Przetwarzanie danych pojazdów w czasie rzeczywistym przy użyciu Internetu rzeczy

Cosmos DB
IoT Edge
Kula
Stream Analytics
SQL Database

Pozyskiwanie, przetwarzanie i Wizualizacja danych pojazdu polega na najważniejszych możliwościach tworzenia połączonych rozwiązań samochodowych.Vehicle data ingestion, processing, and visualization are key capabilities needed to create connected car solutions. Przechwytując i analizując te dane, możemy odszyfrować cenne informacje i utworzyć nowe rozwiązania.By capturing and analyzing this data, we can decipher valuable insights and create new solutions.

Na przykład w przypadku pojazdów wyposażonych w urządzenia telematyczne możemy monitorować aktywną lokalizację pojazdów, planować zoptymalizowane trasy, zapewniać pomoc dla sterowników i wspierać branże, które zużywają lub korzystają z danych telematycznych, takich jak ubezpieczyciele itp. W przypadku producentów pojazdów informacje diagnostyczne mogą dostarczać ważne informacje dotyczące obsługi i gwarancji pojazdów.For example, with vehicles equipped with telematics devices, we can monitor the live location of vehicles, plan optimized routes, provide assistance to drivers, and support industries that consume or benefit from telematics data such as insurers, etc. For vehicle manufacturers, diagnostic information can provide important information for vehicle servicing and warranties.

Wyobraź sobie firmę produkcyjną samochodów, która chce utworzyć rozwiązanie w celu:Imagine a car manufacturing company that wants to create a solution to:

  • Bezpieczne wysyłanie danych w czasie rzeczywistym do chmury z czujników i dołączanie komputerów zainstalowanych w swoich pojazdach.Securely send real-time data to the cloud from sensors and onboard computers installed in its vehicles.

  • Tworzenie usług dodanych przez klientów i dystrybutorów przez analizowanie lokalizacji pojazdu i innych danych czujników (na przykład czujników związanych z aparatem i czujników związanych ze środowiskiem).Create value-added services for its customers and dealers by analyzing vehicle location, and other sensor data (such as engine-related sensors and environment-related sensors).

  • Przechowuj dane dla dodatkowego przetwarzania podrzędnego, aby zapewnić szczegółowe informacje umożliwiające podejmowanie działań (na przykład alerty konserwacyjne dla właścicieli pojazdu, informacji o wypadkach dla Agencji ubezpieczeniowych itp.).Store the data for additional downstream processing to provide actionable insights (For example, maintenance alerts for vehicle owners, accident information for insurance agencies, etc.).

  • Zezwalaj technikom usługi dealerów na współdziałanie z pojazdami przy użyciu aplikacji rzeczywistości mieszanej, która pomaga w rozwiązywaniu problemów i naprawianiu (na przykład za pomocą aplikacji HoloLens do wyświetlania danych w czasie rzeczywistym oraz wyświetlania/czyszczenia kodów diagnostycznych dostępnych za pośrednictwem portu OBD-II pojazdu, wyświetlania procedur naprawczych lub wyświetlania rozwiniętego diagramu części 3W).Allow dealer service technicians to interact with vehicles using a mixed reality application to aid in troubleshooting and repair (For example, using a HoloLens application to view real-time data and view/clear diagnostic codes available through a vehicle’s OBD-II port, view repair procedures, or to view an exploded 3D parts diagram).

Architektura referencyjnaReference architecture

Architektura referencyjna

Dane są przepływane przez rozwiązanie w następujący sposób:The data flows through the solution as follows:

  1. Komunikaty telematyczne (szybkość, lokalizacja itp.) są wysyłane przez Azure Sphere urządzenie z obsługą sieci komórkowej do usługi Azure IoT Hub.Telematics messages (speed, location, etc.) are sent by an Azure Sphere cellular-enabled device to Azure IoT Hub. W scenariuszu Greenfield producent pojazdu może uwzględnić moduł sfery w każdym pojeździe w czasie produkcji.In a greenfield scenario, the vehicle manufacturer may include a Sphere module in each vehicle at time of manufacture. W scenariuszu brownfield pojazd jest poddany modernizację przy użyciu rozwiązania telematycznego po wprowadzeniu na rynek.In a brownfield scenario, the vehicle is retrofitted with an after-market telematics solution.

  2. Azure Stream Analytics pobiera komunikat w czasie rzeczywistym z usługi Azure IoT Hub, przetwarza komunikat na podstawie logiki biznesowej i wysyła dane do warstwy obsługującej magazyn.Azure Stream Analytics picks up the message in real time from Azure IoT Hub, processes the message based on the business logic and sends the data to the serving layer for storage.

  3. W zależności od danych są używane różne bazy danych.Different databases are used depending on the data. Azure Cosmos DB przechowuje komunikaty, natomiast usługa Azure SQL DB przechowuje dane relacyjne i transakcyjne oraz działa jako źródło danych dla prezentacji i warstwy akcji.Azure Cosmos DB stores the messages, while Azure SQL DB stores relational and transactional data, and acts as a data source for the presentation and action layer. Usługa Azure Synapse zawiera dane zagregowane i działa jako źródło danych dla narzędzi analizy biznesowej (BI).Azure Synapse contains aggregated data and acts as the data source for Business Intelligence (BI) tools.

  4. Aplikacje dla sieci Web, aplikacji mobilnych, analizy biznesowej i rzeczywistości mieszanej mogą być kompilowane na warstwie obsługującej.Web, mobile, BI, and mixed reality applications can be built on the serving layer. Można na przykład uwidocznić dane warstwy przy użyciu interfejsów API dla użycia innych firm (na przykład firm ubezpieczeniowych, dostawców itp.).For example, you can expose serving layer data using APIs for third-party uses (for example, insurance companies, suppliers, etc.).

  5. Gdy pojazd wymaga obsługi w centrum usługi dealera, urządzenie Azure Sphere jest połączone z portem OBD-II pojazdu przez technikę usługi.When a vehicle requires servicing at a dealer service center, an Azure Sphere device is connected to the vehicle’s OBD-II port by a service technician.

  6. Aplikacja Azure Sphere nawiązuje połączenie z portem OBD-II pojazdu i przesyła strumienie danych OBD-II do Azure IoT Edge za pośrednictwem MQTT.The Azure Sphere application connects to the vehicle’s OBD-II port and streams OBD-II data to Azure IoT Edge over MQTT. Urządzenie Azure Sphere jest połączone Wi-Fi z urządzeniem Azure IoT Edge zainstalowanym w centrum usług.The Azure Sphere device is connected over Wi-Fi to the Azure IoT Edge device installed at the service center. Dane OBD-II są przesyłane strumieniowo z Azure IoT Edge do platformy Azure IoT Hub i przetwarzane w tym samym potoku przetwarzania komunikatów.The OBD-II data is streamed from Azure IoT Edge to Azure IoT Hub and processed in the same message processing pipeline.

    • W najnowszej wersji systemu operacyjnego 20,10 Azure Sphere może teraz łączyć się bezpiecznie, aby Azure IoT Edge przy użyciu własnych certyfikatów urządzeń.With the latest 20.10 OS release, Azure Sphere can now connect securely to Azure IoT Edge using its own device certificates. Certyfikat urządzenia Azure Sphere jest unikatowy dla każdego urządzenia i jest automatycznie odnawiany przez usługę Azure Sphere Security co 24 godziny, po upływie którego urządzenie przejdzie do zdalnego zaświadczania i uwierzytelniania.Azure Sphere device certificate is unique to every device and is automatically renewed by Azure Sphere Security Service every 24 hours after the device passes the remote attestation and authentication process.

    • Azure Sphere komunikuje się bezpośrednio z usługą zabezpieczeń Azure Sphere, a nie za pomocą Azure IoT Edge.Azure Sphere communicates directly with the Azure Sphere Security Service and not through Azure IoT Edge. Azure Sphere Security Service to oparta na chmurze usługa firmy Microsoft, która komunikuje się z Azure Sphere wiórami w celu włączenia obsługi, aktualizacji i kontroli.Azure Sphere Security Service is Microsoft's cloud-based service that communicates with Azure Sphere chips to enable maintenance, update, and control. Czasami skrócić AS3.Sometimes abbreviated AS3.

  7. Broker MQTT jest teraz dostępny w Azure IoT Edge.General-purpose MQTT brokering is now available in Azure IoT Edge. Urządzenie Azure Sphere będzie publikować komunikaty do IoT Hub wbudowanego tematu MQTT ( devices/{sphere_deviceid}/messages/events/ ).The Azure Sphere device will publish messages to the IoT Hub built-in MQTT topic (devices/{sphere_deviceid}/messages/events/).

    • Moduły Azure IoT Edge są aplikacjami kontenerami zarządzanymi przez IoT Edge i mogą uruchamiać usługi platformy Azure (takie jak Azure Stream Analytics), niestandardowe modele ML lub własny kod specyficzny dla rozwiązania.Azure IoT Edge modules are containerized applications managed by IoT Edge and can run Azure services (such as Azure Stream Analytics), custom ML models or your own solution-specific code.
  8. Specjalista ds. usług, w tym urządzenie HoloLens, może subskrybować temat MQTT ( devices/{sphere_deviceid}/messages/events/ ) i bezpiecznie wyświetlać dane diagnostyczne-II przy użyciu aplikacji HoloLens zawierającej klienta MQTT.A service technician, wearing a HoloLens, can subscribe to the MQTT topic (devices/{sphere_deviceid}/messages/events/) and securely view OBD-II data using a HoloLens application containing an MQTT client. Klient MQTT HoloLens musi mieć autoryzację, aby nawiązać połączenie i subskrybować ten temat.The HoloLens MQTT client must be authorized to connect and subscribe to the topic. Łącząc urządzenie HoloLens bezpośrednio z bramą IoT Edge, technicy usługi mogą wyświetlać dane pojazdu niemal w czasie rzeczywistym, unikając opóźnienia wysyłania danych do chmury i z powrotem.By connecting the HoloLens directly to the IoT Edge gateway, the service technician can view the vehicle’s data in near real-time, avoiding the latency of sending the data to the cloud and back. Specjalista ds. usług może również współdziałać z portem OBD-II pojazdu (na przykład wyczyścić lampę "Sprawdź aparat"), nawet jeśli centrum usług zostało odłączone od chmury.The service technician can also interact with the vehicle’s OBD-II port (for example, clear “check engine” light) even when the service center is disconnected from the cloud.

SkładnikiComponents

  • Azure Sphere to bezpieczna platforma aplikacji wysokiego poziomu z wbudowanymi funkcjami komunikacji i zabezpieczeń dla urządzeń połączonych z Internetem.Azure Sphere is a secure, high-level application platform with built-in communication and security features for internet-connected devices. Obejmuje ona bezpieczną, połączoną, skrzyżowaną jednostkę mikrokontrolerów (MIKROKONTROLERY), niestandardowy system operacyjny oparty na systemie Linux i usługę zabezpieczeń opartą na chmurze, która zapewnia ciągły i odnawialny zabezpieczenia.It comprises a secured, connected, crossover microcontroller unit (MCU), a custom Linux-based operating system (OS), and a cloud-based security service that provides continuous, renewable security.

  • Azure IoT Edge   zapewnia brokera MQTT i uruchamia aplikacje inteligentnej krawędzi w środowisku lokalnym w celu zapewnienia małych opóźnień i mniejszej przepustowości.Azure IoT Edge provides MQTT brokering and runs intelligent edge applications on-premises to ensure low latency, lower bandwidth usage.

  • Usługa Azure IoT Hub znajduje się w warstwie pozyskiwania i obsługuje komunikację dwukierunkową z urządzeniami, umożliwiając wysyłanie akcji z chmury lub Azure IoT Edge do urządzenia.Azure IoT Hub is in the ingestion layer and supports bi-directional communication back to devices, allowing Actions to be sent from the cloud or Azure IoT Edge to the device.

  • Usługa Azure Stream Analytics (ASA) zapewnia przetwarzanie strumienia bezserwerowego w czasie rzeczywistym, które może uruchamiać te same zapytania w chmurze i na krawędzi.Azure Stream Analytics (ASA) provides real-time, serverless stream processing that can run the same queries in the cloud and on the edge. Usługa ASA na Azure IoT Edge umożliwia filtrowanie lub agregowanie danych lokalnie, co pozwala na szybkie podejmowanie decyzji o tym, które dane muszą być wysyłane do chmury w celu dalszej obróbki lub magazynu.ASA on Azure IoT Edge can filter or aggregate data locally, enabling intelligent decisions about which data needs to be sent to the cloud for further processing or storage.

  • Azure Cosmos DB, Azure SQL Database i Azure Synapse Analytics znajdują się w warstwie magazynowej.Azure Cosmos DB, Azure SQL Database and Azure Synapse Analytics are in the Serving storage layer. Azure Stream Analytics może zapisywać wiadomości bezpośrednio do Cosmos DB przy użyciu danych wyjściowych.Azure Stream Analytics can write messages directly to Cosmos DB using an output. Dane można agregować i przenosić z Cosmos DB i Azure SQL do platformy Azure Synapse przy użyciu Azure Data Factory.Data can be aggregated and moved from Cosmos DB and Azure SQL to Azure Synapse using Azure Data Factory.

  • Azure Synapse Analytics to rozproszony system do przechowywania i analizowania dużych zestawów danych.Azure Synapse Analytics is a distributed system for storing and analyzing large datasets. Użycie ogromnego przetwarzania równoległego (MPP) jest odpowiednie do uruchamiania analizy o wysokiej wydajności.Its use of massive parallel processing (MPP) makes it suitable for running high-performance analytics.

  • Microsoft Power BI to zestaw narzędzi do analizy biznesowej, który umożliwia analizowanie danych i udostępnianie szczegółowych informacji.Microsoft Power BI is a suite of business analytics tools to analyze data and share insights. Power BI może badać model semantyczny przechowywany w Analysis Services lub bezpośrednio wykonywać zapytania dotyczące usługi Azure Synapse.Power BI can query a semantic model stored in Analysis Services, or it can query Azure Synapse directly.

  • Usługa Azure App Services może służyć do tworzenia aplikacji internetowych i mobilnych.Azure App Services can be used to build web and mobile applications. Za pomocą usługi Azure API Management można ujawniać dane innym firmom w oparciu o dane przechowywane w warstwie obsługującej.Azure API Management can be used to expose data to third parties, based on the data stored in the Serving Layer.

  • Urządzenia HoloLens firmy Microsoft mogą być używane przez techników obsługi do wyświetlania danych pojazdu (na przykład historia usług, dane diagnostyczne-II, diagramy części itp.) holographically w celu ułatwienia rozwiązywania problemów i naprawy.Microsoft HoloLens can be used by service technicians to view vehicle data (for example, service history, OBD-II data, part diagrams, etc.) holographically to aid in troubleshooting and repair.

Następne krokiNext steps