Przetwarzanie danych pojazdów w czasie rzeczywistym przy użyciu Internetu rzeczy

Cosmos DB
IoT Edge
Kula
Stream Analytics
SQL Database

Pomysł na rozwiązanie

Jeśli chcesz, abyśmy rozszerzyli ten artykuł o więcej informacji, takich jak potencjalne przypadki użycia, alternatywne usługi, zagadnienia dotyczące implementacji lub wskazówki dotyczące cen, daj nam znać, GitHub opinie!

Pozyskiwanie, przetwarzanie i wizualizacja danych pojazdów to kluczowe możliwości potrzebne do tworzenia rozwiązań połączonych samochodów. Przechwytując i analizując te dane, możemy odszyfrować cenne szczegółowe informacje i utworzyć nowe rozwiązania.

Na przykład w przypadku pojazdów wyposażonych w urządzenia telematyczne możemy monitorować lokalizację na żywo pojazdów, planować zoptymalizowane trasy, udzielać pomocy sterownikom i wspierać branże, które korzystają z danych telematycznych, takich jak taksówki itp. W przypadku producentów pojazdów informacje diagnostyczne mogą dostarczyć ważnych informacji dotyczących obsługi pojazdów i gwarancji.

Imagine firmy produkującej samochód, która chce utworzyć rozwiązanie:

  • Bezpieczne wysyłanie danych w czasie rzeczywistym do chmury z czujników i dołączanie komputerów zainstalowanych w ich pojazdach.

  • Twórz usługi o wartości dodanej dla swoich klientów i sprzedawców, analizując lokalizację pojazdu i inne dane czujników (takie jak czujniki związane z silnikami i czujniki związane ze środowiskiem).

  • Przechowywanie danych w celu dodatkowego przetwarzania podrzędnego w celu zapewnienia szczegółowych informacji z akcjami (na przykład alertów dotyczących konserwacji właścicieli pojazdów, informacji o wypadku dla instytucji ubezpieczeniowych itp.).

  • Umożliwianie technikom serwisu w sprzedaży interakcji z pojazdami przy użyciu aplikacji rzeczywistości mieszanej w celu pomocy w rozwiązywaniu problemów i naprawianiu (na przykład przy użyciu aplikacji HoloLens do wyświetlania danych w czasie rzeczywistym i wyświetlania/usuwania kodów diagnostycznych dostępnych za pośrednictwem portu USB-II pojazdu, wyświetlania procedur naprawy lub wyświetlania diagramu uszkodzonych części 3D).

Architektura

Architektura referencyjna

Dane przepływają przez rozwiązanie w następujący sposób:

  1. Komunikaty telematyczne (szybkość, lokalizacja itp.) są wysyłane przez urządzenie Azure Sphere komórkowe do Azure IoT Hub. W scenariuszu greenfield producent pojazdu może dołączyć moduł Sphere do każdego pojazdu w momencie produkcji. W scenariuszu z brownfield pojazd jest modernizowany za pomocą rozwiązania telematycznego po rynku.

  2. Azure Stream Analytics odbiera komunikat w czasie rzeczywistym z usługi Azure IoT Hub, przetwarza komunikat na podstawie logiki biznesowej i wysyła dane do warstwy obsługującej na potrzeby magazynu.

  3. W zależności od danych używane są różne bazy danych. Usługa Azure Cosmos DB przechowuje komunikaty, natomiast usługa Azure SQL DB przechowuje dane relacyjne i transakcyjne oraz działa jako źródło danych dla warstwy prezentacji i akcji. Azure Synapse zawiera zagregowane dane i działa jako źródło danych dla narzędzi analizy biznesowej (BI).

  4. Aplikacje internetowe, mobilne, bi i rzeczywistości mieszanej można budowaną w warstwie obsługującej. Na przykład dane warstwy obsługującej można uwidocznić przy użyciu interfejsów API do celów innych firm (na przykład firm ubezpieczeniowych, dostawców itp.).

  5. Gdy pojazd wymaga obsługi w centrum obsługi klienta, urządzenie Azure Sphere jest połączone z portem USB-II pojazdu przez technika serwisowego.

  6. Aplikacja Azure Sphere nawiąże połączenie z portem USB-II pojazdu i przesyła strumieniowo dane w celu Azure IoT Edge za pośrednictwem MQTT. Urządzenie Azure Sphere jest połączone Wi-Fi urządzeniem Azure IoT Edge zainstalowanym w centrum obsługi. Dane CYKL-II są przesyłane strumieniowo z Azure IoT Edge do Azure IoT Hub przetwarzane w tym samym potoku przetwarzania komunikatów.

    • W najnowszej wersji systemu operacyjnego 20.10 Azure Sphere można teraz bezpiecznie łączyć się z Azure IoT Edge przy użyciu własnych certyfikatów urządzeń. Azure Sphere urządzenia jest unikatowy dla każdego urządzenia i jest automatycznie odnawiany przez usługę zabezpieczeń Azure Sphere co 24 godziny po zakończeniu przez urządzenie zdalnego procesu zaświadczeń i uwierzytelniania.

    • Azure Sphere komunikuje się bezpośrednio z usługą Azure Sphere Security Service, a nie za pośrednictwem Azure IoT Edge. Azure Sphere Security Service to oparta na chmurze usługa firmy Microsoft, która komunikuje się z mikroutonami Azure Sphere w celu umożliwienia konserwacji, aktualizacji i kontroli. Czasami skrót AS3.

  7. Brokerzy ogólnego przeznaczenia MQTT są teraz dostępne w Azure IoT Edge. Urządzenie Azure Sphere będzie publikować komunikaty w IoT Hub wbudowanym temacie MQTT ( devices/{sphere_deviceid}/messages/events/ ).

    • Azure IoT Edge to konteneryzowane aplikacje zarządzane przez usługę IoT Edge i mogą uruchamiać usługi platformy Azure (takie jak Azure Stream Analytics), niestandardowe modele ML lub własny kod specyficzny dla rozwiązania.
  8. Technik serwisowy, noszący HoloLens, może zasubskrybować temat MQTT ( ) i bezpiecznie wyświetlać dane ZESM-II przy użyciu aplikacji HoloLens zawierającej klienta devices/{sphere_deviceid}/messages/events/ MQTT. Klient HoloLens MQTT musi być autoryzowany do nawiązywania połączenia i subskrybowania tematu. Łącząc urządzenie HoloLens bezpośrednio z bramą usługi IoT Edge, technik serwisu może wyświetlać dane pojazdu niemal w czasie rzeczywistym, unikając opóźnienia wysyłania danych do chmury i z powrotem. Technik serwisowy może również wchodzić w interakcje z portem USB-II pojazdu (na przykład wyczyść światło "sprawdź silnik") nawet wtedy, gdy centrum obsługi jest odłączone od chmury.

Składniki

  • Azure Sphere to bezpieczna platforma aplikacji wysokiego poziomu z wbudowanymi funkcjami komunikacji i zabezpieczeń dla urządzeń połączonych z Internetem. Obejmuje ona zabezpieczony, połączony, krzyżowy mikrokontroler (MCU), niestandardowy system operacyjny Oparty na systemie Linux (OS) i usługę zabezpieczeń opartą na chmurze, która zapewnia ciągłe, bezpieczne źródła energii.

  • Azure IoT Edge   Zapewnia brokera MQTT i uruchamia w środowisku lokalnym inteligentne aplikacje brzegowe w celu zapewnienia małych opóźnień i mniejszego użycia przepustowości.

  • Azure IoT Hub znajduje się w warstwie pozyskiwania i obsługuje dwukierunkową komunikację z urządzeniami, dzięki czemu akcje mogą być wysyłane z chmury lub Azure IoT Edge do urządzenia.

  • Azure Stream Analytics (ASA) zapewnia bezużyteczne przetwarzanie strumieniowe w czasie rzeczywistym, które może uruchamiać te same zapytania w chmurze i na brzegu sieci. Usługa ASA w Azure IoT Edge może filtrować lub agregować dane lokalnie, umożliwiając podejmowanie inteligentnych decyzji o tym, które dane muszą być wysyłane do chmury w celu dalszego przetwarzania lub przechowywania.

  • Usługi Azure Cosmos DB, Azure SQL Database i Azure Synapse Analytics znajdują się w warstwie magazynowania Obsługujące. Azure Stream Analytics można zapisywać komunikaty bezpośrednio w Cosmos DB przy użyciu danych wyjściowych. Dane można agregować i przenosić z usług Cosmos DB i Azure SQL do Azure Synapse przy użyciu Azure Data Factory.

  • Azure Synapse Analytics to rozproszony system do przechowywania i analizowania dużych zestawów danych. Dzięki użyciu masowego przetwarzania równoległego (MPP) nadaje się do uruchamiania analizy o wysokiej wydajności.

  • Usługa Azure Synapse Link dla usługi Azure Cosmos DB umożliwia uruchamianie analizy niemal w czasie rzeczywistym danych operacyjnych w usłudze Azure Cosmos DB bez żadnego wpływu na wydajność lub koszty obciążenia transakcyjnego przy użyciu dwóch aparatów analitycznych dostępnych w obszarze roboczym usługi Azure Synapse: SQL Serverless i Pule Spark.

  • Microsoft Power BI to zestaw narzędzi do analizy biznesowej do analizowania danych i udostępniania szczegółowych informacji. Power BI może odpytować model semantyczny przechowywany w Analysis Services lub może bezpośrednio Azure Synapse zapytania.

  • Usługa Azure App Services może służyć do tworzenia aplikacji internetowych i mobilnych. Usługa Azure API Management może służyć do uwidoczniania danych podmiotom trzecim na podstawie danych przechowywanych w warstwie obsługującej.

  • Microsoft HoloLens mogą być używane przez techników serwisowych do wyświetlania danych pojazdów (na przykład historii usługi, danych z systemu RADI-II, diagramów części itp.) w celu pomocy w rozwiązywaniu problemów i naprawianiu.

Alternatywy

  • Synapse Link to preferowane przez firmę Microsoft rozwiązanie do analizy na podstawie Cosmos DB.

Następne kroki