Lösningsidéer
Den här artikeln är en lösningsidé. Om du vill att vi ska utöka innehållet med mer information, till exempel potentiella användningsfall, alternativa tjänster, implementeringsöverväganden eller prisvägledning, kan du meddela oss genom att ge GitHub-feedback.
Den här lösningen bygger en pipeline för datainmatning/bearbetning i realtid för att mata in och bearbeta meddelanden från IoT-enheter till en analysplattform för stordata i Azure. Arkitekturen använder Azure Sphere och Azure IoT Hub för att hantera telematikmeddelanden och Azure Stream Analytics bearbetar meddelandena.
Arkitektur
Ladda ned en Visio-fil med den här arkitekturen.
Dataflöde
Data flödar genom lösningen på följande sätt:
Telematikmeddelanden (hastighet, plats och så vidare) skickas av en Azure Sphere-mobilaktiverad enhet till Azure IoT Hub. I ett greenfield-scenario kan fordonstillverkaren inkludera en Sphere-modul i varje fordon vid tidpunkten för tillverkningen. I ett brownfield-scenario eftermonteras fordonet med en telematiklösning efter marknaden.
Azure Stream Analytics hämtar meddelandet i realtid från Azure IoT Hub, bearbetar meddelandet baserat på affärslogik och skickar data till serverlagret för lagring.
Olika databaser används beroende på data. Azure Cosmos DB lagrar meddelandena, medan Azure SQL DB lagrar relations- och transaktionsdata och fungerar som datakälla för presentations- och åtgärdslagret. Azure Synapse innehåller aggregerade data och fungerar som datakälla för BI-verktyg (Business Intelligence).
Webb-, mobil-, BI- och mixed reality-program kan byggas på serveringsskiktet. Du kan till exempel exponera lagringslagerdata med hjälp av API:er för användning från tredje part (till exempel försäkringsbolag, leverantörer och så vidare).
När ett fordon kräver service på ett servicecenter ansluts en Azure Sphere-enhet till fordonets OBD-II-port av en servicetekniker.
Azure Sphere-programmet ansluter till fordonets OBD-II-port och strömmar OBD-II-data till Azure IoT Edge via MQTT. Azure Sphere-enheten är ansluten via Wi-Fi till Azure IoT Edge-enheten som är installerad i servicecentret. OBD-II-data strömmas från Azure IoT Edge till Azure IoT Hub och bearbetas i samma pipeline för meddelandebearbetning.
Med den senaste versionen av 20.10-operativsystemet kan Azure Sphere nu ansluta säkert till Azure IoT Edge med sina egna enhetscertifikat. Azure Sphere-enhetscertifikatet är unikt för varje enhet och förnyas automatiskt av Azure Sphere Security Service var 24:e timme efter att enheten har godkänt fjärrattesterings- och autentiseringsprocessen.
Azure Sphere kommunicerar direkt med Azure Sphere Security Service och inte via Azure IoT Edge. Azure Sphere Security Service är Microsofts molnbaserade tjänst som kommunicerar med Azure Sphere-chips för att möjliggöra underhåll, uppdatering och kontroll. Ibland förkortad AS3.
Allmän MQTT-utjämning är nu tillgänglig i Azure IoT Edge. Azure Sphere-enheten publicerar meddelanden till det inbyggda MQTT-ämnet för IoT Hub (
devices/{sphere_deviceid}/messages/events/).- Azure IoT Edge-moduler är containerbaserade program som hanteras av IoT Edge och kan köra Azure-tjänster (till exempel Azure Stream Analytics), anpassade ML-modeller eller din egen lösningsspecifika kod.
En servicetekniker som bär en HoloLens kan prenumerera på MQTT-ämnet (
devices/{sphere_deviceid}/messages/events/) och på ett säkert sätt visa OBD-II-data med hjälp av ett HoloLens-program som innehåller en MQTT-klient. HoloLens MQTT-klienten måste ha behörighet att ansluta och prenumerera på ämnet. Genom att ansluta HoloLens direkt till IoT Edge-gatewayen kan serviceteknikern visa fordonets data nästan i realtid, vilket undviker svarstiden för att skicka data till molnet och tillbaka. Serviceteknikern kan också interagera med fordonets OBD-II-port (till exempel rensa "kontrollera motorns" ljus) även när servicecentret är frånkopplat från molnet.
Komponenter
Azure Sphere är en säker programplattform på hög nivå med inbyggda kommunikations- och säkerhetsfunktioner för Internetanslutna enheter. Den består av en säker, ansluten, crossover-mikrostyrenhet (MCU), ett anpassat Linux-baserat operativsystem (OS) och en molnbaserad säkerhetstjänst som ger kontinuerlig och förnybar säkerhet.
Azure IoT Edge tillhandahåller MQTT-koordinatorer och kör intelligenta edge-program lokalt för att säkerställa låg svarstid och lägre bandbreddsanvändning.
Azure IoT Hub finns i inmatningsskiktet och stöder dubbelriktad kommunikation tillbaka till enheter, vilket gör att Åtgärder kan skickas från molnet eller Azure IoT Edge till enheten.
