IoT-concepten en -Azure IoT Hub
In dit artikel worden de Internet of Things (IoT), Azure IoT Hub en IoT-apparaten besproken.
IoT-concepten
De Internet of Things (IoT) wordt doorgaans gedefinieerd als een netwerk van fysieke apparaten die verbinding maken met en gegevens uitwisselen met andere apparaten en services via internet of een ander communicatienetwerk. Er zijn momenteel meer dan tien miljard verbonden apparaten ter wereld en er worden er elk jaar meer toegevoegd. Alles wat kan worden ingesloten met de benodigde sensoren en software, kan via internet worden verbonden. De volgende technologieën hebben IoT mogelijk gemaakt:
- Toegang tot goedkope, lage stroomsensoren.
- Verschillende protocollen die internetverbinding mogelijk maken.
- Cloud-computingplatforms zoals Azure.
- Big data.
- Machine learning.
- Kunstmatige intelligentie.
Azure IoT Hub
IoT Hub is een beheerde service die wordt gehost in de cloud en die fungeert als een centrale berichtenhub voor communicatie tussen een IoT-toepassing en de gekoppelde apparaten. U kunt miljoenen apparaten en hun back-endoplossingen betrouwbaar en veilig verbinden. Bijna elk apparaat kan worden verbonden met een IoT Hub.
Er worden verschillende berichtpatronen ondersteund, waaronder apparaat-naar-cloud-telemetrie, het uploaden van bestanden van apparaten en aanvraag-antwoordmethoden om uw apparaten vanuit de cloud te beheren. IoT Hub biedt ook ondersteuning voor bewaking om het maken van apparaten, apparaatverbindingen en apparaatfouten bij te houden.
IoT Hub kan worden opgeschaald naar miljoenen gelijktijdig verbonden apparaten en miljoenen gebeurtenissen per seconde om zo uw IoT-workloads te ondersteunen. Zie IoT Hub schalen voor meer informatie over het schalen van uw IoT-hub. Ga naar de pagina met prijzen voor meer informatie over de verschillende servicelagen die door IoT Hub worden aangeboden en hoe u het beste kunt voldoen aan uw schaalbaarheidsbehoeften.
U kunt IoT Hub integreren met andere Azure-services om zo complete, end-to-end-oplossingen te bouwen. Enkele voorbeelden:
Gebruik Azure Event Grid om op een betrouwbare, veilige en schaalbare manier snel te reageren op kritieke gebeurtenissen.
Gebruik Azure Logic Apps voor het automatiseren van bedrijfsprocessen.
Gebruik Azure Machine Learning om machine learning en AI-modellen toe te voegen aan uw oplossing.
Gebruik Azure Stream Analytics voor het in realtime uitvoeren van analytische berekeningen op de gegevens die door uw apparaten worden gestreamd.
IoT Hub heeft een Service Level Agreement van 99,9% IoT Hub. In de volledige Azure SLA wordt de gegarandeerde beschikbaarheid van Azure als geheel uitgelegd.
Elk Azure-abonnement heeft standaardquotalimieten om misbruik van de service te voorkomen. Deze limieten kunnen van invloed zijn op het bereik van uw IoT-oplossing. De huidige limiet voor een abonnementsvariant is 50 IoT-hubs per abonnement. U kunt een verzoek voor een groter quota indienen door contact op te nemen met de ondersteuning. Zie Quota en beperkingen voor IoT Hub voor meer informatie. Voor meer informatie over quotabeperkingen bekijkt u een van de volgende artikelen:
IoT-apparaten
IoT-apparaten verschillen van andere clients, zoals browsers en mobiele apps. IoT-apparaten:
- Zijn vaak ingesloten systemen waarbij geen menselijke operator komt kijken.
- Kan worden geïmplementeerd op externe locaties waar fysieke toegang kostbaar is.
- Is mogelijk alleen bereikbaar via de back-end van de oplossing.
- Kan beperkte energie- en verwerkingsbronnen hebben.
- Kan onregelmatige, trage of dure netwerkverbinding hebben.
- Mogelijk moeten bedrijfseigen, aangepaste of branchespecifieke toepassingsprotocollen worden gebruikt.
Apparaat-id
Elke IoT-hub heeft een identiteitsregister met informatie over de apparaten en modules die er verbinding mee mogen maken. Voordat een apparaat of module verbinding kan maken, moet er een vermelding voor dat apparaat of module in het id-register van de IoT-hub staan. Een apparaat of module moet ook worden geverifieerd bij de IoT-hub op basis van referenties die zijn opgeslagen in het identiteitsregister.
We ondersteunen twee verificatiemethoden tussen het apparaat en de IoT Hub. U kunt een verificatie op basis van een SAS-token of X.509-certificaatverificatie gebruiken.
De op SAS gebaseerde tokenmethode biedt verificatie voor elke aanroep die door het apparaat wordt gedaan om IoT Hub door de symmetrische sleutel aan elke aanroep te koppelen. Verificatie op basis van X.509 maakt verificatie van een IoT-apparaat op de fysieke laag mogelijk als onderdeel van de standaardverbinding met Transport Layer Security (TLS). De op beveiliging token gebaseerde methode kan worden gebruikt zonder de X.509-verificatie, wat een minder veilig patroon is. De keuze tussen de twee methoden wordt voornamelijk bepaald door hoe veilig de apparaatverificatie moet zijn en de beschikbaarheid van beveiligde opslag op het apparaat (om de persoonlijke sleutel veilig op te slaan).
U kunt veel apparaten tegelijk instellen en inrichten met behulp van IoT Hub Device Provisioning Service.
Apparaatcommunicatie
Nadat u de verificatiemethode hebt geselecteerd, wordt de internetverbinding tussen het IoT-apparaat en IoT Hub beveiligd met behulp van de Transport Layer Security (TLS)-standaard. Azure IoT ondersteunt in die volgorde TLS 1.2, TLS 1.1 en TLS 1.0. Ondersteuning voor TLS 1.0 wordt alleen geboden voor compatibiliteit met eerdere eerdere gegevens. Controleer de TLS-ondersteuning in IoT Hub om te zien hoe u uw hub configureert voor het gebruik van TLS 1.2, wat de meeste beveiliging biedt.
Apparaatcommunicatiepatronen
IoT-apparaten verzenden doorgaans telemetriegegevens van de sensoren naar back-endservices in de cloud. Er zijn echter andere soorten communicatie mogelijk, zoals een back-endservice die opdrachten naar uw apparaten stuurt. Enkele voorbeelden van verschillende communicatietypen zijn:
- Een koelwagen die elke 5 minuten een temperatuur naar een IoT Hub
- Een back-endservice die een opdracht naar een apparaat verzendt om de frequentie te wijzigen waarmee telemetrie wordt verzonden om een probleem vast te stellen
- Een apparaat dat een batch-reactor in een chemische fabriek bewakingt en een waarschuwing verstuurt wanneer de temperatuur een bepaalde waarde overschrijdt
Apparaattelemetrie
Voorbeelden van telemetrie die van een apparaat wordt ontvangen, zijn sensorgegevens zoals snelheid of temperatuur, een foutbericht zoals een gemiste gebeurtenis of een informatiebericht om aan te geven dat het apparaat in goede staat is. IoT-apparaten verzenden gebeurtenissen naar een toepassing om inzichten te verkrijgen. Toepassingen vereisen mogelijk specifieke subsets van gebeurtenissen voor verwerking of opslag op verschillende eindpunten.
Apparaateigenschappen
Eigenschappen kunnen worden gelezen of ingesteld vanuit de IoT Hub en kunnen worden gebruikt om meldingen te verzenden wanneer een actie is voltooid. Een voorbeeld van een specifieke eigenschap op een apparaat is temperatuur. Dit kan een beschrijfbare eigenschap zijn die kan worden bijgewerkt op het apparaat of kan worden gelezen uit een temperatuursensor die aan het apparaat is gekoppeld.
U kunt eigenschappen inschakelen in IoT Hub apparaattweeling of Plug en Play.
Zie voor meer informatie over de verschillen tussen apparaat tweelingen en Plug en Play, Plug en Play.
Apparaatopdrachten
Een voorbeeld van een opdracht is het opnieuw opstarten van een apparaat. IoT Hub implementeert opdrachten doordat u directe methoden op apparaten kunt aanroepen. Directe methoden vertegenwoordigen een interactie tussen aanvraag en antwoord met een apparaat dat vergelijkbaar is met een HTTP-aanroep in dat ze onmiddellijk slagen of mislukken (na een door de gebruiker opgegeven time-out). Deze aanpak is nuttig voor scenario's waarbij het verloop van de onmiddellijke actie verschillend is, afhankelijk van het feit of het apparaat in staat was om te reageren.
Reageren op apparaatgegevens
IoT Hub biedt u de mogelijkheid om de waarde van uw apparaatgegevens te ontgrendelen met andere Azure-services, zodat u kunt over schakelen naar voorspellend probleemoplossend in plaats van reactief beheer. Verbinding maken uw IoT Hub met andere Azure-services om machine learning, analyses en AI te gebruiken om te reageren op realtime gegevens, verwerking te optimaliseren en diepere inzichten te verkrijgen.
Het ingebouwde eindpunt verzamelt standaard apparaatgegevens
Een ingebouwd eindpunt verzamelt standaard gegevens van uw apparaat. De gegevens worden verzameld met behulp van een aanvraag-antwoordpatroon via toegewezen IoT-apparaat-eindpunten, zijn beschikbaar voor een maximale duur van zeven dagen en kunnen worden gebruikt om acties op een apparaat uit te voeren. Dit zijn de gegevens die worden geaccepteerd door het apparaat-eindpunt:
- Apparaat-naar-cloud-berichten verzenden.
- Cloud-naar-apparaat-berichten ontvangen.
- Uploads van bestanden initiëren.
- Eigenschappen van apparaattweeling ophalen en bijwerken.
- Aanvragen voor directe methoden ontvangen.
Zie Dev Guide Endpoints IoT Hub IoT Hub meer informatie over eindpunten voor de IoT Hub v
Berichtroutering verzendt gegevens naar andere eindpunten
Gegevens kunnen ook worden doorgeleid naar verschillende services voor verdere verwerking. Naarmate de IoT-oplossing wordt geschaald, varieert ook het aantal apparaten, het volume van gebeurtenissen, de verscheidenheid aan gebeurtenissen en verschillende services. Er is een flexibele, schaalbare, consistente en betrouwbare methode nodig om gebeurtenissen te routeerden om aan dit patroon te kunnen werken. Zodra een berichtroute is gemaakt, worden de gegevens niet meer naar het ingebouwde eindpunt gestroomd, tenzij er een terugvalroute is geconfigureerd. Zie routeringszelfstudie voor een zelfstudie waarin meerdere toepassingen van berichtroutering worden getoond.
IoT Hub kan ook worden geïntegreerd met Event Grid waarmee u gegevens kunt uitwaagegevens naar meerdere abonnees. Event Grid is een volledig beheerde gebeurtenisservice waarmee u eenvoudig gebeurtenissen kunt beheren in veel verschillende Azure-services en -toepassingen. Dankzij de prestaties en schaal is het eenvoudiger om gebeurtenisgestuurde toepassingen en serverloze architecturen te bouwen. De verschillen tussen berichtroutering en het gebruik van Event Grid worden uitgelegd in berichtroutering en Event Grid vergelijking
Volgende stappen
Bekijk de snelstartgidsen voor IoT Hub als u een end-to-end IoT-oplossing wilt uitproberen:
Voor meer informatie over de manieren waarop u IoT-oplossingen kunt bouwen en implementeren met Azure IoT, gaat u naar: