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什么是 Azure IoT 操作？

Azure IoT 操作 是面向边缘计算的统一数据平面，提供模块化和可扩展的数据服务，可在已启用 Azure Arc 的 Kubernetes 集群（如 AKS Edge Essentials）上运行。 本文探讨其功能、优势和用例。

Azure IoT 操作：

  • 使用 Kubernetes 原生应用程序从头开始构建。
  • 它是 Microsoft 自适应云方法的一部分，可将孤立的团队、分布式站点和独立的系统统一到单个操作、安全、应用程序和数据模型中。
  • 包括支持事件驱动体系结构的工业级边缘原生 MQTT 代理。
  • 高度可扩展、可缩放、可复原且安全。
  • 最多可脱机运行 72 小时。 在此期间可能会出现降级。 但是，一旦重新连接，Azure IoT 操作将恢复全部功能。
  • 允许使用 Azure Arc 从云管理边缘服务和资源。
  • 使用开放、行业认可的软件和基于 Kubernetes 的配置在分层网络中安全管理设备。
  • 可以将客户工作负载集成到平台，以创建统一的解决方案。
  • 与云中的 Azure 事件中心、Azure 事件网格的 MQTT 代理和 Microsoft Fabric 本机集成。

使用 Azure IoT 操作执行以下操作：

  • 通过在云中使用 AI 分析边缘中的资产和设备数据，从而提高业务效率和决策。 在将数据发送到云之前，Azure IoT作会处理并规范化边缘的数据。
  • 通过移除 OT 和 IT 系统之间的障碍来转换制造环境。 Azure IoT作支持开放标准，例如 MQTT 和 OPC UA，以及 Kubernetes 等框架，这些标准使它能够促进互作性并运行预测性维护、能源优化和数字检查等流程。
  • 对本地和边缘基础结构进行现代化改造，以处理数字操作。 Azure IoT 操作提供了一套服务，使你能够连接、管理和接收资产中的数据。
  • 使用 Azure 安全功能保护端到端操作。 Azure IoT作包括内置安全功能，例如机密管理、证书管理和安全设置。

示例用例：

使用 Azure IoT 操作来解决用例，例如：

异常检测

若要识别工业资产生成的数据中的异常，操作员可以使用操作体验 Web UI 执行以下操作：

  • 将 OPC UA 资产连接到边缘的 Azure IoT 操作 MQTT 代理。
  • 定义一个数据流，该数据流在识别任何异常之前处理和规范化数据。
  • 将已处理的数据发送到云中的 Microsoft Fabric。

使用 Microsoft Fabric 生成具有可视化效果的实时仪表板，这些可视化效果显示资产的状态和检测到的异常警报。 可以在车间提供这些仪表板，操作员可以使用它们立即采取行动并缓解潜在问题。 在边缘使用预测分析和数据有助于预测故障发生之前，并降低停机时间和维护成本。

操作设备有效性

借助 Azure IoT 操作，你可以使用从资产和设备收集的数据来提高操作设备效率。 Azure IoT 运营捕获来自边缘的实时数据并对其进行处理，从而实现对关键绩效指标（例如可用性、性能和质量）的监视。 使用 Azure IoT 操作来规范化和分析数据，以确定模式和需要改进的领域。

体系结构概述

Azure IoT作的高级体系结构示意图，其中显示了其核心组件和数据流。

Azure IoT 运营体系结构具有两个核心元素：

  • Azure IoT 操作：在已启用 Azure Arc 的边缘 Kubernetes 群集上运行的数据服务套件。 这些服务包括：
    • MQTT 中转站 以边缘原生 MQTT 中转站的形式为事件驱动的体系结构提供支持。
    • Akri 连接器，例如 OPC UA 连接器，可以简化与服务器和叶设备的通信。
    • 数据流 用于转换和设置数据的上下文，使你能够将消息路由到各种位置，包括云端点。
  • 运维体验：允许运营技术（OT）用户在 Azure IoT 运维部署中管理资产和数据流的 Web UI。

管理设备和资产

Azure IoT操作连接到各种工业设备和资产。 使用运维经验或 Azure CLI 来管理您要连接的设备和资产。

Azure IoT 操作使用 Azure 设备注册表在云中存储有关本地资产的信息。 通过该服务，可以从 Azure 门户或 Azure CLI 管理边缘上的资产。 Azure 设备注册表使用命名空间（预览版）来组织资产和设备。 每个 Azure IoT 操作实例都为其资产和设备使用单一命名空间。 多个实例可以共享单个命名空间。

Azure 设备注册表包括资产的架构注册表。 数据流使用这些架构对消息进行反序列化和序列化处理。

发现设备和资产

Akri 服务可以自动发现设备和资产，从而减少 OT 用户的配置开销。 OT 用户可以使用运营体验 Web UI 来查看和管理发现的设备和资产。

使用 MQTT 发布和订阅

MQTT 代理在边缘上运行，并允许发布和订阅 MQTT 主题。 使用 MQTT 中转站生成事件驱动的体系结构，用于将设备和资产连接到云。

Azure IoT 操作中的组件如何使用 MQTT 代理的示例包括：

  • OPC UA 连接器将数据从 OPC UA 服务器和叶设备发布到 MQTT 主题。
  • 数据流订阅 MQTT 主题以检索消息、处理消息并将其发送到云终结点。

处理数据

数据流在 Azure IoT 操作中提供数据转换和情境化功能。 OT 用户可以使用运营体验 Web UI 来创建和管理数据流。

连接到云

若要从 Azure IoT 操作连接到云，可以使用数据流的目标终端节点，例如：

可视化和分析传感器数据

若要可视化和分析来自设备和资产的传感器数据和消息，请使用云服务，例如：

后续步骤

请参阅快速入门：端到端示例入门。