارته
أثناء دورة حياة حل IoT الخاص بك، قد تحتاج إلى تمرير المفاتيح المستخدمة لمصادقة الأجهزة. على سبيل المثال، قد تحتاج إلى تمرير المفاتيح إذا كنت تشك في تعرض مفتاح للخطر أو إذا انتهت صلاحية الشهادة:
- تمرير المفاتيح المستخدمة لمصادقة الأجهزة في IoT Hub وDPS
- تمرير المفاتيح المستخدمة لمصادقة الأجهزة في IoT Central
مراقبة الجهاز
كجزء من مراقبة الحلول الشاملة، قد ترغب في مراقبة صحة أجهزتك. على سبيل المثال، قد ترغب في مراقبة صحة أجهزتك أو اكتشاف متى لم يعد الجهاز متصلا بالسحابة. تتضمن خيارات مراقبة الأجهزة ما يلي:
- تستخدم الأجهزة توأم الجهاز للإبلاغ عن حالته الحالية إلى السحابة. على سبيل المثال، يمكن للجهاز الإبلاغ عن درجة الحرارة الداخلية الحالية أو مستوى البطارية الحالي الخاص به.
- يمكن للأجهزة رفع التنبيهات عن طريق إرسال رسائل بيانات تتبع الاستخدام إلى السحابة.
- يمكن ل IoT Hub رفع الأحداث عند اتصال الأجهزة أو قطع الاتصال بالسحابة.
- يمكن ل IoT Central استخدام القواعد لتشغيل الإجراءات عند استيفاء المعايير المحددة.
- استخدم أدوات التعلم الآلي لتحليل تدفقات بيانات تتبع الاستخدام للجهاز لتحديد الحالات الشاذة التي تشير إلى وجود مشكلة في الجهاز.
لمعرفة المزيد، راجع مراقبة حالة اتصال الجهاز (IoT Hub).
ترحيل الجهاز
إذا كنت بحاجة إلى ترحيل جهاز من IoT Central إلى IoT Hub، يمكنك استخدام أداة ترحيل الجهاز. لمعرفة المزيد، راجع ترحيل الأجهزة من IoT Central إلى IoT Hub.
الأوامر والتحكم
لإرسال أوامر إلى أجهزتك للتحكم في سلوكها، استخدم:
الطرق المباشرة للاتصالات التي تتطلب تأكيدًا فوريًا للنتيجة. غالبًا ما تُستخدم الطرق المباشرة للتحكم التفاعلي في الأجهزة مثل تشغيل مروحة.
خصائص الجهاز المزدوج المطلوبة للأوامر طويلة الأمد التي تهدف إلى وضع الجهاز في حالة معينة مطلوبة. على سبيل المثال، عيّن الفاصل الزمني لإرسال بيانات تتبع الاستخدام على 30 دقيقة.
الرسائل من السحابة إلى الجهاز للإعلامات أحادية الاتجاه إلى الجهاز.
لمعرفة المزيد، راجع إرشادات الاتصالات من السحابة إلى الجهاز.
في بعض السيناريوهات، يمكنك أتمتة التحكم في الجهاز استنادا إلى حلقات الملاحظات. على سبيل المثال، إذا كانت درجة حرارة الجهاز عالية جدا، يمكن للمنطق الذي يعمل في السحابة إرسال أمر لتشغيل مروحة. يمكن لعملية السحابة بعد ذلك إرسال أمر لإيقاف تشغيل المروحة عندما تعود درجة الحرارة إلى طبيعتها.
من الممكن أيضا تشغيل هذا النوع من الأتمتة محليا. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم IoT Edge لتنفيذ جهاز البوابة، يمكنك تشغيل المنطق الذي يتحكم في الجهاز في وحدة IoT Edge. يمكن أن يؤدي تشغيل هذا النوع من المنطق على الحافة إلى تقليل زمن الانتقال وتوفير المرونة إذا كان هناك انقطاع في الشبكة.
المهام
يمكنك استخدام الأساليب المباشرة والخصائص المطلوبة والرسائل من السحابة إلى الجهاز لإرسال الأوامر إلى أجهزة فردية. إذا كنت بحاجة إلى إرسال أوامر إلى أجهزة متعددة، يمكنك استخدام المهام. تتيح لك الوظائف جدولة الأوامر وتحديثات الخصائص المطلوبة وإرسالها إلى أجهزة متعددة في نفس الوقت. يمكنك أيضا استخدام المهام لمراقبة تقدم الأوامر والعودة إلى حالة سابقة إذا فشلت الأوامر.
لمعرفة المزيد، راجع:
الخطوات التالية
الآن بعد أن رأيت نظرة عامة على إدارة الأجهزة والتحكم فيها في حلول Azure IoT، تتضمن بعض الخطوات التالية المقترحة ما يلي: