課程 AZ-220T00-A: Microsoft Azure IoT Developer

本課程教導學生成功創建和維護Azure IoT解決方案的雲和邊緣部分(edge portions)所需的技能和知識。課程包括全面介紹核心Azure IoT服務,如IoT Hub(物聯網中心)、設備配置服務(Device Provisioning Services)、Azure流分析(Stream Analytics)、時序見解(Time Series Insights)等。除了重點介紹Azure PaaS(平臺即服務)外,課程還包括IoT Edge(物聯網邊緣)、設備管理、監控和故障排除、安全問題和Azure IoT Central(物聯網中心)。

觀眾概況

Azure IoT開發人員負責實現並維護Azure IoT解決方案的雲和邊緣部分。除了使用Azure IoT服務和其他Microsoft工具來配置和維護設備外,IoT開發人員還要設置物理設備,並負責在整個生命週期中維護設備。IoT開發人員要實現IoT解決方案的設計,包括設備拓撲、連接、調試和安全。對於邊緣(Edge)設備場景,IoT開發人員還要部署計算/容器並配置設備網路,其中可能包括各種邊緣閘道的實現。IoT開發人員要實現解決方案的設計,以管理資料管道,包括與IoT相關的監測和資料轉換。IoT開發人員要與資料工程師和其他利益相關者合作,以保證業務集成的成功。IoT開發人員應該對Azure服務有很好的瞭解,包括資料存儲選項、資料分析、資料處理,以及Azure IoT PaaS與SaaS的比較。IoT開發人員至少應具備一種Azure支援的語言的基本程式設計技能,包括C#,Node.js、C、Python或Java。

職務角色: 開發人員

獲得的技能

  • 創建、配置和管理一個Azure IoT中心。
  • 通過IoT中心和DPS來配置設備,包括大規模地配置。
  • 在設備和IoT中心之間建立安全的雙向通信。

必要條件

  • 雲解決方案意識: 學生應該有使用Azure Portal(門戶)的經驗,並對PaaS、SaaS和IaaS實現有基本的瞭解。
  • 軟體發展經驗: 軟體發展經驗是本課程的先決條件,但不需要特定的軟體語言,也不需要具有專業水準。
  • 資料處理經驗: 建議對資料存儲和資料處理有基本的瞭解,但這不是必需的。

如果您才剛接觸Azure和雲計算,請考慮以下資源之一:

  • 免費線上: Azure基礎知識 (https://docs.microsoft.com/en-us/learn/paths/azure-fundamentals/)
  • 講師指導課程: AZ-900: Azure基礎知識 (https://docs.microsoft.com/en-us/learn/certifications/courses/az-900t01)

課程大綱

模組 1: IoT(物聯網)和Azure IoT服務簡介

在本模組中,學生將首先研究各種IoT實現的業務考慮事項,並回顧Azure IoT參考體系結構是如何支援IoT解決方案的。本模組還向學生概述了IoT解決方案中常用的Azure服務,並介紹了Azure portal(門戶)。

課程

  • IoT的商機
  • IoT解決方案架構介紹
  • IoT硬體和雲服務
  • 本課程的實驗場景

實驗室: Azure入門

實驗室: 設置從Azure IoT服務開始

完成本模組後,學生將能夠:

  • 解釋IoT和Azure IoT如何應用到業務中
  • 描述Azure IoT解決方案體系結構的核心元件
  • 描述Azure物聯網服務及其與物聯網解決方案的關係
  • 創建Azure帳戶,並使用Azure portal創建一個物聯網中心和DPS服務

模組 2: 設備和設備通信

在本模組中,學生將進一步瞭解Azure IoT Hub服務,並學習如何在IoT Hub和設備之間配置安全的雙向通信。學生還將瞭解物聯網中心的功能,如設備孿生(Device Twins)和物聯網中心端點(IoT Hub Endpoints),隨著課程的繼續,這些功能將得到更深入的探討。

課程

  • 物聯網中心和設備
  • 物聯網開發工具(IoT Developer Tools)
  • 設備配置和通信

實驗室: 設置開發環境

實驗室: 將物聯網設備連接到Azure

完成本模組後,學生將能夠:

  • 解釋物聯網中心服務的核心功能
  • 描述Azure物聯網設備的生命週期
  • 描述物聯網中心如何管理設備標識和實現其他安全功能
  • 使用Azure portal、Azure CLI和Visual Studio Code向物聯網中心註冊設備
  • 實現IoT Hub Device and Service SDK(物聯網中心設備和服務SDK)

模組 3: 大規模配置設備

在本模組中,學生們將重點學習設備配置以及如何配置和管理Azure Device Provisioning Service(設備配置服務)。學生將學習註冊流程、自動配置和重新配置、取消註冊以及如何實現各種認證機制。

課程

  • 設備配置服務術語和概念
  • 配置和管理設備配置服務
  • 設備配置任務

實驗室: DPS中設備的單獨註冊

實驗室: DPS中設備的自動註冊

完成本模組後,學生將能夠:

  • 解釋設備配置的過程和設備配置服務的功能
  • 解釋與設備配置相關的安全考慮事項,以及如何管理它們
  • 實現設備配置服務SDK
  • 管理設備註冊過程,包括取消配置和取消註冊

模組 4: 消息處理和分析

在本模組中,學生將研究如何使用IoT Hub和其他Azure服務來處理消息。學生將首先研究如何配置消息和事件路由,以及如何實現到內置和自訂端點的路由。學生將學習一些物聯網解決方案中常見的Azure存儲選項。為了完成模組,學生將實現Azure流分析和許多ASA模式的查詢。

課程

  • 消息和消息處理
  • 資料存儲選項
  • Azure流分析

實驗室: 設備消息路由

實驗室: 過濾和聚合消息資料

完成本模組後,學生將能夠:

  • 配置消息和事件路由
  • 將數據路由到內置和自訂端點
  • 實現消息擴充(message enrichment)
  • 實現Azure流分析輸入、查詢和輸出
  • 將消息資料存儲在溫存儲(warm storage)中,以用於歷史記錄和其他分析
  • 在消息處理和分析解決方案中使用Azure函數

模組 5: 見解(Insights)與業務(Business)集成

在本模組中,學生將學習Azure服務和其他Microsoft工具,這些可用于生成業務見解和實現業務集成。學生們將實現Azure邏輯(Logic)應用程式和事件網格(Event Grid),並為資料視覺化工具配置連接和資料轉換,如時序見解(Time Series Insights )和Power BI。

課程

  • 物聯網解決方案的業務集成
  • 用時序見解(Time Series Insights)實現資料視覺化
  • 用Power BI實現資料視覺化

實驗室: 用事件網格集成物聯網中心

####實驗室: 利用時序見解(Time Series Insights)探索和分析時間戳記資料

完成本模組後,學生將能夠:

  • 解釋物聯網解決方案中的業務集成選項以及如何實現這些選項
  • 使用邏輯應用程式和事件網格開發業務集成支援
  • 配置物聯網資料以便在時序見解(Time Series Insights)中視覺化
  • 配置物聯網資料以便在Power BI中視覺化

模組 6: Azure IoT Edge(物聯網邊緣)部署流程

在本模組中,學生將學習如何將模組部署到Azure物聯網邊緣設備。學生還將學習如何配置和使用物聯網邊緣設備作為閘道設備。

課程

  • Azure IoT Edge簡介
  • 邊緣部署過程
  • 邊緣閘道設備

實驗室: IoT Edge簡介

實驗室: 設置物聯網邊緣閘道

完成本模組後,學生將能夠:

  • 描述物聯網設備和物聯網邊緣設備之間的區別
  • 配置物聯網邊緣設備
  • 使用部署清單(deployment manifest)實現物聯網邊緣部署
  • 將物聯網邊緣設備配置為閘道設備

模組 7: Azure 物聯網邊緣模組(IoT Edge Modules)和容器(Containers)

在本模組中,學生將開發和部署自訂邊緣模組,並實現對依賴本機存放區的離線場景的支持。學生將使用Visual Studio Code,通過一個受支援的容器引擎將自訂模組構建為容器。

課程

  • 開發定制邊緣模組
  • 離線和本機存放區

實驗室: 在物聯網邊緣(Azure IoT Edge)上開發、部署和調試自訂模組

實驗室: 在受限網路和離線狀態下運行物聯網邊緣設備

完成本模組後,學生將能夠:

  • 解釋構建自訂邊緣模組的要求
  • 配置Visual Studio Code以開發容器化模組(containerized modules)
  • 將自訂模組部署到物聯網邊緣設備
  • 在物聯網邊緣設備上實現本機存放區,以支持離線場景

模組 8: 設備管理

在本模組中,學生將學習如何為其物聯網解決方案實現設備管理。學生將開發使用設備孿生(devoice twins)的設備管理解決方案和使用直接方法(direct methods)的解決方案。

課程

  • 物聯網設備管理簡介
  • 管理物聯網和物聯網邊緣設備
  • 大規模設備管理

實驗室: 使用Azure物聯網中心(IoT Hub)遠端監控設備

實驗室: 自動設備管理

完成本模組後,學生將能夠:

  • 描述最常見的設備管理模式和配置最佳實踐
  • 描述何時以及如何使用設備孿生(device twins)和直接方法(direct methods)來實現設備管理
  • 使用設備孿生和直接方法來實現各種模式的設備管理
  • 使用自動設備管理和作業實現大規模的設備管理

模組 9: 解決方案測試、診斷和日誌記錄

在本模組中,學生將配置日誌記錄和診斷工具,以幫助開發人員測試他們的物聯網解決方案。學生將使用IoT Hub和Azure Monitor來配置警報和跟蹤可用於解決問題的設備連接狀態等狀況。

課程

  • 監視和日誌
  • 故障排除

實驗室: 在Azure IoT Hub中配置指標(Metrics)和日誌

實驗室: 監視和調試連接故障

完成本模組後,學生將能夠:

  • 描述用於監視和記錄Azure物聯網解決方案的選項
  • 配置Azure Monitor以支援物聯網解決方案
  • 配置物聯網中心指標以支持物聯網解決方案
  • 實現診斷日誌記錄
  • 解決物聯網設備連接和通信問題

模組 10: Azure安全中心和物聯網安全注意事項

在本模組中,學生將研究適用於物聯網解決方案的安全考慮因素。學生們將首先研究應用於解決方案架構和最佳實踐的安全,然後瞭解Azure Security Center for IoT(物聯網安全中心)如何支援設備部署和IoT Hub集成。最後,學生使用Azure Security Center for IoT Agents來增強他們的解決方案的安全性。

課程

  • 物聯網解決方案的安全基礎
  • Azure物聯網安全中心簡介
  • 使用Azure Security Center for IoT Agents來增強保護

實驗室: 實現Azure物聯網安全中心

完成本模組後,學生將能夠:

  • 描述物聯網解決方案的安全問題和最佳實踐
  • 描述Azure IoT安全架構(Security Architecture)和威脅建模(Threat Modeling)
  • 描述Azure物聯網安全中心提供的功能和支援
  • 配置安全代理(Security Agents )和安全模組孿生(Security Module Twins)
  • 聚合Azure物聯網安全中心事件

模組 11: 使用物聯網中心(IoT Central)構建物聯網解決方案

在本模組中,學生將學習如何配置和實現Azure物聯網中心(IoT Central) 作為物聯網SaaS解決方案。學生將首先高度調查物聯網中心及其工作原理。在對物聯網中心的建立有基本瞭解之後,學生將繼續創建和管理設備範本,然後在他們的物聯網中心應用程式中管理設備。

課程

  • 物聯網中心簡介
  • 創建和管理設備範本
  • 在Azure IoT Central中管理設備

實驗室: Azure IoT Central入門

實驗室: 使用Azure物聯網中心實現物聯網解決方案

完成本模組後,學生將能夠:

  • 描述Azure IoT Central和Azure IoT PaaS服務之間的區別
  • 描述Azure IoT Central提供的功能
  • 描述設備範本的用途和元件
  • 創建和發佈設備範本
  • 使用規則和通知管理設備
  • 使用作業大規模管理設備