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IoT 即插即用体系结构

通过 IoT 即插即用,解决方案构建者无需进行任何手动配置即可将 IoT 设备集成到解决方案中。 IoT 即插即用的核心是设备模型,该模型向支持 IoT 即插即用的应用程序介绍设备的功能。 该模型被构造为一组接口,这些接口定义以下内容:

  • 属性:表示设备或其他实体的只读或可写状态。 例如,设备序列号可以是只读属性,而调温器上的目标温度可以是可写属性。
  • 遥测:设备发出的数据,包括常规的传感器读数流、偶发性错误或信息消息。
  • 命令:描述可在设备上执行的功能或操作。 例如,命令可以重新启动网关,或使用远程相机拍照。

每个模型和接口都具有唯一的 ID。

下图显示了 IoT 即插即用解决方案的关键元素:

IoT 即插即用体系结构

模型存储库

模型存储库是模型和接口定义的存储区。 可以使用数字孪生定义语言 (DTDL) 定义模型和接口。

利用 web UI,用户可以管理模型和接口。

模型存储库具有内置的基于角色的访问控制,因此用户可以限制对接口定义的访问。

设备

设备生成器使用一个 Azure IoT 设备 SDK 来实现在 IoT 设备上运行的代码。 设备 SDK 可帮助设备生成器执行以下操作:

  • 安全地连接到 IoT 中心。
  • 向 IoT 中心注册设备,并公告标识设备实现的 DTDL 接口集合的模型 ID。
  • 同步在设备与 IoT 中心之间的 DTDL 接口中定义的属性。
  • 添加 DTDL 接口中所定义命令的命令处理程序。
  • 将遥测数据发送到 IoT 中心。

IoT Edge 网关

IoT Edge 网关可充当中介,用于连接无法直接连接到 IoT 中心的 IoT 即插即用设备。 有关详细信息,请参阅“如何将 IoT Edge 设备用作网关”。

IoT Edge 模块

通过 IoT Edge module,允许用户部署和管理 Edge 上的业务逻辑。 Azure IoT Edge 模块是由 IoT Edge 托管的最小计算单位,可以包含 Azure 服务(如 Azure 流分析)或你自己特定于解决方案的代码。

IoT Edge 中心是组成 Azure IoT Edge 运行时的模块之一。 它通过公开与 IoT 中心相同的协议终结点,充当 IoT 中心的本地代理。 这种一致性意味着客户端(无论是设备还是模块)可以连接到 IoT Edge 运行时,就像连接到 IoT 中心一样。

设备 SDK 可帮助模块生成器执行以下操作:

  • 使用 IoT Edge 中心安全地连接到 IoT 中心。
  • 向 IoT 中心注册模块,并公告标识设备实现的 DTDL 接口集合的模型 ID。
  • 同步在设备与 IoT 中心之间的 DTDL 接口中定义的属性。
  • 添加 DTDL 接口中所定义命令的命令处理程序。
  • 将遥测数据发送到 IoT 中心。

IoT 中心

IoT 中心是一项云托管服务,充当消息中心,用于在 IoT 解决方案与所管理的设备之间进行双向通信。

IoT 中心:

  • 使设备实现的模型 ID 可供后端解决方案使用。
  • 保持数字孪生体与连接到中心的每个即插即用设备的关联。
  • 将遥测数据流转发到其他服务进行处理或存储。
  • 将数字孪生体更改事件路由到其他服务以启用设备监视。

后端解决方案

后端解决方案可与 IoT 中心中的数字孪生体交互,从而监视和控制已连接的设备。 使用一个服务 SDK 来实现后端解决方案。 为了了解已连接设备的功能,解决方案后端将执行以下操作:

  1. 检索在 IoT 中心注册的设备的模型 ID。
  2. 使用模型 ID 从任何模型存储库检索接口定义。
  3. 使用模型分析程序从接口定义中提取信息。

后端解决方案可以使用接口定义中的信息来执行以下操作:

  • 读取设备报告的属性值。
  • 更新设备上的可写属性。
  • 调用设备实现的命令。
  • 了解设备所发送遥测数据的格式。

后续步骤

现在,用户已大致了解 IoT 即插即用解决方案的体系结构,后续步骤是详细了解以下内容: