Was ist Azure IoT (Internet der Dinge)?What is Azure Internet of Things (IoT)?

Azure IoT (Internet der Dinge) ist eine Sammlung von Clouddiensten, die von Microsoft verwaltet werden und Milliarden von IoT-Ressourcen verbinden, überwachen und steuern.The Azure Internet of Things (IoT) is a collection of Microsoft-managed cloud services that connect, monitor, and control billions of IoT assets. Vereinfacht ausgedrückt besteht eine IoT-Lösung aus einem oder mehreren IoT-Geräten und einem oder mehreren in der Cloud ausgeführten Back-End-Diensten, die miteinander kommunizieren.In simpler terms, an IoT solution is made up of one or more IoT devices and one or more back-end services running in the cloud that communicate with each other.

In diesem Artikel werden die Grundlagen von IoT erörtert, Anwendungsfälle vorgestellt und die acht verfügbaren separaten Dienste erklärt.This article discusses the basics of IoT, talks about use cases, and briefly explains the eight separate services available. Wenn Sie wissen, welche Optionen verfügbar sind, können Sie entscheiden, mit welcher Option Sie sich zum Entwerfen Ihres Szenarios näher befassen möchten.By understanding what's available, you can figure out what you want to look at more closely to help design your scenario.

EinführungIntroduction

Eine IoT-Lösung umfasst folgende Hauptkomponenten: Geräte, Back-End-Dienste und die Kommunikation zwischen diesen beiden Komponenten.The main parts of an IoT solution are as follows: devices, back-end services, and the communications between the two.

IoT-GeräteIoT devices

Geräte bestehen in der Regel aus einer Leiterplatte mit Sensoren, die mit dem Internet verbunden sind.Devices are generally made up of a circuit board with sensors attached that connect to the internet. Viele Geräte kommunizieren über einen WLAN-Chip.Many devices communicate via a Wi-Fi chip. Hier sind einige Beispiele für IoT-Geräte:Here are some examples of IoT devices:

  • Drucksensoren an einer räumlich entfernten Ölpumpepressure sensors on a remote oil pump
  • Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren in einer Klimaanlagetemperature and humidity sensors in an air-conditioning unit
  • Beschleunigungsmesser in einem Fahrstuhlaccelerometers in an elevator
  • Präsenzmelder in einem Raumpresence sensors in a room

Zwei Geräte, die häufig zum Erstellen von Prototypen verwendet werden, sind das einfache MXChip IoT DevKit von Microsoft und Raspberry PI-Geräte.Two devices that are frequently used for prototyping are the basic MX Chip IoT Devkit from Microsoft and Raspberry PI devices. Das MXChip DevKit verfügt über integrierte Sensoren für Temperatur, Druck und Feuchtigkeit sowie über ein Gyroskop, einen Beschleunigungsmesser, ein Magnetometer und einen WLAN-Chip.The MX Chip Devkit has sensors built in for temperature, pressure, humidity, as well as a gyroscope and accelerometer, a magnetometer and a Wi-Fi chip. Raspberry PI ist ein IoT-Gerät, an das verschiedenste Sensoren angefügt werden können, sodass Sie genau die für Ihr Szenario benötigten Produkte auswählen können.Raspberry PI is an IoT device to which you can attach many different kinds of sensors, so you can select exactly what you need for your scenario.

Weitere Informationen zu verfügbaren IoT-Geräten finden Sie im branchenweit größten Katalog mit für IoT zertifizierten Geräten.For more information about available IoT devices, check out the industry's largest catalog of devices certified for IoT.

Die IoT-Geräte-SDKs ermöglichen Ihnen das Erstellen von Apps, die auf Ihren Geräten ausgeführt werden, damit sie die erforderlichen Aufgaben ausführen können.The IoT Device SDKs enable you to build apps that run on your devices so they can perform the tasks you need. Mit den SDKs können Sie Telemetriedaten an Ihren IoT-Hub senden, Nachrichten und Updates vom IoT-Hub empfangen usw.With the SDKs, you can send telemetry to your IoT hub, receive messages and updates from the IoT Hub, and so on.

KommunikationCommunication

Ihr Gerät kann in beide Richtungen mit Back-End-Diensten kommunizieren.Your device can communicate with back-end services in both directions. Hier sind einige Beispiele für Methoden, mit denen das Gerät mit der Back-End-Lösung kommunizieren kann.Here are some examples of ways that the device can communicate with the back-end solution.

BeispieleExamples

  • Ihr Gerät sendet alle fünf Minuten die Temperatur von einem Kühllaster an einen IoT Hub.Your device may send temperature from a mobile refrigeration truck every 5 minutes to an IoT Hub.

  • Der Back-End-Dienst kann das Gerät zum häufigeren Senden von Telemetriedaten auffordern, um ein Problem zu diagnostizieren.The back-end service can ask the device to send telemetry more frequently to help diagnose a problem.

  • Ihr Gerät kann Warnungen basierend auf den von den Sensoren ausgelesenen Werten senden.Your device can send alerts based on the values read from its sensors. Beispiel: Bei der Überwachung eines Chargenreaktors in einer Chemieanlage sollte eine Warnung gesendet werden, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet.For example, if monitoring a batch reactor in a chemical plant, you may want to send an alert when the temperatures exceeds a certain value.

  • Ihr Gerät kann Informationen an ein Dashboard zur Anzeige für Bedienpersonal senden.Your device can send information to a dashboard for viewing by human operators. Beispielsweise kann ein Kontrollraum in einer Raffinerie die Temperatur und den Druck der einzelnen Rohre sowie die Durchflussmenge eines bestimmten Rohrs anzeigen, sodass die Bediener es beobachten können.For example, a control room in a refinery may show the temperature and pressure of each pipe, as well as the volume flowing through that pipe, allowing the operators to watch it.

Diese und weitere Aufgaben können mithilfe der IoT-Geräte-SDKs implementiert werden.These tasks, and more, can be implemented using the IoT Device SDKs.

Überlegungen zur VerbindungConnection Considerations

Das Herstellen von sicheren und zuverlässigen Verbindungen zwischen Geräten ist bei IoT-Lösungen häufig die größte Herausforderung.Connecting devices securely and reliably is often the biggest challenge in IoT solutions. Der Grund hierfür ist, dass IoT-Geräte im Vergleich zu anderen Clients, z.B. Browsern und mobilen Apps, andere Merkmale aufweisen.This is because IoT devices have different characteristics when compared to other clients such as browsers and mobile apps. Für IoT-Geräte gilt beispielsweise Folgendes:Specifically, IoT devices:

  • Es handelt sich häufig um eingebettete Systeme ohne menschlichen Bediener (im Gegensatz zu einem Smartphone).Are often embedded systems with no human operator (unlike a phone).

  • Sie können an Remotestandorten bereitgestellt werden, an denen der physische Zugriff mit hohen Kosten verbunden ist.Can be deployed in remote locations, where physical access is expensive.

  • Sie sind unter Umständen nur über das Back-End der Lösung erreichbar.May only be reachable through the solution back end. Es gibt keine andere Möglichkeit zur Interaktion mit dem Gerät.There is no other way to interact with the device.

  • Sie verfügen ggf. über eingeschränkte Stromversorgungs- und Verarbeitungsressourcen.May have limited power and processing resources.

  • Sie verfügen ggf. über intermittierende, langsame oder teure Netzwerkverbindungen.May have intermittent, slow, or expensive network connectivity.

  • Sie müssen unter Umständen proprietäre, benutzerdefinierte oder branchenspezifische Anwendungsprotokolle verwenden.May need to use proprietary, custom, or industry-specific application protocols.

Back-End-DiensteBack-end services

Hier sind einige der Funktionen, die ein Back-End-Dienst bereitstellen kann.Here are some of the functions a back-end service can provide.

  • Bedarfsgesteuertes Empfangen von Telemetriedaten von Ihren Geräten und Bestimmen, wie diese Daten verarbeitet und gespeichert werden sollenReceiving telemetry at scale from your devices, and determining how to process and store that data.

  • Analysieren der Telemetriedaten entweder in Echtzeit oder später, um Erkenntnisse zu gewinnenAnalyzing the telemetry to provide insights, either in real time or after the fact.

  • Senden von Befehlen aus der Cloud an ein bestimmtes GerätSending commands from the cloud to a specific device.

  • Bereitstellen von Geräten und Steuern, welche Geräte eine Verbindung mit Ihrer Infrastruktur herstellen könnenProvisioning devices and control which devices can connect to your infrastructure.

  • Kontrollieren des Zustands Ihrer Geräte und Überwachung deren AktivitätenControl the state of your devices and monitor their activities.

In einem Szenario mit der vorhersagbaren Wartung werden mit dem Cloud-Back-End beispielsweise Telemetrieverlaufsdaten gespeichert.For example, in a predictive maintenance scenario, the cloud back end stores historical telemetry. Von der Lösung werden diese Daten verwendet, um mögliches anomales Verhalten für bestimmte Pumpen zu identifizieren, bevor ein echtes Problem entsteht.The solution uses this data to identify potential anomalous behavior on specific pumps before they cause a real problem. Per Datenanalyse kann identifiziert werden, dass die Vorbeugungslösung darin besteht, einen Befehl zurück an das Gerät zu senden, um eine Korrekturmaßnahme durchzuführen.Using data analytics, it can identify that the preventative solution is to send a command back to the device to take a corrective action. Bei diesem Prozess wird eine automatisierte Feedbackschleife zwischen dem Gerät und der Cloud generiert, mit der die Effizienz der Lösung deutlich gesteigert wird.This process generates an automated feedback loop between the device and the cloud that greatly increases the solution efficiency.

Ein IoT-BeispielAn IoT example

Hier ist ein Beispiel dafür, wie ein Unternehmen IoT verwendet, um Millionen von Dollar zu sparen.Here is an example of how one company used IoT to save millions of dollars.

Es handelt sich um eine riesige Rinderfarm mit hunderttausenden von Kühen.There is a huge cattle ranch with hundreds of thousands of cows. Es ist sehr aufwendig, den Überblick über so viele Kühe zu behalten, um zu wissen, wie es ihnen geht, da man dafür viel herumfahren muss.It's a big deal to keep track of that many cows, and know how they're doing, and requires a lot of driving around. Daher wurden alle Kühe mit einem Sensor versehen, der Daten wie GPS-Koordinaten und Temperatur an einen Back-End-Dienst sendet. Diese Daten werden in eine Datenbank geschrieben.They attached sensors to every single cow, sending information such as the GPS coordinates and temperature to a back-end service to be written to a database.

Ein Analytikdienst überprüft dann die eingehenden Daten und analysiert sie für jede Kuh, um Fragen wie die folgenden zu prüfen:Then they have an analytical service that scans the incoming data and analyzes the data for each cow to check questions like the following:

  • Hat die Kuh Fieber?Is the cow running a temperature? Wie lange hat die Kuh schon Fieber?How long has the cow been running a temperature? Wenn es mehr als einen Tag ist, werden die GPS-Koordinaten abgerufen, die Kuh wird gesucht und gegebenenfalls mit Antibiotika behandelt.If it has been longer than a day, get the GPS coordinates and go find the cow, and if appropriate, treat it with antibiotics.

  • Befindet sich die Kuh länger als einen Tag an derselben Stelle?Is the cow in the same place for more than a day? Wenn dies der Fall ist, werden die GPS-Koordinaten abgerufen, und die Kuh wird gesucht.If so, get the GPS coordinates and go find the cow. Ist die Kuh von einer Klippe gefallen?Has the cow fallen off of a cliff? Ist die Kuh verletzt?Is the cow injured? Benötigt die Kuh Hilfe?Does the cow need help?

