Share via

Osvědčené postupy pro konfiguraci zařízení v rámci řešení IoT

  • Článek

Automatická správa zařízení v Azure IoT Hub automatizuje řadu opakujících se a složitých úloh správy velkých vozového parku zařízení po celou dobu jejich životního cyklu. Tento článek definuje řadu osvědčených postupů pro různé role, které jsou součástí vývoje a provozu řešení IoT.

  • Výrobce/integrátor hardwaru IoT: Výrobci hardwaru IoT, integrátoři kompletující hardware od různých výrobců nebo dodavatelé poskytující hardware pro nasazení IoT vyráběný nebo integrovaný jinými dodavateli. Podílí se na vývoji a integraci firmwaru, vložených operačních systémů a integrovaného softwaru.

  • Vývojář řešení IoT: Vývoj řešení IoT obvykle provádí vývojář řešení. Tento vývojář může být součástí interního týmu nebo systémového integrátora specializujícího se na tuto činnost. Vývojář řešení IoT může vyvíjet různé komponenty řešení IoT od začátku, integrovat různé standardní nebo opensourcové komponenty.

  • Operátor řešení IoT: Po nasazení řešení IoT vyžaduje dlouhodobé operace, monitorování, upgrady a údržbu. Tyto úkoly může provádět interní tým, který se skládá ze specialistů na informační technologie, týmů pro provoz hardwaru a údržby a odborníků na domény, kteří monitorují správné chování celkové infrastruktury IoT.

Vysvětlení automatické správy zařízení pro konfiguraci zařízení IoT ve velkém měřítku

Automatická správa zařízení zahrnuje mnoho výhod dvojčat zařízení a dvojčat modulů pro synchronizaci požadovaných a hlášených stavů mezi cloudem a zařízeními. Automatické konfigurace zařízení automaticky aktualizují velké sady dvojčat a shrnují průběh a dodržování předpisů. Následující základní kroky popisují vývoj a používání automatické správy zařízení:

  • Výrobce/integrátor hardwaru IoT implementuje funkce správy zařízení ve vložené aplikaci pomocí dvojčat zařízení. Tyto funkce můžou zahrnovat aktualizace firmwaru, instalaci a aktualizaci softwaru a správu nastavení.

  • Vývojář řešení IoT implementuje vrstvu správy operací správy zařízení pomocí dvojčat zařízení a automatických konfigurací zařízení. Řešení by mělo zahrnovat definování rozhraní operátora, které bude provádět úlohy správy zařízení.

  • Operátor řešení IoT používá řešení IoT k provádění úloh správy zařízení, zejména k seskupení zařízení, zahájení změn konfigurace, jako jsou aktualizace firmwaru, monitorování průběhu a řešení vzniklých problémů.

Výrobce/integrátor hardwaru IoT

Níže jsou uvedené osvědčené postupy pro výrobce hardwaru a integrátory zabývající se vývojem integrovaného softwaru:

  • Implementace dvojčat zařízení: Dvojčata zařízení umožňují synchronizovat požadovanou konfiguraci z cloudu a hlásit aktuální konfiguraci a vlastnosti zařízení. Nejlepší způsob, jak implementovat dvojčata zařízení ve vložených aplikacích, je použít sady Azure IoT SDK. Dvojčata zařízení jsou nejvhodnější pro konfiguraci, protože:

    • Podpora obousměrné komunikace
    • Povolte stav zařízení připojeno i odpojeno.
    • Dodržujte princip konečné konzistence.
    • Jsou plně dotazovatelné v cloudu.

  • Strukturujte dvojče zařízení pro správu zařízení: Dvojče zařízení by mělo být strukturované tak, aby vlastnosti správy zařízení byly logicky seskupené do oddílů. Tím umožníte izolaci změn konfigurace, aniž by to mělo vliv na ostatní části dvojčete. Vytvořte například část v požadovaných vlastnostech pro firmware, další část pro software a třetí část pro nastavení sítě.

  • Sestava atributů zařízení, které jsou užitečné pro správu zařízení: Atributy, jako je značka a model fyzického zařízení, firmware, operační systém, sériové číslo a další identifikátory, jsou užitečné pro vytváření sestav a jako parametry pro cílení změn konfigurace.

  • Definujte hlavní stavy pro hlášení stavu a průběhu: Stavy nejvyšší úrovně by měly být výčtové, aby je bylo možné ohlásit operátorovi. Aktualizace firmwaru by například hlásila stav Aktuální, Stahování, Použití, Probíhá a Chyba. Definujte další pole pro další informace o jednotlivých stavech.

Vývojář řešení IoT

Níže jsou uvedené osvědčené postupy pro vývojáře řešení IoT, kteří vytvářejí systémy založené na Azure:

  • Implementace dvojčat zařízení: Dvojčata zařízení umožňují synchronizovat požadovanou konfiguraci z cloudu a hlásit aktuální konfiguraci a vlastnosti zařízení. Nejlepší způsob, jak implementovat dvojčata zařízení v rámci aplikací cloudových řešení, je prostřednictvím sad AZURE IoT SDK. Dvojčata zařízení jsou nejvhodnější pro konfiguraci, protože:

    • Podpora obousměrné komunikace
    • Povolte stav zařízení připojeno i odpojeno.
    • Dodržujte princip konečné konzistence.
    • Jsou plně dotazovatelné v cloudu.

  • Uspořádání zařízení pomocí značek dvojčat zařízení: Řešení by mělo operátorovi umožnit definovat okruhy kvality nebo jiné sady zařízení na základě různých strategií nasazení, jako je kanár. Organizaci zařízení je možné v rámci vašeho řešení implementovat pomocí značek a dotazů dvojčat zařízení. Uspořádání zařízení je nezbytné k tomu, aby bylo možné bezpečně a přesně zavést konfiguraci.

  • Implementace automatických konfigurací zařízení: Automatické konfigurace zařízení nasazují a monitorují změny konfigurace velkých sad zařízení IoT prostřednictvím dvojčat zařízení.

    Automatické konfigurace zařízení slouží k cílovým sadám dvojčat zařízení prostřednictvím cílové podmínky, což je dotaz na značky dvojčat zařízení nebo ohlášené vlastnosti. Cílový obsah je sada požadovaných vlastností, která se nastaví v rámci cílových dvojčat zařízení. Cílový obsah by měl odpovídat struktuře dvojčete zařízení definované výrobcem nebo integrátorem hardwaru IoT. Metriky jsou dotazy na ohlášené vlastnosti dvojčete zařízení a měly by také odpovídat struktuře dvojčat zařízení definované výrobcem nebo integrátorem hardwaru IoT.

    Automatické konfigurace zařízení se poprvé spustí krátce po vytvoření konfigurace a pak v pětiminutových intervalech. Těží také z IoT Hub provádění operací s dvojčaty zařízení rychlostí, která nikdy nepřekročí limity omezení pro čtení a aktualizace dvojčat zařízení.

  • Použijte službu Device Provisioning: Vývojáři řešení by měli použít službu Device Provisioning k přiřazení značek dvojčat zařízení k novým zařízením tak, aby se automaticky konfigurovaly automatickými konfiguracemi zařízení , které jsou zaměřeny na dvojčata s danou značkou.

Operátor řešení IoT

Níže jsou uvedené osvědčené postupy pro operátory řešení IoT, kteří používají řešení IoT postavené na Azure:

  • Uspořádání zařízení pro správu: Řešení IoT by mělo definovat nebo umožnit vytváření kanálů kvality nebo jiných sad zařízení na základě různých strategií nasazení, jako je kanár. Sady zařízení se použijí k zavedení změn konfigurace a k provádění dalších operací správy zařízení ve velkém měřítku.

  • Provádění změn konfigurace pomocí postupného zavádění: Postupné zavádění je celkový proces, při kterém operátor nasazuje změny do rozšiřující se sady zařízení IoT. Cílem je provádět změny postupně, aby se snížilo riziko rozsáhlých změn způsobujících zásadní změny.  Operátor by měl použít rozhraní řešení k vytvoření automatické konfigurace zařízení a podmínka cílení by měla cílit na počáteční sadu zařízení (například kanárovou skupinu). Operátor by pak měl ověřit změnu konfigurace v počáteční sadě zařízení.

    Po dokončení ověření operátor aktualizuje automatickou konfiguraci zařízení tak, aby zahrnovala větší sadu zařízení. Operátor by měl také nastavit vyšší prioritu konfigurace než jiné konfigurace, které jsou aktuálně určené pro tato zařízení. Zavedení je možné monitorovat pomocí metrik hlášených automatickou konfigurací zařízení.

  • V případě chyb nebo chybných konfigurací proveďte vrácení zpět: Automatickou konfiguraci zařízení, která způsobuje chyby nebo chybné konfigurace, je možné vrátit zpět změnou podmínky cílení tak, aby zařízení již nesplňovala podmínku cílení. Ujistěte se, že je pro tato zařízení stále cílená jiná automatická konfigurace zařízení s nižší prioritou. Zobrazením metrik ověřte, že vrácení změn proběhlo úspěšně: Konfigurace s vrácením zpět by už neměla zobrazovat stav necílených zařízení a metriky druhé konfigurace by teď měly zahrnovat počty zařízení, na která se stále cílí.

Další kroky