Was ist Azure IoT (Internet der Dinge)?

Artikel
03/06/2024

Azure Internet of Things (IoT) ist eine Sammlung von Cloud-Diensten, Edge-Komponenten und SDKs, die von Microsoft verwaltet werden und mit denen Sie im großen Stil IoT-Ressourcen verbinden, überwachen und steuern können. Vereinfacht ausgedrückt besteht eine IoT-Lösung aus IoT-Geräten, die mit Cloud-Diensten kommunizieren.

Das folgende Diagramm zeigt eine allgemeine Übersicht über die Komponenten in einer typischen IoT-Lösung. Dieser Artikel konzentriert sich auf die wichtigsten Komponentengruppen: Geräte, IoT-Cloud-Dienste, andere Cloud-Dienste und lösungsweite Bedenken. Weitere Artikel in diesem Abschnitt enthalten ausführlichere Informationen zu den einzelnen Komponenten.

Diagramm, das die allgemeine IoT-Lösungsarchitektur anzeigt.

Lösungsoptionen

Wenn Sie eine IoT-Lösung für Ihr Unternehmen erstellen, erfolgt die Bewertung Ihrer Lösung in der Regel über den Ansatz einer verwalteten Anwendungsplattform. Sie können Ihre Unternehmenslösung entweder mit Hilfe von Plattformdiensten oder mit dem Ansatz der verwalteten Anwendungsplattform erstellen.

Eine verwaltete App-Plattform ermöglicht eine schnelle Auswertung für Ihre IoT-Lösung, da bei dieser Variante weniger Entscheidungen erforderlich sind, um Ergebnisse zu erzielen. Die verwaltete App-Plattform kümmert sich um die meisten Infrastrukturelemente Ihrer Lösung, so dass Sie sich auf das Hinzufügen von Branchenwissen und die Auswertung der Lösung konzentrieren können. Azure IoT Central ist eine verwaltete App-Plattform.

Plattformdienste stellen alle Bausteine für angepasste und flexible IoT-Anwendungen bereit. Sie haben mehr Auswahl- und Programmieroptionen, wenn Sie Ihre Geräte verbinden und Ihre Daten erfassen, speichern und analysieren. Azure IoT-Plattformdienste enthalten Azure IoT Hub, einen Gerätebereitstellungsdienst und Azure Digital Twins. Azure Data Explorer, Azure Storage Platform und Azure Functions sind weitere Plattformdienste, die Teil Ihrer IoT-Lösung sein könnten.

Plattform für verwaltete Apps	Plattformdienste
Nutzen Sie eine Plattform, die den Schutz und die Verwaltung Ihrer IoT-Anwendungen und -Geräte übernimmt.	Behalten Sie die vollständige Kontrolle über die zugrunde liegenden Dienste in Ihrer Lösung. Beispiel: Skalieren und sichern Sie Dienste gemäß Ihren Anforderungen. Nutzen von internem Wissen oder des Wissen von Partnern beim Onboarding von Geräten und der Bereitstellung von Diensten.
Anpassen von Branding, Dashboards, Benutzerrollen, Geräten und Telemetriedaten. Sie können jedoch die zugrunde liegenden IoT-Dienste nicht anpassen.	Passen Sie Ihre IoT-Lösung vollständig an und steuern Sie diese.
Verfügt über eine einfache, vorhersehbare Preisstruktur.	Ermöglichen es Ihnen, Dienste zu optimieren, um die Gesamtkosten zu kontrollieren.
Als Lösung kann Azure Solution dienen.	Solution ist eine Sammlung von Azure-Diensten wie Azure IoT Hub, Gerätebereitstellungsdienst, Azure Digital Twins, Azure Data Explorer, Azure Storage Platform und Azure Functions.

Weitere Informationen finden Sie unter Welche Azure-Technologien und -Dienste können Sie zum Erstellen von IoT-Lösungen verwenden?.

IoT-Geräte

Ein IoT-Gerät besteht in der Regel aus einer Leiterplatte mit Sensoren, die per WLAN mit dem Internet eine Verbindung herstellen. Beispiel:

Ein Drucksensor einer Ölpumpe an einem entfernten Ort
Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren in einer Klimaanlage
Ein Beschleunigungsmesser in einem Fahrstuhl
Präsenzmelder in einem Raum

Bei der Erstellung Ihrer Lösung können Sie aus einer Vielzahl von Geräten von verschiedenen Herstellern wählen. Für die Prototyperstellung eines Mikroprozessorgeräts können Sie ein Gerät wie Raspberry Pi verwenden. An einen Raspberry Pi können verschiedenste Sensoren angeschlossen werden. Zum Erstellen eines Mikrocontrollergeräts verwenden Sie Geräte wie das ESPRESSIF ESP32 oder das Tutorial: Verwenden von Eclipse ThreadX, um ein STMicroelectronics B-L475E-IOT01A Discovery Kit mit IoT Hub zu verbinden. Diese Boards verfügen in der Regel über integrierte Sensoren, z. B. Temperatursensor und Beschleunigungsmesser.

Microsoft stellt Open-Source-basierte Geräte-SDKs bereit, mit denen Sie die Apps erstellen können, die auf Ihren Geräten ausgeführt werden.

Wichtig

Da IoT Central intern IoT Hub verwendet, kann jedes Gerät, das eine Verbindung mit einer IoT Central-Anwendung herstellen kann, auch eine Verbindung mit einem IoT-Hub herstellen.

Weitere Informationen zu den Geräten in Ihrer IoT-Lösung finden Sie unter IoT-Geräteentwicklung.

Konnektivität

IoT-Geräte senden in der Regel Telemetriedaten von ihren verbundenen Sensoren an Cloud-Dienste in Ihrer Lösung. Es sind jedoch auch andere Kommunikationstypen möglich, z. B. ein Cloud-Dienst, der Befehle an Ihre Geräte sendet. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für die Kommunikation von Geräten mit der Cloud und von der Cloud mit Geräten:

Ein Kühllaster sendet alle fünf Minuten Temperaturdaten an eine IoT Hub-Instanz.
Ein Cloud-Dienst sendet einen Befehl an ein Gerät, um für die Problemdiagnose die Sendefrequenz von Telemetriedaten zu ändern.
Ein Gerät zur Überwachung eines Batch-Reaktors in einem Chemiewerk, das eine Warnung sendet, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet.
Ein Thermostat meldet die maximale Temperatur, die das Gerät seit dem letzten Neustart erreicht hat.
Ein Clouddienst legt die Zieltemperatur für ein Thermostatgerät fest.

Die IoT-Geräte-SDKs und IoT Hub unterstützen gängige Kommunikationsprotokolle wie HTTP, MQTT und AMQP für die Kommunikation von Gerät zu Cloud und Cloud zu Gerät. In einigen Szenarien benötigen Sie möglicherweise ein Gateway, um Ihre IoT-Geräte mit Ihren Clouddiensten zu verbinden.

Die Merkmale von IoT-Geräten unterscheiden sich von anderen Clients wie Browsern und mobilen Apps. Für IoT-Geräte gilt beispielsweise Folgendes:

Es handelt sich häufig um eingebettete Systeme ohne menschlichen Bediener.
Sie können an Remotestandorten bereitgestellt werden, an denen der physische Zugriff mit hohen Kosten verbunden ist.
Sie sind möglicherweise nur über das Back-End der Lösung erreichbar.
Sie verfügen möglicherweise über eingeschränkte Stromversorgungs- und Verarbeitungsressourcen.
Sie bieten möglicherweise intermittierende, langsame oder teure Netzwerkkonnektivität.
Sie müssen möglicherweise geschützte, benutzerdefinierte oder branchenspezifische Anwendungsprotokolle verwenden.

Die Geräte-SDKs unterstützen Sie beim Bewältigen der Herausforderungen, sichere und zuverlässige Verbindungen zwischen Geräten und Ihrem Cloud-Dienst herzustellen.

Weitere Informationen zu Gerätekonnektivität und Gateways finden Sie unter Geräteinfrastruktur und Gerätekonnektivität.

Clouddienste

In einer IoT-Lösung ermöglichen Cloud-Dienste in der Regel Folgendes:

Empfangen Sie Telemetriedaten im großen Stil von Ihren Geräten, und bestimmen Sie, wie diese Daten verarbeitet und gespeichert werden sollen.
Analysieren der Telemetriedaten entweder in Echtzeit oder später, um Erkenntnisse zu gewinnen.
Senden Sie Befehle aus der Cloud an ein bestimmtes Gerät.
Stellen Sie Geräte bereit, und steuern Sie, welche Geräte eine Verbindung mit Ihrer Infrastruktur herstellen können.
Kontrollieren des Zustands Ihrer Geräte und Überwachung deren Aktivitäten
Verwalten der auf Ihren Geräten installierten Firmware.

Beispiel: In einer Remote-Überwachungslösung für eine Ölpumpstation verwenden die Dienste Telemetriedaten der Pumpen, um anomales Verhalten zu erkennen. Wenn ein Cloud-Dienst eine Anomalie erkennt, kann er automatisch einen Befehl an das Gerät senden, um eine Korrekturmaßnahme durchzuführen. Dieser Prozess implementiert eine automatisierte Feedbackschleife zwischen dem Gerät und der Cloud, mit der die Effizienz der Lösung deutlich gesteigert wird.

Einige Cloud-Dienste, z. B. IoT Hub und Device Provisioning Service, sind IoT-spezifisch. Andere Clouddienste, z. B. Speicher und Visualisierung, stellen generische Dienste für Ihre Lösung bereit.

Weitere Informationen finden Sie unter:

Lösungsweite Bedenken

Jede IoT-Lösung muss auf die folgenden lösungsweiten Bedenken angehen:

Sicherheit, einschließlich physischer Sicherheit, Authentifizierung, Autorisierung und Verschlüsselung.
Lösungsverwaltung, einschließlich Bereitstellung und Überwachung.
Hochverfügbarkeit und Notfallwiederherstellung für alle Komponenten in Ihrer Lösung.
Skalierbarkeit für alle Dienste in Ihrer Lösung.

IoT-Vorgänge

Von Azure Arc aktivierte Azure IoT Einsatz-Vorschau – ist eine einheitliche Datenebene für den Edge. Azure IoT Einsatz besteht aus einer Reihe modularer, skalierbarer und hochverfügbarer Dienste, die auf Kubernetes-Clustern mit Azure Arc-Unterstützung ausgeführt werden. Es ermöglicht die Datenerfassung aus verschiedenen Systemen und lässt sich mit Datenmodellierungsanwendungen wie Microsoft Fabric integrieren, um Unternehmen bei der Bereitstellung des industriellen Metaverse zu unterstützen. Weitere Informationen finden Sie unter Was ist Azure IoT Einsatz?

Nächste Schritte

Zu den empfohlenen nächsten Schritten zum Erkunden von Azure IoT gehören:

Weitere Informationen zur Azure IoT-Architektur finden Sie unter: