Поделиться через

Разработка устройств Интернета вещей Azure

  • Статья

Azure IoT — это коллекция управляемых и платформенных служб, которые подключают, отслеживают и управляют устройствами Интернета вещей. Azure IoT предлагает разработчикам полный набор вариантов. Вы можете использовать платформы устройств, поддерживающие облачные службы, пакеты SDK, поддержку MQTT и средства для создания облачных приложений с поддержкой устройств.

В этой статье рассматриваются несколько ключевых аспектов для разработчиков, которые начинают работу с Azure IoT.

Пути разработки устройств

В этой статье рассматриваются два распространенных пути разработки устройств. Каждый путь включает набор связанных вариантов и задач разработки.

  • Общая разработка устройств: Соответствует современным методикам разработки, предназначению языков более высокого порядка и выполняется в операционной системе общего назначения, например Windows или Linux.

    Замечание

    Если ваше устройство способно запустить операционную систему общего назначения, мы рекомендуем следовать пути общей разработки устройств. Он предоставляет более широкий набор вариантов разработки.

  • Разработка внедренных устройств: Описывает разработку для устройств с ограниченными ресурсами. Часто используется ограниченное ресурсом устройство для уменьшения затрат на единицу, потребления электроэнергии или размера устройства. Эти устройства имеют прямой контроль над аппаратной платформой, на которой они выполняются.

Общая разработка устройств

Некоторые разработчики адаптируют существующие устройства общего назначения для подключения к облаку и интеграции в свои решения Интернета вещей. Эти устройства могут поддерживать языки более высокого порядка, такие как C# или Python, и часто поддерживают надежную операционную систему общего назначения, например Windows или Linux. Распространенные целевые устройства включают компьютеры, контейнеры, Raspberry Pis и мобильные устройства.

Вместо того чтобы разрабатывать ограниченные устройства в масштабе, разработчики общих устройств сосредоточены на включении конкретного сценария Интернета вещей, необходимого для облачного решения. Некоторые разработчики также работают на ограниченных устройствах для своего облачного решения. Для разработчиков, работающих с ограниченными ресурсами устройств, см. путь разработки внедренных устройств .

Это важно

Для получения информации о пакетах SDK для разработки устройств в общем, смотрите раздел SDK для устройств.

Разработка встраиваемых устройств

Разработка встроенных систем нацелена на ограниченные устройства с ограниченной памятью и вычислительными ресурсами. Ограниченные устройства ограничивают то, что можно достичь по сравнению с традиционной платформой разработки.

Встраиваемые устройства обычно используют операционную систему реального времени (ОСРВ) или обходятся вовсе без операционной системы. Внедренные устройства имеют полный контроль над оборудованием из-за отсутствия операционной системы общего назначения. Этот факт делает внедренные устройства хорошим выбором для систем в режиме реального времени.

Текущие внедренные пакеты SDK предназначены для языка C . Встроенные пакеты SDK либо не предоставляют операционную систему, либо обеспечивают поддержку Eclipse ThreadX. Они разработаны с учетом встроенных целей. Рекомендации по проектированию включают потребность в минимальном объеме занимаемого пространства и проектировании без выделения памяти.

Это важно

Сведения о пакетах SDK, используемых при разработке встраиваемых устройств, см. раздел SDK для встраиваемых устройств.

Выбор оборудования

Устройства Интернета вещей Azure являются основными стандартными блоками решения Интернета вещей и отвечают за наблюдение и взаимодействие с их средой. Существует множество различных типов устройств Интернета вещей, и полезно понять, какие устройства существуют и как они могут повлиять на процесс разработки.

Дополнительные сведения о различиях между типами устройств, описанными в этой статье, см. в разделе "Типы устройств Интернета вещей".

Выбор пакета SDK

Как разработчик устройств Интернета вещей Azure, вы имеете в своем распоряжении разнообразный набор пакетов SDK, протоколов и инструментов для создания облачных приложений с поддержкой устройств.

Существует два основных варианта подключения устройств и взаимодействия с Центром Интернета вещей:

  • Используйте пакеты SDK Для Интернета вещей Azure. В большинстве случаев мы рекомендуем использовать SDK для Интернета вещей Azure вместо прямого использования MQTT. Пакеты SDK упрощают разработку и упрощают процесс подключения устройств и управления ими. Центр Интернета вещей поддерживает протокол MQTT версии 3.1.1 , а пакеты SDK Интернета вещей упрощают процесс использования MQTT для взаимодействия с Центром Интернета вещей.
  • Используйте протокол MQTT напрямую. Существует ряд преимуществ создания решения Центра Интернета вещей для использования MQTT напрямую. Например, решение, использующее MQTT напрямую без пакетов SDK, можно создать на основе открытого стандарта MQTT. Подход на основе стандартов делает решение более переносимым и обеспечивает более широкий контроль над подключением и взаимодействием устройств. Однако Центр Интернета вещей не является полнофункциональный брокер MQTT и не поддерживает все поведение, указанное в стандарте MQTT версии 3.1.1. Частичная поддержка MQTT версии 3.1.1 добавляет затраты на разработку и сложность. Разработчики устройств должны взвесить компромиссы между использованием SDK для устройств Интернета вещей и прямым использованием MQTT. Дополнительные сведения см. в разделе "Обмен данными с центром Интернета вещей" с помощью протокола MQTT.

Существует три набора пакетов SDK Для Интернета вещей для разработки устройств:

  • Пакеты SDK для устройств (для использования высокоуровневых языков программирования для подключения существующих устройств общего назначения к приложениям Интернета вещей)
  • Внедренные пакеты SDK для устройств (для подключения ограниченных ресурсов к приложениям Интернета вещей)
  • SDK для служб (для создания решений Azure IoT, которые подключают устройства к службам)

Дополнительные сведения о выборе устройства или пакета SDK для Интернета вещей Azure см. в пакетах SDK для Интернета вещей Azure.

Выбор службы

Ключевым шагом процесса разработки является выбор службы для подключения устройств к нему. Существует два основных варианта службы Интернета вещей Azure для подключения устройств и управления ими: Центр Интернета вещей и IoT Central.

  • Центр Интернета вещей Azure. Используйте Центр Интернета вещей для размещения приложений Интернета вещей и подключения устройств. Центр Интернета вещей — это приложение "как услуга" (PaaS), которое выступает в качестве центрального центра сообщений для двунаправленного взаимодействия между приложениями Интернета вещей и подключенными устройствами. Центр Интернета вещей может масштабироваться для поддержки миллионов устройств. По сравнению с другими службами Интернета вещей Azure Центр Интернета вещей предлагает наибольший контроль и настройку над проектом приложения. Он также предлагает наибольшее количество вариантов инструментов разработчика для работы со службой, ценой некоторого усложнения разработки и управления.
  • Azure IoT Central. IoT Central предназначен для упрощения работы с решениями Интернета вещей. Его можно использовать в качестве доказательства концепции для оценки решений Интернета вещей. IoT Central — это приложение "программное обеспечение как услуга" (SaaS), которое предоставляет веб-интерфейс для упрощения задач создания приложений и подключения устройств и управления ими. IoT Central использует Центр Интернета вещей для создания приложений и управления ими, но обеспечивает прозрачность большинства сведений для пользователя.

Средства для подключения устройств и управления ими

После выбора оборудования и пакета SDK для устройств у вас есть несколько вариантов средств разработчика. Эти средства можно использовать для подключения устройства к Центру Интернета вещей и управления ими. В следующей таблице приведены общие параметры инструментов.

Инструмент Документация Описание
Портал Azure Создание Центра Интернета вещей с помощью портала Azure Портал на основе браузера для Центра Интернета вещей и устройств. Также работает с другими ресурсами Azure, включая IoT Central.
Azure IoT Explorer Azure IoT Explorer Не удается создать центры Интернета вещей. Подключается к существующему центру Интернета вещей для управления устройствами. Часто используется с интерфейсом командной строки или портала.
Azure CLI (Интерфейс командной строки для Azure) Создание центра Интернета вещей с помощью CLI Интерфейс командной строки для создания приложений Интернета вещей и управления ими.
Azure PowerShell Создание центра Интернета вещей с помощью PowerShell Интерфейс PowerShell для создания приложений Интернета вещей и управления ими
"Azure IoT Tools" для "VS Code" Создание центра Интернета вещей с инструментами для VS Code Расширение VS Code для приложений Центра Интернета вещей.

Замечание

Помимо ранее перечисленных средств, вы можете программно создавать приложения Интернета вещей и управлять ими с помощью REST API, пакетов SDK Azure или шаблонов Azure Resource Manager. Дополнительные сведения см. в документации по службе Центра Интернета вещей .

Дальнейшие шаги

Дополнительные сведения о пакетах SDK для устройств, которые можно использовать для подключения устройств к Azure IoT, см. в следующей статье.

  • Azure IoT SDKs (Пакеты SDK для платформы Azure IoT)

Чтобы приступить к разработке практических устройств, выберите руководство по разработке устройств, которое относится к устройствам, которые вы используете. Следующие руководства являются хорошими отправными точками для разработки общих устройств или разработки внедренных устройств.