Introduktion till Azure IoT-ReferensarkitekturIntroduction to the Azure IoT reference architecture

Den här artikeln introducerar de Azure IoT-Referensarkitektur och ger exempel på hur Azure IoT-Lösningsacceleratorer följa sina rekommendationer.This article introduces the Azure IoT reference architecture and gives examples of how the Azure IoT solution accelerators follow its recommendations.

Öppen källkod fjärrövervakning och ansluten fabrik Lösningsacceleratorer följer många av rekommendationerna för referens-arkitektur.The open-source Remote Monitoring and Connected Factory solution accelerators follow many of the reference architecture recommendations. Du kan använda Lösningsacceleratorer som en startpunkt för dina egna IoT-lösning eller som learning-verktyg.You can use the solution accelerators either as a starting point for your own IoT solution or as learning tools.

ÖversiktOverview

Referensarkitekturen beskriver elementen i en IoT-lösning som teknikprinciper, sammansättning av Azure IoT-tjänster och enheter.The reference architecture describes elements of an IoT solution such as the technology principles, the composition of Azure IoT services, and the devices. Arkitekturen gör även rekommendationer om implementering av tekniker.The architecture also makes recommendations about implementation technologies.

På den högsta nivån, kan du visa en IoT-lösning som som består av:At the highest level, you can view an IoT solution as being made up of:

  • Saker som genererar och skickar telemetri till exempel mått och händelser.Things that generate and send telemetry such as measurements and events. Enheter, till exempel lastbilar eller hissar är de saker som skickar telemetri i lösningsacceleratorn för fjärrövervakning.In the Remote Monitoring solution accelerator, devices such as trucks or elevators are the things that send telemetry.
  • Information som genererats från telemetri som skickas från sakerna.Insights generated from the telemetry sent from the things. En regel genererar en insikt i lösningsacceleratorn för fjärrövervakning.In the Remote Monitoring solution accelerator, a rule generates an insight. En regel kan till exempel identifiera när temperaturen i en motor når ett tröskelvärde.For example, a rule can identify when the temperature in an engine reaches a threshold.
  • Åtgärder baserat på information som hjälp till att förbättra en företags- eller process.Actions, based in insights, that help improve a business or process. En e poståtgärd kan meddela en operatör om ett potentiellt problem med en i lösningsacceleratorn för fjärrövervakning.In the Remote Monitoring solution accelerator, an email action can notify an operator about a potential issue with an engine.

Den Azure IoT-Referensarkitektur är ett levande dokument uppdateras i takt med att tekniken utvecklas.The Azure IoT reference architecture is a living document updates as the technology evolves.

Core-undersystemCore subsystems

Referensarkitekturen identifierar core-undersystem som visas i följande diagram:The reference architecture identifies the core subsystems shown in the following diagram:

Core-undersystem

I följande avsnitt beskrivs hur komponenterna i lösningsacceleratorn för fjärrövervakning mappas till core-undersystem.The following sections describe how the components of the Remote Monitoring solution accelerator map to the core subsystems.

IoT-enheterIoT devices

En IoT-lösning bör aktivera säker, effektiv och stabil kommunikation mellan nästan alla slags enheter och en molngateway.An IoT solution should enable secure, efficient, and robust communication between nearly any kind of device and a cloud gateway. Enheter är företagets tillgångar mellan enkla temperatursensorer och komplexa fabriksproduktionsrader med hundratals sensorer och komponenter.Devices are business assets that range from simple temperature sensors to complex factory production lines with hundreds of components and sensors.

En fält-gateway eller edge-enhet är en särskild enhet-installation eller allmänna programvara som kan fungera som:A field gateway, or edge device, is a specialized device-appliance or general-purpose software that can act as a:

  • Kommunikation-verktyg för att hantera protokollet konvertering.Communication enabler to handle protocol conversion.
  • Kontrollsystem för lokal enhet och enheten telemetribearbetning hub.Local device control system and device telemetry processing hub. En edge-enhet kan bearbeta telemetri lokalt för att styra enheter utan att kommunicera med molnet.An edge device can process telemetry locally to control devices without communicating with the cloud. En edge-enhet kan också filtrera eller enhetens sammanställda telemetri för att minska mängden telemetri som överförs till molnet.An edge device can also filter or aggregate device telemetry to reduce the amount of telemetry transferred to the cloud.

I lösningen för fjärrövervakning, enheter ansluter till en IoT-hubb och skicka telemetri för bearbetning.In the Remote Monitoring solution, devices connect to an IoT hub and send telemetry for processing. Lösningen för fjärrövervakning kan operatörer hantera enheter med jobb eller automatisk enhetshantering.The Remote Monitoring solution also lets operators manage devices using jobs or automatic device management. Du kan använda SDK: er för Azure IoT-enheter för att implementera dina enheter.You can use the Azure IoT device SDKs to implement your devices.

Lösningen för fjärrövervakning kan distribuera och hantera IoT Edge-enheter.The Remote Monitoring solution can deploy and manage IoT Edge devices. Bearbetning i utkanten hjälper till att minska mängden telemetri som skickas till molnet och snabba svar på enhetshändelser.Processing at the edge helps to reduce the volume of telemetry sent to the cloud and speed up responses to device events.

MolngatewayenCloud gateway

En molngateway möjliggör kommunikation till och från enheter och edge-enheter.A cloud gateway enables communication to and from devices and edge devices. Dessa enheter kan vara på många fjärranslutna platser.These devices may be at many remote sites.

Gatewaytjänsten hanterar enhetskommunikation, inklusive hantering av anslutningar, skydd av kommunikationsvägen, autentisering och auktorisering.The gateway manages device communication, including connection management, protection of the communication path, authentication, and authorization. Gatewayen också tillämpar anslutning och dataflöde kvoter och samlar in telemetri som används för fakturering, diagnostik och andra övervakningsaktiviteter.The gateway also enforces connection and throughput quotas, and collects telemetry used for billing, diagnostics, and other monitoring tasks.

Lösningen för fjärrövervakning distribuerar en IoT-hubb för att tillhandahålla en säker slutpunkt för enheter för att skicka telemetri till.The Remote Monitoring solution deploys an IoT hub to provide a secure endpoint for devices to send telemetry to. IoT hub även:The IoT hub also:

  • Innehåller en identity-enhetsbutiken för att hantera enheter som tillåts ansluta till lösningen.Includes a device identity store to manage the devices allowed to connect to the solution.
  • Gör att lösningen skicka kommandon till enheter.Enables the solution to send commands to devices. Till exempel för att öppna en kran Frisläpp hög belastning.For example, to open a valve to release pressure.
  • Aktiverar bulk enhetshantering.Enables bulk device management. Till exempel att uppgradera den inbyggda programvaran på en uppsättning enheter.For example, to upgrade the firmware on a set of devices.

StrömbearbetningStream processing

När lösningen matar in telemetri, är det viktigt att förstå hur flödet av bearbetning av telemetriska data kan variera.As the solution ingests telemetry, it's important to understand how the flow of telemetry processing can vary. Beroende på scenario, kan dataposter flöda via olika faser:Depending on the scenario, data records can flow through different stages:

  • Lagring, till exempel InMemory-cacheminnen, tillfällig köer och permanenta Arkiv.Storage, such as in-memory caches, temporary queues, and permanent archives.

  • Analys för att köra inkommande telemetri via en uppsättning villkor, vilket kan ge olika utdata dataposter.Analysis, to run input telemetry through a set of conditions and can produce different output data records. Inkommande telemetri som kodats i Avro kan till exempel returnera utdata telemetri kodning i JSON.For example, input telemetry encoded in Avro may return output telemetry encoded in JSON.

  • Ursprungliga inkommande telemetri och analys utdata poster lagras vanligtvis och blir tillgängliga för visning.Original input telemetry and analysis output records are typically stored and made available for display. Inkommande telemetri och utdata poster kan också utlösa åtgärder som e-postmeddelanden, incident biljetter och enhetskommandon.The input telemetry and output records may also trigger actions such as emails, incident tickets, and device commands.

Routning kan skicka telemetri till en eller flera slutpunkter för lagring, analys processer och åtgärder.Routing can dispatch telemetry to one or more storage endpoints, analysis processes, and actions. En lösning kan kombinera steg i olika ordning och bearbeta dem med samtidiga parallella uppgifter.A solution might combine the stages in different orders, and process them with concurrent parallel tasks.