Azure Stream Analytics (ASA) tillhandahåller serverlös dataströmbearbetning i realtid som kan köra samma frågor i molnet och på gränsen. ASA på Azure IoT Edge kan filtrera eller aggregera data lokalt, vilket möjliggör intelligenta beslut om vilka data som måste skickas till molnet för vidare bearbetning eller lagring.
Azure Cosmos DB, Azure SQL Database och Azure Synapse Analytics finns i lagringsskiktet Servering. Azure Stream Analytics kan skriva meddelanden direkt till Azure Cosmos DB med hjälp av utdata. Data kan aggregeras och flyttas från Azure Cosmos DB och Azure SQL till Azure Synapse med hjälp av Azure Data Factory.
Azure Synapse Analytics är ett distribuerat system för att lagra och analysera stora datamängder. Dess användning av massiv parallell bearbetning (MPP) gör den lämplig för att köra högpresterande analys.
Med Azure Synapse Link för Azure Cosmos DB kan du köra nästan realtidsanalyser över driftdata i Azure Cosmos DB, utan prestanda eller kostnadspåverkan på din transaktionsarbetsbelastning, med hjälp av de två analysmotorer som är tillgängliga från din Azure Synapse-arbetsyta: SQL Serverless och Spark Pools.
Microsoft Power BI är en uppsättning verktyg för affärsanalys för att analysera data och dela insikter. Power BI kan köra frågor mot en semantisk modell som lagras i Analysis Services eller fråga Azure Synapse direkt.
Azure App Services kan användas för att skapa webb- och mobilprogram. Azure API Management kan användas för att exponera data för tredje part, baserat på data som lagras i serveringslagret.
Microsoft HoloLens kan användas av servicetekniker för att visa fordonsdata (till exempel tjänsthistorik, OBD-II-data, deldiagram och så vidare) holografiskt för att underlätta felsökning och reparation.
Alternativ
- Synapse Link är microsofts föredragna lösning för analys ovanpå Azure Cosmos DB-data.
Information om scenario
Inmatning, bearbetning och visualisering av fordonsdata är viktiga funktioner som behövs för att skapa anslutna billösningar. Genom att samla in och analysera dessa data kan vi dechiffrera värdefulla insikter och skapa nya lösningar.
Med fordon som är utrustade med telematikenheter kan vi till exempel övervaka fordonens liveplats, planera optimerade rutter, ge hjälp till förare och stödja branscher som förbrukar eller drar nytta av telematikdata som försäkringsbolag. För fordonstillverkare kan diagnostikinformation ge viktig information för fordonsservice och garantier.
Potentiella användningsfall
Föreställ dig ett biltillverkningsföretag som vill skapa en lösning för att:
Skicka data i realtid till molnet på ett säkert sätt från sensorer och registrera datorer som är installerade i dess fordon.
Skapa mervärdestjänster för sina kunder och återförsäljare genom att analysera fordonets plats och andra sensordata (till exempel motorrelaterade sensorer och miljörelaterade sensorer).
Lagra data för ytterligare nedströmsbearbetning för att ge användbara insikter (till exempel underhållsaviseringar för fordonsägare, olycksinformation för försäkringsbyråer och så vidare).
Tillåt återförsäljartjänsttekniker att interagera med fordon med hjälp av ett program för mixad verklighet för att underlätta felsökning och reparation (till exempel genom att använda ett HoloLens-program för att visa realtidsdata och visa/rensa diagnostikkoder som är tillgängliga via ett fordons OBD-II-port , visa reparationsprocedurer eller för att visa ett sprängt 3D-delsdiagram).
Deltagare
Den här artikeln uppdateras och underhålls av Microsoft. Det har ursprungligen skrivits av följande medarbetare.
Huvudförfattare:
- Kevin Hilscher | Principal Product Manager
Nästa steg
Läs skicka OBD-II-data till HoloLens med MQTT- och Azure Sphere GitHub-lagringsplatsen för en prototyp som visar hur du strömmar ett fordons OBD-II-data till Microsoft HoloLens med hjälp av Azure Sphere och MQTT.
Läs mer om hur Mercedes-Benz USA har trimmat service- och underhållstider med HoloLens 2.
Läs mer om azure sphere-mobilaktiverad skyddsenhet som drivs av AT&T.
Läs Publicera och prenumerera med Azure IoT Edge för att förstå hur du konfigurerar allmän MQTT-koordinator i IoT Edge.
Läs Konfigurera Azure IoT Edge för Azure Sphere för att lära dig hur du använder Azure Sphere-enhetscertifikat för IoT Edge.
Relaterade resurser
Granska Azure IoT-referensarkitekturen som visar en rekommenderad arkitektur för IoT-program i Azure med hjälp av PaaS-komponenter (plattform som en tjänst).
Granska arkitekturen för avancerad analys för att få en titt på hur olika Azure-komponenter kan hjälpa dig att skapa en stordatapipeline.
Granska arkitekturen för analys i realtid som innehåller ett pipelineflöde för stordata.