Conceitos ioT e Hub IoT do Azure

A Internet das Coisas (IoT) é uma rede de dispositivos físicos que se conectam e trocam dados com outros dispositivos e serviços através da Internet ou de outra rede. Existem atualmente mais de dez mil milhões de dispositivos conectados no mundo e mais são adicionados todos os anos. Qualquer coisa que possa ser incorporada com os sensores e software necessários pode ser conectado através da internet.

Hub IoT do Azure é um serviço gerido alojado na nuvem que funciona como um centro de mensagens central para a comunicação entre uma aplicação IoT e seus dispositivos anexados. Pode ligar milhões de dispositivos e as suas soluções de backend de forma fiável e segura. Quase todos os dispositivos podem ser ligados a um hub IoT.

Vários padrões de mensagens são suportados, incluindo telemetria dispositivo-nuvem, upload de ficheiros de dispositivos e métodos de resposta de pedido para controlar os seus dispositivos a partir da nuvem. Hub IoT também suporta a monitorização para ajudá-lo a rastrear a criação de dispositivos, ligações ao dispositivo e falhas no dispositivo.

O Hub IoT dimensiona milhões de dispositivos ligados em simultâneo e milhões de eventos por segundo para suportar as suas cargas de trabalho de IoT. Para obter mais informações sobre o escalonamento do seu Hub IoT, consulte Hub IoT de escalonamento. Para saber mais sobre os níveis de serviço oferecidos pela Hub IoT, consulte a página de preços.

Pode integrar o Hub IoT noutros serviços do Azure para criar soluções ponto a ponto completas. Por exemplo, utilize:

  • O Azure Event Grid para permitir que a sua empresa reaja rapidamente a eventos críticos de forma segura, fiável e dimensionável.

  • O Azure Logic Apps para automatizar os processos de negócio.

  • O Azure Machine Learning para adicionar a aprendizagem automática e modelos de IA à sua solução.

  • O Azure Stream Analytics para executar cálculos de análise em tempo real sobre a transmissão de dados a partir dos seus dispositivos.

As aplicações IoT Central utilizam vários hubs IoT como parte da sua infraestrutura escalável e resiliente.

Cada subscrição da Azure tem limites de quota padrão para evitar o abuso de serviços. Estes limites podem afetar o âmbito da sua solução IoT. O limite atual numa base por subscrição é de 50 hubs IoT por subscrição. Pode contactar o suporte para pedir o aumento da quota. Para mais informações, consulte Hub IoT quotas e estrangulamento. Para obter mais informações sobre os limites de quota, consulte um dos seguintes artigos:

Dispositivos IoT

Os dispositivos IoT diferem de outros clientes, como navegadores e aplicações móveis. Especificamente, os dispositivos IoT:

  • São frequentemente sistemas integrados sem nenhum operador humano.
  • Pode ser implantado em locais remotos onde o acesso físico é caro.
  • Só pode ser alcançável através da solução traseira.
  • Pode ter limitado o poder e os recursos de processamento.
  • Pode ter conectividade intermitente, lenta ou dispendiosa da rede.
  • Pode ter de usar protocolos de aplicação proprietários, personalizados ou específicos da indústria.

Identidade e autenticação do dispositivo

Cada hub IoT tem um registo de identidade que armazena informações sobre os dispositivos e módulos autorizados a ligar-se ao mesmo. Antes de um dispositivo ou módulo poder ligar, deve haver uma entrada para esse dispositivo ou módulo no registo de identidade do hub IoT. Um dispositivo ou módulo autentica-se com o hub IoT com base em credenciais armazenadas no registo de identidade.

Apoiamos dois métodos de autenticação entre o dispositivo e o hub IoT. Pode utilizar a autenticação baseada em fichas SAS ou a autenticação do certificado X.509.

O método de token SAS fornece autenticação para cada chamada feita pelo dispositivo para Hub IoT associando a chave simétrica a cada chamada. A autenticação X.509 permite a autenticação de um dispositivo IoT na camada física como parte do estabelecimento de ligação padrão de Segurança da Camada de Transporte (TLS). A escolha entre os dois métodos é essencialmente ditada pela segurança da autenticação do dispositivo e pela disponibilidade de armazenamento seguro no dispositivo (para armazenar a chave privada de forma segura).

Pode configurar e providenciar muitos dispositivos de cada vez utilizando o Serviço de Provisionamento de Dispositivos Hub IoT.

Comunicação do dispositivo

Depois de selecionar o seu método de autenticação, a ligação à Internet entre o dispositivo IoT e Hub IoT é protegida utilizando a norma De Segurança da Camada de Transporte (TLS). Azure IoT suporta TLS 1.2, TLS 1.1 e TLS 1.0, por esta ordem. O suporte para TLS 1.0 é fornecido apenas para retrocompatibilidade. Verifique o suporte do TLS em Hub IoT para ver como configurar o seu hub para utilizar o TLS 1.2, que proporciona mais segurança.

