IoT Hub を使用したデバイス管理の概要Overview of device management with IoT Hub

Azure IoT Hub には、デバイスやバックエンドの開発者が堅牢なデバイス管理ソリューションを構築するために使用できる機能や拡張モデルが用意されています。Azure IoT Hub provides the features and an extensibility model that enable device and back-end developers to build robust device management solutions. デバイスは、リソースの制約の大きいセンサーをはじめ、専用マイクロコントローラー、デバイス グループの通信をルーティングする強力なゲートウェイなど、多岐にわたります。Devices range from constrained sensors and single purpose microcontrollers, to powerful gateways that route communications for groups of devices. また、用途や IoT オペレーターの要件は業界によってかなり異なります。In addition, the use cases and requirements for IoT operators vary significantly across industries. このような違いがありながら、IoT Hub によるデバイス管理で提供される機能、パターン、およびコード ライブラリは、多様なデバイスとエンド ユーザーに対応することができます。Despite this variation, device management with IoT Hub provides the capabilities, patterns, and code libraries to cater to a diverse set of devices and end users.


この記事で言及されている一部の機能 (cloud-to-device メッセージ、デバイス ツイン、デバイス管理など) は、IoT ハブの Standard レベルだけで使用することができます。Some of the features mentioned in this article, like cloud-to-device messaging, device twins, and device management, are only available in the standard tier of IoT hub. IoT Hub の Basic レベルおよび Standard レベルの詳細については、適切な IoT Hub レベルの選び方に関するページを参照してください。For more information about the basic and standard IoT Hub tiers, see How to choose the right IoT Hub tier.

優れたエンタープライズ IoT ソリューションを構築するために不可欠な要素は、オペレーターがそのデバイス コレクションを継続的に管理するための手法について、戦略を定めることです。A crucial part of creating a successful enterprise IoT solution is to provide a strategy for how operators handle the ongoing management of their collection of devices. IoT のオペレーターには、シンプルで信頼性が高く、かつ、より戦略的な観点からその仕事に取り組むことのできるツールとアプリケーションが必要です。IoT operators require simple and reliable tools and applications that enable them to focus on the more strategic aspects of their jobs. この記事では、次の内容について説明します。This article provides:

  • デバイス管理に対する Azure IoT Hub のアプローチの概要。A brief overview of Azure IoT Hub approach to device management.
  • 一般的なデバイス管理の原則の説明。A description of common device management principles.
  • デバイスのライフサイクルの説明。A description of the device lifecycle.
  • 一般的なデバイス管理パターンの概要。An overview of common device management patterns.

デバイス管理の原則Device management principles

IoT のデバイス管理には特有の課題が伴います。このため、すべてのエンタープライズ クラスのソリューションが、以下の原則に対応する必要があります。IoT brings with it a unique set of device management challenges and every enterprise-class solution must address the following principles:


  • スケールとオートメーション: IoT ソリューションには、日々の作業を自動化して比較的少人数の運用スタッフで何百万台というデバイスを管理できるシンプルなツールが必要です。Scale and automation: IoT solutions require simple tools that can automate routine tasks and enable a relatively small operations staff to manage millions of devices. 日常的な業務としてオペレーターは、多数のデバイスを遠隔から一括で操作し、直接の対応が必要な問題が発生した場合にだけ通知を受け取りたいと考えます。Day-to-day, operators expect to handle device operations remotely, in bulk, and to only be alerted when issues arise that require their direct attention.

  • 開放性と互換性: デバイスのエコシステムはきわめて多様です。Openness and compatibility: The device ecosystem is extraordinarily diverse. 数多くのデバイス クラス、プラットフォーム、プロトコルに管理ツールを適合させる必要があります。Management tools must be tailored to accommodate a multitude of device classes, platforms, and protocols. オペレーターは、制約が最も厳しいシングル プロセスの組み込みチップから、フル機能の高性能コンピューターまで、さまざまな種類のデバイスをサポートできなければなりません。Operators must be able to support many types of devices, from the most constrained embedded single-process chips, to powerful and fully functional computers.

  • コンテキスト認識: IoT の環境は動的で絶えず変化しています。Context awareness: IoT environments are dynamic and ever-changing. サービスの信頼性は最優先課題です。Service reliability is paramount. メンテナンスのダウンタイムで重要な業務に支障が生じたり、危険な状況を招いたりすることを確実に避けるために、次を考慮に入れる必要があります。Device management operations must take into account the following factors to ensure that maintenance downtime doesn't affect critical business operations or create dangerous conditions:

    • SLA の保守ウィンドウSLA maintenance windows
    • ネットワークと電源の状態Network and power states
    • 使用中のコンディションIn-use conditions
    • デバイスの位置情報Device geolocation
  • さまざまなスタッフへの情報提供: IoT 運用スタッフがそれぞれに抱えるワークフローやプロセスに対応することが不可欠となります。Service many roles: Support for the unique workflows and processes of IoT operations roles is crucial. 運用スタッフは、社内 IT 部門に課せられた制約に適合しながら、The operations staff must work harmoniously with the given constraints of internal IT departments. デバイス運用情報を、監督者やその他の管理職に継続的かつリアルタイムに伝える必要があります。They must also find sustainable ways to surface realtime device operations information to supervisors and other business managerial roles.

デバイスのライフサイクルDevice lifecycle

すべてのエンタープライズ IoT プロジェクトに共通する一般的なデバイス管理ステージ セットがあります。There is a set of general device management stages that are common to all enterprise IoT projects. Azure IoT では、デバイスのライフサイクルは 5 つのステージで構成されています。In Azure IoT, there are five stages within the device lifecycle:

Azure IoT デバイス のライフサイクルの 5 つのフェーズ: 計画、プロビジョニング、構成、監視、使用中止

この 5 つの各ステージにデバイス オペレーター要件がいくつかあり、完全なソリューションを提供するには、これを満たさなければなりません。Within each of these five stages, there are several device operator requirements that should be fulfilled to provide a complete solution:

デバイス管理パターンDevice management patterns

以下に示したのは、IoT Hub によって実現される一連のデバイス管理パターンです。IoT Hub enables the following set of device management patterns. デバイス管理のチュートリアルでは、このパターンを実際のシナリオに合わせて拡張する方法と、こうしたコア テンプレートに基づいて新しいパターンをデザインする方法について詳しく説明しています。The device management tutorials show you in more detail how to extend these patterns to fit your exact scenario and how to design new patterns based on these core templates.

  • 再起動: バックエンド アプリが、再起動を開始したことを、ダイレクト メソッドを通じてデバイスに伝えます。Reboot: The back-end app informs the device through a direct method that it has initiated a reboot. デバイスは、報告されるプロパティを使用して、その再起動状態を更新します。The device uses the reported properties to update the reboot status of the device.


  • 出荷時の設定にリセット: バックエンド アプリが、出荷時の設定へのリセットを開始したことを、ダイレクト メソッドを通じてデバイスに伝えます。Factory Reset: The back-end app informs the device through a direct method that it has initiated a factory reset. デバイスは、報告されるプロパティを使用して、そのデバイスの出荷時の設定へのリセット状態を更新します。The device uses the reported properties to update the factory reset status of the device.

    デバイス管理の出荷時の設定へのリセット パターンを示す図

  • 構成 - バックエンド アプリでは、必要なプロパティを使用して、デバイス上で実行されているソフトウェアが構成されます。Configuration: The back-end app uses the desired properties to configure software running on the device. デバイスは、報告されるプロパティを使用して、その構成状態を更新します。The device uses the reported properties to update configuration status of the device.


  • ファームウェアの更新プログラム: バックエンド アプリケーションでは、自動デバイス管理構成を使用して更新プログラムを受け取るデバイスが選択され、更新プログラムを受け取る場所がデバイスに通知され、更新プロセスが監視されます。Firmware Update: The back-end app uses an automatic device management configuration to select the devices to receive the update, to tell the devices where to find the update, and to monitor the update process. デバイスは、複数のステップから成るプロセスを開始してファームウェア イメージをダウンロード、検証し、それを適用して、デバイスを再起動して IoT Hub サービスに再接続します。The device initiates a multistep process to download, verify, and apply the firmware image, and then reboot the device before reconnecting to the IoT Hub service. この複数のステップから成るプロセスの間、デバイスは、報告されるプロパティを使用して、デバイスの進行状況と状態を更新します。Throughout the multistep process, the device uses the reported properties to update the progress and status of the device.


  • 進行状況とステータスの報告: ソリューション バックエンドによって、一連のデバイス対してデバイス ツイン クエリが実行され、デバイス上で実行されている操作のステータスと進行状況が報告されます。Reporting progress and status: The solution back end runs device twin queries, across a set of devices, to report on the status and progress of actions running on the devices.


次の手順Next Steps

IoT Hub でデバイス管理用に提供される機能、パターン、コード ライブラリを使用することで、デバイスのライフサイクル ステージごとのエンタープライズ IoT オペレーター要件を満たす IoT アプリケーションを作成できます。The capabilities, patterns, and code libraries that IoT Hub provides for device management, enable you to create IoT applications that fulfill enterprise IoT operator requirements within each device lifecycle stage.

IoT Hub のデバイス管理機能についての学習を続けるには、デバイス管理の概要に関するチュートリアルをご覧ください。To continue learning about the device management features in IoT Hub, see the Get started with device management tutorial.