Lösningen för fjärrövervakning använder Azure Stream Analytics för bearbetning av dataströmmen.The Remote Monitoring solution uses Azure Stream Analytics for stream processing. Regelmotor i lösningen använder Stream Analytics-frågor för att generera aviseringar och åtgärder.The rules engine in the solution uses Stream Analytics queries to generate alerts and actions. Lösningen kan till exempel använda en fråga för att identifiera när medeltemperaturen i en lastbil storage avdelning under en femminutersperiod understiger 36 grader.For example, the solution can use a query to identify when the average temperature in a truck's storage compartment over five minutes falls below 36 degrees.

StorageStorage

IoT-lösningar kan generera stora mängder data, vilket ofta är time series-data.IoT solutions can generate large amounts of data, which is often time series data. Dessa data behöver lagras där det kan användas för visualisering och rapportering.This data needs to be stored where it can be used for visualization and reporting. En lösning kan också behöva åtkomst till data senare för analys eller ytterligare bearbetning.A solution may also need to access data later for analysis or additional processing. Det är vanligt att ha data delas upp i varma och kalla datalager.It's common to have data split into warm and cold data stores. Varma datalagret innehåller de senaste data för låglatensåtkomst.The warm data store holds recent data for low latency access. Kalla data store lagras vanligtvis historiska data.The cold data store typically stores historical data.

Lösningen för fjärrövervakning använder Azure Time Series Insights som varma datalager och Cosmos DB dess kall datalagring.The Remote Monitoring solution uses Azure Time Series Insights as its warm data store and Cosmos DB as its cold data store.

Användargränssnittet och RapporteringsverktygUI and reporting tools

Lösningen Användargränssnittet kan tillhandahålla:The solution UI can provide:

  • Åtkomst till och visualisering av resultat för data och analys av enheten.Access to and visualization of device data and analysis results.
  • Identifiering av enheter via registret.Discovery of devices through the registry.
  • Kontroll av enheter.Command and control of devices.
  • Arbetsflöden för etablering av enheter.Device provisioning workflows.
  • Meddelanden och aviseringar.Notifications and alerts.
  • Integrering med live, interaktiva instrumentpaneler för att visa data från ett stort antal enheter.Integration with live, interactive dashboards to display data from large numbers of devices.
  • Geografiska plats och geo-medveten tjänster.Geo-location and geo-aware services.

Lösningen för fjärrövervakning innehåller ett webbgränssnitt för att användas.The Remote Monitoring solution includes a web UI to deliver this functionality. Webb-UI innehåller:The web UI includes:

  • En interaktiv karta som visar platsen för enheter.An interactive map to show the location of devices.
  • Åtkomst till Time Series Insights explorer att fråga efter och analysera telemetri.Access to the Time Series Insights explorer to query and analyze the telemetry.

Business-integreringBusiness integration

Företag integration lagret hanterar integreringen av IoT-lösning med affärssystem som CRM, ERP och av branschspecifika program.The business integration layer handles the integration of the IoT solution with business systems such as CRM, ERP, and line-of-business applications. Exempel innefattar tjänstens debitering, kundtjänst, och ange reservdelar.Examples include service billing, customer support, and replacement parts supply.

Lösningen för fjärrövervakning använder regler för att skicka e-post när ett villkor uppfylls.The Remote Monitoring solution uses rules to send emails when a condition is met. Lösningen kan till exempel meddela en operatör när temperaturen i en lastbil understiger 36 grader.For example, the solution can notify an operator when the temperature in a truck falls below 36 degrees.

Nästa stegNext steps

I den här artikeln har du lärt dig om Azure IoT-Referensarkitektur och såg några exempel på hur lösningsacceleratorn för fjärrövervakning följer sina rekommendationer.In this article, you learned about the Azure IoT reference architecture and saw some examples of how the Remote Monitoring solution accelerator follows its recommendations. Nästa steg är att läsa den Referensarkitektur för Microsoft Azure IoT.The next step is to read the Microsoft Azure IoT Reference Architecture.