Lösungsmöglichkeiten
Dieser Artikel ist ein Lösungsvorschlag. Wenn Sie möchten, dass wir diesen Artikel um weitere Informationen ergänzen, z. B. potenzielle Anwendungsfälle, alternative Dienste, Überlegungen zur Implementierung oder Preisempfehlungen, lassen Sie es uns über Feedback auf GitHub wissen.
Das Ziel von Project 15 von Microsoft besteht darin, Wissenschaftler und Naturschützer auf der ganzen Welt zu unterstützen. Das Projekt verbindet Naturschutzteams mit einer Community von Entwicklern, Schülern, Studenten und Partnern von Microsoft. Das Projekt hilft diesen Teams bei der Erfassung und Analyse der Daten, die sie für den Schutz kritischer Arten und Ökosysteme benötigen, und stützt sich dabei auf die Leistungsfähigkeit von Azure und einer offenen Plattform für das Internet der Dinge (IoT).
Aufbau
In den folgenden Abschnitten erhalten Sie Einblicke in die Funktionen und Architektur der offenen Plattform von Project 15.
Diagramm: Komponenten und Funktionen der offenen Plattform von Project 15. Die Balken geben Funktionsbereiche an, z. B. Benutzerverwaltung und Sicherheit. Die Felder stellen Aktionen dar, die die Plattform verarbeitet, z. B. das Verbinden von Geräten und Erfassen von Daten. Zwischen den Feldern befinden sich Pfeile, die den Fluss der Daten im System veranschaulichen. Die Komponenten sind farblich codiert. Hellgrüne Elemente sind vollständig in der Plattform enthalten. Dunkelgrüne Elemente sind enthalten, müssen jedoch angepasst werden. Blaue Elemente sind nicht standardmäßig enthalten und müssen vollständig angepasst werden. Außerdem werden Bilder von Tieren und Pflanzen gezeigt, die mit Sensoren und Ortungsgeräten verbunden sind. Die Pfeile geben an, dass ihre Daten in das System fließen und das System diese Geräte verwalten kann.
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Datenfluss
Die Komponenten der offenen Plattform lassen sich in die folgenden Kategorien unterteilen:
Vollständig enthalten: Hierbei handelt es sich um Azure-Dienste, die Sie einmal bereitstellen. Sie erweitern diese Komponenten, indem Sie Geräte zur Lösung hinzufügen.
Enthalten, erfordert aber Anpassung: Hierbei handelt es sich um Dienste, die von der Lösung bereitgestellt werden. Diese Dienste passen Sie entsprechend Ihres Anwendungsfalls an. Ausführliche Informationen zu diesen Diensten finden Sie im Entwicklerleitfaden für die offene Plattform von Project 15. Eine allgemeine Übersicht der Dienste finden Sie später in diesem Artikel im Abschnitt Details zur Lösung.
Nicht enthalten und erfordert vollständige Anpassung: In diese Kategorie fällt geistiges Eigentum. Nachdem Sie die Lösung in Ihrem eigenen Azure-Konto bereitgestellt haben, können Sie sie nach Ihren eigenen Vorstellungen anpassen. Stellen Sie sich vor, wie Sie ein Textverarbeitungsprogramm verwenden. Das Textverarbeitungsprogramm ist ein Werkzeug, und das Buch, das Sie schreiben, gehört Ihnen. Die Geschichte, die Sie veröffentlichen, gehört Ihnen, ebenso der Umsatz, den Sie generieren. Für die offene Plattform von Project 15 gilt dasselbe Konzept. Diese Lösung ist ein Werkzeug, mit dem Sie Ihre eigenen Lösungen entwickeln.
Details zur Lösung
Diagramm: Azure-Komponenten, aus denen die offene Project 15-Plattform besteht. Die Felder stellen die Schichten der Lösung dar, z. B. das Gateway, die Datenverarbeitungsschicht, die Darstellungsschicht und die Speicherschicht. Die Pfeile zeigen, wie die Daten zwischen diesen Schichten fließen. Die Pfeile zeigen, wie Benutzer und Geräte mit dem System interagieren.
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Die offene Project 15-Plattform besteht aus verschiedenen Azure-Diensten und -Konfigurationen:
Der Gerätebereitstellungsdienst von Azure IoT Hub stellt IoT-Geräte bereit und verbindet diese mit IoT Hub.
Streamingplattformen und -dienste erstellen die Datenpipeline, die für die grundlegende Telemetrie- und Ereignisverarbeitung erforderlich ist:
- Azure Event Hubs erfasst Telemetriedaten und Ereignisse von IoT-Geräten.
- Azure Event Grid stellt ein Veröffentlichen/Abonnieren-Modell bereit, mit dem Ereignisse weitergeleitet werden.
Azure Stream Analytics analysiert Daten (3a). Azure Functions verarbeitet Daten (3b). Azure Time Series Insights überwacht, analysiert und speichert Daten (3c). Diese drei Dienste speisen außerdem Daten in eine Darstellungsschicht ein.
Benutzer stellen über Browser eine Verbindung mit der Darstellungsschicht her. In dieser Schicht:
- stellt das Azure SignalR Service-Messaging Echtzeitvisualisierung bereit.
- stellen Azure App Service und dessen Web-Apps-Feature Plattformen zum Erstellen, Bereitstellen und Skalieren von Web-Apps bereit.
- visualisieren Tools wie Time Series Insights und Power BI IoT-Geräte, Telemetriedaten und Ereignisse auf Websites.
Datenbanken, Azure Blob Storage und Tabellen speichern Telemetriedaten und Dateidaten von Niederlassungen vor Ort.
Andere Azure-Komponenten stellen weitere Funktionalität bereit:
- Azure Functions und das API-Apps-Feature von Azure App Service stellen gemeinsam Geräteverwaltungsereignisse auf Websites zur Verfügung.
- Microsoft Entra ID verwaltet Benutzer.
- API-Apps und Event Grid verwalten externe Daten.
- Azure Digital Twins bietet Modellierungsfunktionen für die Optimierung von Vorgängen.
- Microsoft Defender for Cloud schützt die Lösung durch die Einrichtung von Sicherheitsrichtlinien und Zugriffssteuerungen.
- Azure Notification Hubs und Azure Logic Apps verarbeiten Benachrichtigungen.
- Azure Machine Learning bietet KI-Funktionen für die Vorhersage des Geräteverhaltens.
- Azure Maps zeichnet Geofencing-Daten auf, um standortbasierte Dienste bereitzustellen.
Komponenten
IoT Hub stellt eine Verbindung zwischen Geräten und den Azure-Cloudressourcen her. Mit diesem verwalteten Dienst können Sie Abfragen verwenden, um Daten zu filtern, die Sie an die Cloud senden.
Der Gerätebereitstellungsdienst von IoT Hub ermöglicht die Just-In-Time-Bereitstellung ohne Eingriff durch Benutzer. Mit diesem IoT Hub-Hilfsdienst können Sie Geräte auf sichere und skalierbare Weise bereitstellen.
Event Hubs ist eine vollständig verwaltete Big Data-Streamingplattform.
Event Grid vereinfacht ereignisbasierte Apps. Dieser Dienst leitet Ereignisse von den Quellen zu den Zielen weiter und entkoppelt dabei die Ereignisherausgeber von den Ereignisabonnenten.
Stream Analytics bietet die serverlose Datenstromverarbeitung in Echtzeit, mit der Abfragen in der Cloud und auf Geräten am Edge des Netzwerks ausgeführt werden können. Stream Analytics in IoT Edge kann Daten filtern oder aggregieren, die Sie zur weiteren Verarbeitung oder zur Speicherung an die Cloud senden.
Functions ist eine ereignisgesteuerte, serverlose Computeplattform, die Sie zum lokalen Erstellen und Debuggen ohne zusätzliches Setup verwenden können. Mit Azure Functions können Sie im großen Stil in der Cloud bereitstellen und arbeiten. Außerdem können Sie Trigger und Bindungen zum Integrieren von Diensten verwenden.
Time Series Insights ist eine Analyseplattform, die Sie zum Überwachen, Analysieren und Visualisieren von IoT-Zeitreihendaten verwenden können.
Azure SignalR Service ist eine Open-Source-Softwarebibliothek, die eine Möglichkeit zum Senden von Benachrichtigungen an Web-Apps in Echtzeit bietet.
App Service und das zugehörige Web-Apps-Feature sind vollständig verwaltete Plattformen zum Erstellen, Bereitstellen und Skalieren von Web-Apps.
Power BI ist eine Sammlung von Softwarediensten und Apps, die Sie zum Herstellen einer Verbindung mit und Visualisieren von nicht verwandten Datenquellen verwenden.
Blob Storage bietet einen optimierten Cloudobjektspeicher, der große Mengen nicht strukturierter Daten verwaltet.
API-Apps ist ein Feature von App Service, das Sie zum Erstellen und Verwenden von APIs in der Cloud mit der Sprache Ihrer Wahl verwenden können.
Microsoft Entra ID ist ein mehrinstanzenfähiger, cloudbasierter Identitätsdienst, der den Zugriff auf Azure und andere Cloud-Apps steuert.
Azure Digital Twins erstellt Modelle von IoT-Geräten und -Umgebungen. Sie können diese digitalen Darstellungen verwenden, um bessere Produkte zu entwickeln, Vorgänge zu optimieren, Kosten zu minimieren und die Kundenerfahrung zu verbessern.
Microsoft Defender for Cloud bietet XDR-Funktionen (Extended Detection and Response, erweiterte Erkennung und Reaktion), die Hybrid Cloud-Workloads vor Bedrohungen schützen.
Notification Hubs stellt eine Push-Engine bereit, die Sie zum Senden von Benachrichtigungen an beliebige Plattformen von beliebigen Back-Ends verwenden können.
Logic Apps automatisiert Workflows. Mit diesem Dienst können Sie Apps und Daten cloudübergreifend verbinden, ohne Code zu schreiben.
Machine Learning ist eine cloudbasierte Umgebung, die Ihnen das Trainieren, Bereitstellen, Automatisieren, Verwalten und Nachverfolgen von Machine Learning-Modellen ermöglicht. Mit diesen Modellen können Sie zukünftiges Verhalten, Ergebnisse und Trends prognostizieren.
Azure Maps bietet räumliche APIs zum Hinzufügen von Karten, räumlichen Analysen und Mobilitätslösungen zu Apps.
Szenariodetails
Ein wichtiger Bestandteil dieser Lösung ist die offene Plattform von Project 15, die von Microsoft entwickelt und erstellt wurde. Diese Open-Source-Software stellt eine Verbindung mit der Cloud her und verwaltet Geräte auf sichere Weise, die für Naturschutzprojekte verwendet werden. Die Architektur der Plattform dient als Referenz für die Erstellung von umfassenden IoT-Lösungen.
Indem Teams etwa 80 % der Arbeit für eine fertiggestellte Lösung abgenommen wird, hilft die offene Plattform von Project 15 dabei, die folgenden Ziele zu erreichen:
- Schließen der Qualifikationslücke: Die vorgefertigte Plattform fördert Innovationen. Wissenschaftliche Entwickler können spezifische Anwendungsfälle erweitern.
- Beschleunigen der Bereitstellung: Indem Teams bei technischen Herausforderungen unterstützt werden, reduziert die Plattform die erforderliche Zeit, um wichtige Erkenntnisse zu erlangen.
- Verringern der Entwicklungskosten: Die Plattform mindert die Komplexität, was zu geringeren Gesamtentwicklungskosten führt. Sie bietet außerdem Möglichkeiten für eine Partnerschaft mit Open-Source-Entwicklercommunitys und Universitäten.
Mögliche Anwendungsfälle
Mit der offenen Plattform trägt Project 15 zu den neuesten Azure- und IoT-Technologien für den Tierschutz und die Erhaltung von Ökosystemen bei. Dadurch beschleunigt Project 15 wissenschaftliche Innovationen in den folgenden sowie anderen Bereichen:
- Überwachung und Beobachtung von Tierarten
- Verhinderung von Wilderei
- Überwachung von Ökosystemen
- Ermittlung von Umweltverschmutzung
Bereitstellen dieses Szenarios
Die Bereitstellung in Azure erfolgt in nur einem Klick. Die Hauptkomponenten der Infrastruktur für eine IoT-Standardlösung werden dann ausgeführt.
Weitere Informationen finden Sie unter Bereitstellen von Project 15 über die offene Plattform von Microsoft.
Beitragende
Dieser Artikel wird von Microsoft gepflegt. Er wurde ursprünglich von folgenden Mitwirkenden geschrieben:
Hauptautor:
- Pamela Cortez | Azure IoT Principal PM
Nächste Schritte
- Informationen über die Bereitstellung in Azure und die Anpassung von Lösungen für den Tierschutz und die ökologische Nachhaltigkeit finden Sie unter Project 15 auf GitHub.
- Microsoft und Nachhaltigkeit
- AI for Earth
- Das Project 15-Team lädt regelmäßig Inhalte auf dem Project 15-YouTube-Kanal und auf anderen Kanälen von Microsoft hoch.
- Lesen Sie die Einführung in Azure IoT.