Durch die Implementierung dieser IoT-Lösung ist es dem Unternehmen möglich, die Kühe schnell zu überprüfen und zu behandeln. Die Fahrtzeit, um nach den Kühen zu sehen, wurde dadurch erheblich reduziert, und das Unternehmen spart viel Geld.Implementing this IoT solution made it possible for the company to check and treat the cows quickly, and cut down on the amount of time they had to spend driving around checking on their animals, saving them a lot of money. Weitere Praxisbeispiele dafür, wie Unternehmen IoT verwenden, finden Sie in den technischen Fallstudien von Microsoft zu IoT.For more real-life examples of how companies use IoT, see Microsoft Technical Case Studies for IoT.

IoT-DiensteIoT Services

In Azure gibt es mehrere IoT-bezogene Dienste, und fällt es häufig nicht leicht zu entscheiden, welchen Sie verwenden sollten.There are several IoT-related services in Azure and it can be confusing to figure out which one you want to use. Einige Dienste wie IoT Central und die IoT Solution Accelerators bieten Vorlagen, mit denen Sie Ihre eigene Lösung erstellen und schnell loslegen können.Some, such as IoT Central and the IoT solution accelerators, provide templates to help you create your own solution and get started quickly. Sie können andere verfügbare Dienste nutzen, um Ihre eigenen vollständigen Lösungen zu entwickeln. Alles hängt davon ab, wie viel Hilfe und wie viel Kontrolle Sie möchten.You can also fully develop your own solutions using other services available -- it all depends on how much help you want, and how much control. Hier ist eine Liste mit den verfügbaren Diensten und ihren Verwendungsmöglichkeiten.Here is a list of the services available, as well as what you may use them for.

  1. IoT Central: Hierbei handelt es sich um eine IoT-Anwendungsplattform, die das Erstellen von IoT-Lösungen vereinfacht und den Aufwand und die Kosten für IoT-Verwaltungsvorgänge und -Entwicklung senkt.IoT Central: This is an IoT application platform that simplifies the creation of IoT solutions and helps to reduce the burden and cost of IoT management operations, and development. Zuerst wählen Sie eine Vorlage für Ihren Gerätetyp und erstellen und testen eine einfache IoT Central-Anwendung, die von den Bedienern des Geräts verwendet wird.To start, you select a template for your device type and create and test a basic IoT Central application that the operators of the device will use. Die IoT Central-Anwendung ermöglicht Ihnen auch das Überwachen der Geräte und das Bereitstellen von neuen Geräten.The IoT Central application will also enable you to monitor the devices and provision new devices. Dieser Dienst ist für einfach aufgebaute IoT-Lösungen vorgesehen, für die keine eingehende Dienstanpassung erforderlich ist.This service is for straightforward solutions that don't require deep service customization.

  2. IoT Solution Accelerators: Dies ist eine Sammlung von PaaS-Lösungen, mit denen Sie die Entwicklung einer IoT-Lösung beschleunigen können.IoT solution accelerators: This is a collection of PaaS solutions you can use to accelerate your development of an IoT solution. Sie beginnen mit einer bereitgestellten IoT-Lösung und passen diese Lösung dann umfassend Ihren Anforderungen an.You start with a provided IoT solution and then fully customize that solution to your requirements. Sie benötigen Java- oder .NET-Kenntnisse, um das Back-End anzupassen, und JavaScript-Kenntnisse, um die Visualisierung anzupassen.You need Java or .NET skills to customize the back-end, and JavaScript skills to customize the visualization.

  3. IoT Hub: Dieser Dienst ermöglicht Ihnen das Verbinden Ihrer Geräte mit einem IoT Hub sowie das Überwachen und Kontrollieren von Milliarden von IoT-Geräten.IoT Hub: This service allows you to connect from your devices to an IoT hub, and monitor and control billions of IoT devices. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie bidirektionale Kommunikation zwischen Ihren IoT-Geräten und Ihrem Back-End benötigen.This is especially useful if you need bi-directional communication between your IoT devices and your back end. Hierbei handelt es sich um den zugrunde liegenden Dienst für IoT Central und IoT-Solution Accelerators.This is the underlying service for IoT Central and IoT solution accelerators.

  4. IoT Hub Device Provisioning Service: Dies ist ein Hilfsdienst für IoT Hub, den Sie zur sicheren Bereitstellung von Geräten an Ihren IoT Hub verwenden können.IoT Hub Device Provisioning Service: This is a helper service for IoT Hub that you can use to provision devices to your IoT hub securely. Mit diesem Dienst können Sie problemlos Millionen von Geräten schnell bereitstellen, anstatt sie einzeln bereitzustellen.With this service, you can easily provision millions of devices rapidly, rather than provisioning them one by one.

  5. IoT Edge: Dieser Dienst basiert auf IoT Hub.IoT Edge: This service builds on top of IoT Hub. Er kann zum Analysieren von Daten auf den IoT-Geräten anstatt in der Cloud verwendet werden.It can be used to analyze data on the IoT devices rather than in the cloud. Durch das teilweise Verlagern Ihrer Workload in den Edge-Bereich müssen weniger Nachrichten in die Cloud gesendet werden.By moving parts of your workload to the edge, fewer messages need to be sent to the cloud.

  6. Azure Digital Twins: Dieser Dienst ermöglicht Ihnen das Erstellen umfassender Modelle der physischen Umgebung.Azure Digital Twins: This service enables you to create comprehensive models of the physical environment. Damit können Sie die Beziehungen und Interaktionen zwischen Menschen, Räumen und Geräten modellieren.You can model the relationships and interactions between people, spaces, and devices. Beispielsweise können Sie den Wartungsbedarf für eine Fabrik vorhersagen, den Energiebedarf für ein Stromnetz in Echtzeit analysieren oder die Verwendung der verfügbaren Fläche für ein Büro optimieren.For example, you can predict maintenance needs for a factory, analyze real-time energy requirements for an electrical grid, or optimize the use of available space for an office.

  7. Time Series Insights: Dieser Dienst ermöglicht Ihnen das Speichern, Visualisieren und Abfragen großer Mengen an Zeitreihendaten, die von IoT-Geräten generiert werden.Time Series Insights: This service enables you to store, visualize, and query large amounts of time series data generated by IoT devices. Sie können diesen Dienst mit IoT Hub verwenden.You can use this service with IoT Hub.

  8. Azure Maps: Dieser Dienst stellt geografische Informationen für Webanwendungen und mobile Anwendungen bereit.Azure Maps: This service provides geographic information to web and mobile applications. Es gibt einen vollständigen Satz von REST-APIs sowie ein webbasiertes JavaScript-Steuerelement, die zum Erstellen von flexiblen Anwendungen genutzt werden können, die für Desktopanwendungen oder mobile Anwendungen für Apple- und Windows-Geräte funktionieren.There is a full set of REST APIs as well as a web-based JavaScript control that can be used to create flexible applications that work on desktop or mobile applications for both Apple and Windows devices.

Nächste SchritteNext steps

Einige konkrete Anwendungsfälle und die entsprechenden Architekturen finden Sie in den technischen Fallstudien zu Microsoft Azure IoT.For some actual business cases and the architecture used, see the Microsoft Azure IoT Technical Case Studies.

Einige Beispielprojekte, die Sie mit einem IoT-DevKit testen können, finden Sie im IoT DevKit-Projektkatalog.For some sample projects that you can try out with an IoT DevKit, see the IoT DevKit Project Catalog.

Eine ausführlichere Erläuterung der verschiedenen Dienste deren Verwendung finden Sie unter Azure IoT-Dienste und -Technologien.For a more comprehensive explanation of the different services and how they are used, see Azure IoT services and technologies.

Ausführliche Informationen zur IoT-Architektur finden Sie unter Microsoft Azure IoT Reference Architecture (Microsoft Azure IoT-Referenzarchitektur).For an in-depth discussion of IoT architecture, see the Microsoft Azure IoT Reference Architecture.