Microsoft Azure IoT – Ein Überblick

Internet der Dinge, Industrie 4.0 und- Digitalisierung begegnen uns als Begriffe mittlerweile beinahe täglich. Daher ist es nicht verwunderlich, dass diese Themen auch Einzug im Bereich Cloud gehalten haben. Mittlerweile gibt es eine Vielzahl an Herstellern, die mittels einer Cloud verschiedene IoT relevante Funktionen anbieten, wie zum Beispiel die Azure IoT Suite von Microsoft.

Im Rahmen dieses Artikels wird eine Übersicht über die Funktionen der Microsoft Azure IoT Cloud Lösung gegeben und deren Funktionen dargestellt.

Möchte man Azure speziell für das Internet der Dinge nutzen, steht ein Set an Features über die Azure IoT Suite zu Verfügung. Die IoT Suite bietet alle nötigen Dienste für das Internet der Dinge an. Für den schnellen Start in die IoT Welt von Azure steht in der IoT Suite vollständig konfigurierte Lösung zur Remoteüberwachung und zur vorbeugenden Wartung von Maschinen bereit. Auf die Cloud aufbauende Lösungen können individuell an eigene Anforderungen angepasst und konfiguriert werden.

In einer Vorkonfigurierte Lösung ist eine hohe Anzahl an Diensten gebucht die in einem Nutzungsbasierten Account nach Ressourcenverbrauch abgerechnet werden. Die in der IoT Suite gebuchten Dienste werden nach Zeit, Größe von Messages, Anzahl der Messages und nach dem Standort abgerechnet. Für die vorkonfigurierten Lösungen sind mehrere simulierte Geräte implementiert die einen hohen Ressourcenverbrauch generieren und damit hohe Kosten verursachen. Beim Testen der IoT Suite darauf achten das nicht benötigte Dienste und Geräte deaktiviert werden. Man erhält zum Testen 170€ Guthaben, diese sind aber je nach Testfall und Dienst in ein paar Tagen ausgeschöpft.

Die unten stehende Abbildung beschreibt die IoT Lösung im Microsoft Azure Umfeld, auf die im Folgenden weiter Bezug genommen wird. Im Device connectivity werden die erzeugten Daten der IoT-Geräte erfasst und dem IoT-Solution-Backend zu Verfügung gestellt. Im Data processing and analytics werden die Daten verarbeitet und übermittelt an die Business-Anwendung zur Integration in bestehende Geschäftsprozesse oder in ein Dashboard zur Visualisierung und Interaktion mit einem Benutzer.


Microsoft Azure IoT Reference Architecture
Quelle: https://azure.microsoft.com/de-de/updates/microsoft-azure-iot-reference-architecture-available/

IoT Geräte werden im Device connectivity mit dem Cloud Gateway verbunden. Die IoT Geräte haben andere Client Eigenschaften als mobile Apps oder Browser. IoT Geräte können Sensoren sein die physisch sehr schwer zu erreichbar sind und ohne menschliches Eingreifen Daten erzeugen. Die Leistungsfähigkeit, Stromversorgung, Netzwerkverbindung sowie branchenspezifische Protokolle machen das Bedienen der Geräte mit herkömmlichen Technologien sehr kompliziert und kostspielig. Die Microsoft Azure IoT Lösung bietet eine sichere, bidirektionale Kommunikation zwischen Geräten und Back-End an. Die Lösung umfasst spezielle Dienste und IoT-Geräte-SDKs um eine Implementierung spezieller Fachanforderungen so einfach wie möglich zu gestallten. Mit .NET-, Java-, Node-, Python-, Ruby- und PHP- SDK biete Azure eine große Auswahl um an Cloud-Ressourcen und Dienste zugreifen zu können.

Der Cloud Gateway bietet Funktionen zur Verwaltung, Registrierung, Steuerung der Kommunikation und zur Überwachung des Status der Geräte. Die Kommunikation findet mit AMQP, MQTT und HTTP direkt mit einem Endpunkt eines Cloud Gateway‘s statt. Die Geräte mit branchenspezifischen Protokollen können durch einen IoT Hub- Protokollgateway in eines der unterstützenden Protokolle übersetz werden. Der Cloud Gateway entscheidet was mit den von IoT Geräten erzeugten Daten geschehen soll und leitet die Daten dementsprechend an einen zuständigen Dienst weiter. Aus der Cloud heraus können auch Befehle an ein bestimmtes Gerät gesendet werden.

Die Datenverarbeitung erfolgt in dem IoT Solution Back End. Das Solution Back End filtert und aggregiert die Telemetriedaten. Die Daten werden an einen Dienst weitergeleitet der aufgrund aktueller Begebenheiten einen Befehl an einen Gerät aussendet oder Daten in einem Dashboard visualisiert.

Die Präsentation und Business Connectivity ermöglicht einem End-Benutzer die Daten visuell bereitzustellen und bietet Interaktionsmöglichkeiten mit den Geräten an. Der Benutzer kann mit einem Dashboard mit dem verbundenen Gerät interaktiv kommunizieren und die erzeugten Werte in Echtzeit einsehen. Die Business Connectivity ermöglicht die Integration der IoT Lösung in die bestehenden Geschäftsprozesse um automatisiert auf Ereignisse anhand der erzeugten Telemetriedaten reagieren zu können.

Die IoT Lösungen können mit den angebotenen Diensten in der Azure Cloud erstellt und verwaltet werden dazu wird eines der von Microsoft angebotenen Accounts benötigt. Microsoft bietet fünf Variationen an, um einen Account zu erstellen:

  • Nutzungsbasierter Account
    -wird mit standardmäßigen Sätzen nach Nutzung abgerechnet
  • Kostenloser Default Account
    – 170€ Startguthaben zum Testen der Dienste
    – kann jederzeit in ein Nutzungsbasierten- Account umgewandelt
  • Abonnement Account
    – Vorauszahlung für 12 Monate
    – 5% Rabatt auf die gebuchten Azure Dienste
    – Mindestbetrag beträgt 5060€
    – Nach 12 Monaten verfällt das nicht verbrauchte Guthaben
  • Microsoft Reseller Volumenlizenzen
    – Open Lizenz Programm welches über Vertragshändler erworben wird
  • Enterprise Agreements
    – Individuelle Verträge für Großunternehmen

Die Verwaltung des angelegten Accounts erfolgt auf account.windowsazure.com. In diesem Verwaltungsportal können laufende Kosten und Nutzungsdetails der Dienste eingesehen werden. Des Weiteren kann das Profil und die Zahlungsart bearbeitet werden.

Das Portal auf portal.azure.com bietet eine Übersicht der gebuchten und zu buchenden Dienste an. Hier können einzelne Dienste konfiguriert und eingesehen werden. Es können auch Kosten und Ressourcenverbrauch der einzelnen Dienste nachverfolgt werden. Des Weiteren bietet das Portal Benutzerverwaltung an, in der man Benutzer anlegen und dem Benutzer Rechte vergeben kann.

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