Normalmente, os dispositivos IoT enviam telemetria dos sensores para serviços de back-end na nuvem. No entanto, outros tipos de comunicação são possíveis, como um serviço back-end enviando comandos para os seus dispositivos. Alguns exemplos de diferentes tipos de comunicação incluem:

  • Um caminhão de refrigeração enviando temperatura a cada 5 minutos para um hub IoT.
  • Um serviço back-end enviando um comando para um dispositivo para alterar a frequência a que envia telemetria para ajudar a diagnosticar um problema.
  • Um dispositivo que monitoriza um reator numa instalação química, enviando um alerta quando a temperatura excede um determinado valor.

Telemetria do dispositivo

Exemplos de telemetria recebida de um dispositivo podem incluir dados de sensores como velocidade ou temperatura, uma mensagem de erro como o evento perdido ou uma mensagem de informação que indique que o dispositivo está de boa saúde. Os dispositivos IoT enviam eventos para uma aplicação para obter insights. As aplicações podem exigir subconjuntos específicos de eventos para processamento ou armazenamento em diferentes pontos finais.

Propriedades do dispositivo

As propriedades podem ser lidas ou definidas a partir do hub IoT e podem ser usadas para enviar notificações quando uma ação tiver terminado. Um exemplo de uma propriedade específica num dispositivo é a temperatura. A temperatura pode ser uma propriedade credível que pode ser atualizada no dispositivo ou lida a partir de um sensor de temperatura ligado ao dispositivo.

Pode ativar propriedades em Hub IoT usando gémeos device ou Plug and Play.

Para saber mais sobre as diferenças entre gémeos de dispositivos e Plug and Play, consulte Plug and Play.

Comandos do dispositivo

Um exemplo de um comando é reiniciar um dispositivo. Hub IoT implementa comandos permitindo-lhe invocar métodos diretos em dispositivos. Os métodos diretos representam uma interação de resposta de pedido com um dispositivo semelhante a uma chamada HTTP na medida em que eles sucedem ou falham imediatamente (após um tempo limite especificado pelo utilizador). Esta abordagem é útil para cenários onde as medidas imediatas variam consoante a capacidade de resposta do dispositivo.

Agir sobre os dados do dispositivo

Hub IoT dá-lhe a capacidade de desbloquear o valor dos dados do seu dispositivo com outros serviços Azure para que possa mudar para a resolução preditiva de problemas em vez de uma gestão reativa. Ligação o seu hub IoT com outros serviços Azure para fazer machine learning, analytics e IA para agir em dados em tempo real, otimizar o processamento e obter insights mais profundos.

Nota

Hub IoT do Azure não armazena ou processa dados de clientes fora da geografia onde implementa a instância de serviço. Para mais informações, consulte a replicação cross-region em Azure.

Ponto final incorporado recolhe dados do dispositivo por padrão

Um ponto final incorporado recolhe dados do seu dispositivo por padrão. Os dados são recolhidos usando um padrão de resposta de pedido sobre pontos finais dedicados do dispositivo IoT, está disponível por uma duração máxima de sete dias, e pode ser usado para tomar ações em um dispositivo. Aqui estão os dados aceites pelo ponto final do dispositivo:

  • Envie mensagens de dispositivo para nuvem.
  • Receba mensagens nuvem-dispositivo.
  • Iniciar uploads de ficheiros.
  • Recupere e atualize as propriedades gémeas do dispositivo.
  • Receba pedidos de método direto.

Para obter mais informações sobre Hub IoT pontos finais, consulte Hub IoT Dev Guide Endpoints

O encaminhamento de mensagens envia dados para outros pontos finais

Os dados também podem ser encaminhados para diferentes serviços para posterior processamento. À medida que a solução IoT se escala, o número de dispositivos, volume de eventos, variedade de eventos e diferentes serviços também varia. Um método flexível, escalável, consistente e fiável para encaminhar eventos é necessário para servir este padrão. Uma vez criada uma rota de mensagem, os dados param de fluir para o ponto final incorporado, a menos que tenha sido configurada uma rota de recuo. Para um tutorial que mostra múltiplas utilizações do encaminhamento de mensagens, consulte o Tutorial de Encaminhamento.

Hub IoT também se integra com o Event Grid, o que permite distribuir dados a vários subscritores. Event Grid é um serviço de eventos totalmente gerido que lhe permite gerir facilmente eventos em muitos serviços e aplicações Azure diferentes. Feito para desempenho e escala, simplifica a construção de aplicações orientadas para eventos e arquiteturas sem servidor. As diferenças entre o encaminhamento de mensagens e a utilização da Grade de Evento são explicadas na comparação de mensagens e grelha de evento

Passos seguintes

Para experimentar uma solução de IoT ponto a ponto, veja os guias de início rápido do Hub IoT:

Para saber mais sobre as formas de construir e implementar soluções IoT com Azure IoT, visite: