Vývoj zařízení Azure IoT

  • Článek

Azure IoT je kolekce spravovaných služeb a služeb platformy, které připojují, monitorují a řídí vaše zařízení IoT. Azure IoT nabízí vývojářům komplexní sadu možností. Mezi vaše možnosti patří platformy zařízení, podpůrné cloudové služby, sady SDK, podpora MQTT a nástroje pro vytváření cloudových aplikací s podporou zařízení.

Tento článek popisuje několik klíčových aspektů pro vývojáře, kteří s Azure IoT začínají.

Cesty vývoje zařízení

Tento článek popisuje dvě běžné cesty vývoje zařízení. Každá cesta obsahuje sadu souvisejících možností a úloh vývoje.

  • Obecný vývoj zařízení: Je v souladu s moderními postupy vývoje, cílí na jazyky vyššího řádu a provádí se v operačním systému pro obecné účely, jako je Windows nebo Linux.

    Poznámka:

    Pokud je vaše zařízení schopné spouštět operační systém pro obecné účely, doporučujeme postupovat podle postupu vývoje pro obecné zařízení. Poskytuje bohatší sadu možností vývoje.

  • Vývoj vložených zařízení: Popisuje vývoj, který cílí na zařízení s omezenými prostředky. Často používáte zařízení s omezením prostředků ke snížení nákladů na jednotku, spotřebě energie nebo velikosti zařízení. Tato zařízení mají přímou kontrolu nad hardwarovou platformou, na které se spouští.

Obecný vývoj zařízení

Někteří vývojáři přizpůsobí stávající zařízení pro obecné účely, aby se připojili ke cloudu a integrovali se do svých řešení IoT. Tato zařízení můžou podporovat jazyky vyššího řádu, jako je C# nebo Python, a často podporují robustní operační systém pro obecné účely, jako je Windows nebo Linux. Mezi běžná cílová zařízení patří počítače, kontejnery, Raspberry Pis a mobilní zařízení.

Místo vývoje omezených zařízení ve velkém se obecně vývojáři zařízení zaměřují na povolení konkrétního scénáře IoT vyžadovaného jejich cloudovým řešením. Někteří vývojáři také pracují na omezených zařízeních pro své cloudové řešení. Vývojáři, kteří pracují se zařízeními s omezenými prostředky, najdete v cestě Vývoj pro vložené zařízení.

Důležité

Informace o sadách SDK, které se mají použít pro obecný vývoj zařízení, najdete v sadách SDK zařízení.

Vývoj vložených zařízení

Vložené vývojové cíle cílí na omezená zařízení, která mají omezenou paměť a zpracování. Omezená zařízení omezují, čeho lze dosáhnout v porovnání s tradiční vývojovou platformou.

Integrovaná zařízení obvykle používají operační systém v reálném čase (RTOS) nebo vůbec žádný operační systém. Integrovaná zařízení mají plnou kontrolu nad hardwarem kvůli nedostatku operačního systému pro obecné účely. Díky této skutečnosti jsou vložená zařízení dobrou volbou pro systémy v reálném čase.

Aktuální vložené sady SDK cílí na jazyk C . Vložené sady SDK poskytují buď žádný operační systém, nebo podporu Eclipse ThreadX. Jsou navrženy s ohledem na vložené cíle. Aspekty návrhu zahrnují nutnost minimálního využití paměti a návrh bez přidělení paměti.

Důležité

Informace o sadách SDK, které se mají použít s vývojem vložených zařízení, najdete v sadách SDK pro vložená zařízení.

Výběr hardwaru

Zařízení Azure IoT jsou základními stavebními bloky řešení IoT a zodpovídají za pozorování a interakci s jejich prostředím. Existuje mnoho různých typů zařízení IoT a je užitečné pochopit, jaké druhy zařízení existují a jak můžou ovlivnit váš proces vývoje.

Další informace o rozdílech mezi typy zařízení popsanými v tomto článku najdete v tématu O typech zařízení IoT.

Výběr sady SDK

Jako vývojář zařízení Azure IoT máte různorodou sadu sad SDK, protokolů a nástrojů, které pomáhají vytvářet cloudové aplikace s podporou zařízení.

Existují dvě hlavní možnosti připojení zařízení a komunikace se službou IoT Hub:

  • Použijte sady SDK Azure IoT. Ve většině případů doporučujeme používat sady SDK Azure IoT versus přímé použití MQTT. Sady SDK zjednodušují vývoj a zjednodušují složitost připojování a správě zařízení. IoT Hub podporuje protokol MQTT v3.1.1 a sady SDK IoT zjednodušují proces použití MQTT ke komunikaci se službou IoT Hub.
  • Použijte přímo protokol MQTT. Existuje několik výhod vytvoření řešení IoT Hub pro přímé použití MQTT. Například řešení, které používá MQTT přímo bez sad SDK, je možné sestavit na otevřeném standardu MQTT. Přístup založený na standardech usnadňuje řešení a poskytuje větší kontrolu nad tím, jak se zařízení připojují a komunikují. IoT Hub ale není plnohodnotným zprostředkovatelem MQTT a nepodporuje všechna chování zadaná ve standardu MQTT v3.1.1. Částečná podpora MQTT v3.1.1 zvyšuje náklady na vývoj a složitost. Vývojáři zařízení by měli zvážit kompromisy při použití sad SDK pro zařízení IoT a přímo pomocí MQTT. Další informace najdete v tématu Komunikace se službou IoT Hub pomocí protokolu MQTT.

Pro vývoj zařízení existují tři sady sdk IoT:

  • Sady SDK pro zařízení (pro použití jazyků s vyšším pořadím pro připojení stávajících zařízení pro obecné účely k aplikacím IoT)
  • Vložené sady SDK pro zařízení (pro připojení zařízení s omezenými prostředky k aplikacím IoT)
  • Sady SDK služeb (pro vytváření řešení Azure IoT, která připojují zařízení ke službám)

Další informace o výběru sady SDK pro zařízení nebo službu Azure IoT najdete v tématu Sady SDK Azure IoT.

Výběr služby

Klíčovým krokem v procesu vývoje je výběr služby pro připojení zařízení. Existují dvě primární možnosti služby Azure IoT pro připojení a správu zařízení: IoT Hub a IoT Central.

  • Azure IoT Hub. Iot Hub slouží k hostování aplikací IoT a připojení zařízení. IoT Hub je aplikace typu platforma jako služba (PaaS), která funguje jako centrální centrum zpráv pro obousměrnou komunikaci mezi aplikacemi IoT a připojenými zařízeními. IoT Hub se může škálovat tak, aby podporoval miliony zařízení. Ve srovnání s jinými službami Azure IoT nabízí IoT Hub největší kontrolu a přizpůsobení návrhu vaší aplikace. Nabízí také většinu možností vývojářských nástrojů pro práci se službou za cenu zvýšení složitosti vývoje a správy.
  • Azure IoT Central. IoT Central je navržený tak, aby zjednodušil proces práce s řešeními IoT. Můžete ho použít jako důkaz konceptu k vyhodnocení řešení IoT. IoT Central je aplikace SaaS (software jako služba), která poskytuje webové uživatelské rozhraní, které zjednodušuje úlohy vytváření aplikací a připojování a správě zařízení. IoT Central používá IoT Hub k vytváření a správě aplikací, ale udržuje většinu podrobností pro uživatele transparentní.

Nástroje pro připojení a správu zařízení

Po výběru hardwaru a sady SDK pro zařízení, které chcete použít, máte několik možností vývojářských nástrojů. Tyto nástroje můžete použít k připojení zařízení ke službě IoT Hub a jejich správě. Následující tabulka shrnuje běžné možnosti nástrojů.

Nástroj Dokumentace Popis
portál Azure Vytvoření centra IoT pomocí webu Azure Portal Portál založený na prohlížeči pro IoT Hub a zařízení. Funguje také s dalšími prostředky Azure, včetně IoT Central.
Azure IoT Explorer Azure IoT Explorer Nejde vytvářet centra IoT. Připojení ke správě zařízení do existujícího centra IoT. Často se používá s rozhraním příkazového řádku nebo portálem.
Azure CLI Vytvoření ioT Hubu pomocí rozhraní příkazového řádku Rozhraní příkazového řádku pro vytváření a správu aplikací IoT
Azure PowerShell Vytvoření IoT Hubu pomocí PowerShellu Rozhraní PowerShellu pro vytváření a správu aplikací IoT
Azure IoT Tools pro VS Code Vytvoření centra IoT s nástroji pro VS Code Rozšíření VS Code pro aplikace IoT Hubu

Poznámka:

Kromě dříve uvedených nástrojů můžete programově vytvářet a spravovat aplikace IoT pomocí sad REST API, sad SDK Azure nebo šablon Azure Resource Manageru. Další informace najdete v dokumentaci ke službě IoT Hub .

Další kroky

Další informace o sadách SDK zařízení, které můžete použít k připojení zařízení k Azure IoT, najdete v následujícím článku.

Pokud chcete začít s praktickou vývojem zařízení, vyberte kurz vývoje zařízení, který je relevantní pro zařízení, která používáte. Následující kurzy jsou dobrými výchozími body pro obecný vývoj zařízení nebo vývoj vložených zařízení.