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Project 15 开放平台 IoT 可持续性

Azure 事件网格
Azure 事件中心
Azure Functions
Azure IoT 中心
Azure 流分析

解决方案构想

本文是一种解决方案构想。 如果你希望我们在内容中扩充更多信息，例如潜在用例、备用服务、实现注意事项或定价指南，请通过提供 GitHub 反馈来告知我们。

Microsoft 的 Project 15 的使命是为世界各地的科学家和自然资源保护主义者提供支持。 该项目将自然资源保护团队与由开发人员、学生和 Microsoft 合作伙伴组成的社区配对。 在 Azure 和物联网 (IoT) 开放平台的支持下，该项目帮助这些团队捕获和分析他们需要的数据，以保护关键物种和生态系统。

体系结构

以下部分将深入介绍 Project 15 开放平台的功能和体系结构。

提供 Project 15 开放平台功能概述的示意图。颜色表示每个区域所需的自定义级别。

下载此体系结构的 Visio 文件。

数据流

开放平台组件分为以下几类：

  • 完全包括：只部署一次的 Azure 服务。 将设备添加到解决方案时，需要展开这些组件。

  • 包括但需要自定义：解决方案部署的服务。 根据用例修改这些服务。 有关这些服务的详细信息，请参阅 Project 15 开放平台开发人员指南。 有关这些服务的基本视图，请参阅本文后面的解决方案详细信息。

  • 不包括且需要完全自定义：知识产权所属的对象。 将解决方案部署到自己的 Azure 帐户后，它就由你来构建。想想你是如何使用文字处理器的。 文字处理器是一种工具，你写的书就是你的。 你发表的故事是你的，你创造的收入也是你的。 Project 15 开放平台也是如此。 此解决方案是用于创建自己的解决方案的工具。

解决方案详细信息

显示 Project 15 开放平台如何收集、处理、分析、存储、保护、可视化和监视 IoT 设备数据的示意图。

下载此体系结构的 Visio 文件。

各种 Azure 服务和配置构成了 Project 15 开放平台：

  1. Azure IoT 中心设备预配服务会预配 IoT 设备并将其连接到 IoT 中心。

  2. 流式处理平台和服务生成基本遥测和事件处理所需的数据管道：

    • Azure 事件中心从 IoT 设备引入遥测和事件。
    • Azure 事件网格提供用于路由事件的发布-订阅模型。

  3. Azure 流分析分析数据 (3a)。 Azure Functions 处理数据 (3b)。 Azure 时序见解监视、分析和存储数据 (3c)。 这三个服务还会将数据馈送到表示层。

  4. 用户通过浏览器连接到表示层。 在该层中：

    • Azure SignalR 服务消息传递提供实时可视化效果。
    • Azure 应用程序服务及其 Web 应用功能提供的平台可用于生成、部署和缩放 Web 应用。
    • 时序见解和 Power BI 等工具可以将网站上的 IoT 设备、遥测和事件可视化。

  5. 数据库、Azure Blob 存储和表存储来自现场办公室的遥测和文件数据。

  6. 其他 Azure 组件提供更多功能：

    • Azure Functions 和 Azure 应用程序服务的 API 应用功能使设备管理事件在网站中可用。
    • Microsoft Entra ID 管理用户。
    • API 应用和事件网格管理外部数据。
    • Azure 数字孪生提供优化操作的建模功能。
    • Microsoft Defender for Cloud 通过建立安全策略和访问控制来保护解决方案。
    • Azure 通知中心和 Azure 逻辑应用处理通知。
    • Azure 机器学习提供预测设备行为的 AI 功能。
    • Azure Maps 跟踪地理围栏数据，提供基于位置的服务。

组件

  • IoT 中心将设备连接到 Azure 云资源。 通过此托管服务，可以使用查询来筛选发送到云的数据。

  • IoT 中心的设备预配服务可实现零接触实时预配。 通过此 IoT 中心帮助程序服务，可采用安全且可缩放的方式预配设备。

  • 事件中心是一个完全托管的大数据流式处理平台。

  • 事件网格简化了基于事件的应用。 此服务将事件从源路由到目标，同时将事件发布者与事件订阅者分离。

  • 流分析提供可在云中和网络边缘的设备上运行查询的无服务器实时流处理。 IoT Edge 上的流分析可以筛选或聚合发送到云以进一步处理或存储的数据。

  • Functions 是一个事件驱动的无服务器计算平台，可用于在本地生成和调试，而无需额外设置。 通过 Functions，可以在云中大规模部署和操作，并使用触发器和绑定来集成服务。

  • 时序见解是一个分析平台，可用于监视、分析和可视化 IoT 时序数据。

  • Azure SignalR 服务是一种开源软件库，它提供了一种向 Web 应用实时发送通知的方法。

  • 应用程序服务及其 Web 应用功能是用于生成、部署和缩放 Web 应用的完全托管平台。

  • Power BI是软件服务和应用的集合，用于连接和可视化不相关的数据源。

  • Blob 存储提供优化的云对象存储，用于管理大量非结构化数据。

  • API 应用是应用程序服务的一项功能，可用于在云中生成和使用 API，同时使用所选语言。

  • Microsoft Entra ID 是一种多租户、基于云的标识服务，可控制对 Azure 和其他云应用的访问。

  • Azure 数字孪生创建 IoT 设备和环境的模型。 可以使用这些数字表示形式来开发更好的产品、优化运营、降低成本并改善客户体验。

  • Microsoft Defender for Cloud 提供扩展检测和响应 (XDR) 功能，可保护混合云工作负载免受威胁。

  • 通知中心提供推送引擎，可用于从任何后端向任何平台发送通知。

  • 逻辑应用会自动执行工作流。 通过此服务，无需编写代码即可跨云连接应用和数据。

  • 机器学习 是一种基于云的环境，可用于来训练、部署、自动化、管理和跟踪机器学习模型。 使用这些模型可以预测未来的行为、结果和趋势。

  • Azure Maps 提供地理空间 API，用于向应用添加地图、空间分析和移动解决方案。

方案详细信息

这些解决方案的关键部分是 Microsoft 设计和构建的 Project 15 开放平台。 此开源软件连接到云，并安全地管理自然资源保护项目使用的设备。 其体系结构作为构建端到端 IoT 解决方案的参考。

通过让团队完成大约 80% 的解决方案，Project 15 开放平台帮助实现以下目标：

  • 缩小技能差距。 现成的平台可促进创新。 科学开发人员可以扩展到特定的用例。
  • 提高部署速度。 通过帮助团队克服技术挑战，该平台减少了生成关键见解所需的时间。
  • 降低开发成本。 该平台降低了复杂性，从而降低了总体开发成本。 它还为与开源开发人员社区和大学合作提供了机会。

可能的用例

通过其开放平台，Project 15 为自然资源保护和生态系统可持续性工作贡献最新的 Azure 和 IoT 技术。 为此，Project 15 加快了上述及其他领域的科学创新：

  • 物种跟踪和观察
  • 偷猎预防
  • 生态系统监视
  • 污染检测

部署此方案

作者

本文由 Microsoft 维护， 它最初是由以下贡献者撰写的。

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