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Microsoft Azure IoT-Services für industrielle Anwendungen

Microsoft bietet auf Azure verschiedene Dienste an, mit denen Unternehmen IIoT-Infrastrukturen aufbauen können. Welche das sind, erfahren Sie in diesem Überblick.

Unternehmen, die eine IoT-Infrasstruktur (Internet of Things) oder eine IIoT-Infrastruktur (Industrial Internet of Things) aufbauen wollen, setzen häufig auf Cloud-Services. Der Vorteil ist, dass sich IoT-Geräte und Sensoren einfacher und schneller anbinden lassen, da keine zusätzlichen Internet-Firewall-Regeln erstellt werden müssen. Dazu kommt die einfache Skalierbarkeit der Lösungen.

Durch das Buchen einer Cloud-Option können Unternehmen unmittelbar mit der IoT-Infrastruktur beginnen, ohne umfangreiche Installationen vornehmen zu müssen. Die bekanntesten Cloud-Anbieter für IoT-Infrastrukturen sind Microsoft Azure und Amazon Web Services (AWS). Beide bieten umfassende Möglichkeiten zum Aufbau einer eigenen Umgebung.

Microsoft Azure IoT Hub

Microsoft bietet in Azure verschiedene IoT-Dienste, die skalierbar sind. Im Zentrum steht Azure IoT Hub. Dabei handelt es sich um einen vollständig verwalteten Dienst, der eine bidirektionale Kommunikation zwischen Azure und den IoT-Geräten erlaubt. Die Verbindungen werden mit gerätebezogenen Anmeldeinformationen geschützt. Die automatische Anbindung von Geräten ist mit Azure IoT Hub ebenfalls möglich. Die Geräte kommunizieren über MQTT, AMQP und HTTPS.

Weitere IoT-Dienste in Azure bauen auf Azure IoT Hub auf. Bei den meisten Lösungen handelt es sich um Software as a Service (SaaS). Damit lassen sich die Funktionen der IoT-Lösungen sofort einsetzen, es sind keine eigenen Erweiterungen notwendig.

Azure IoT Hub ist ein PaaS-Angebot (Platform as a Service), an das sich andere Dienste und Geräte andocken lassen. Eine Erweiterung ist jederzeit möglich.

Microsoft Azure IoT Solution Accelerators

Microsoft bietet mit Azure IoT Solution Accelerators daneben eine Out-of-the-box-Lösung an, mit der sich IoT-Projekte umsetzen lassen. Die Lösung umfasst Dashboards und die Möglichkeit, eigene Regeln und Alarme zu erstellen, um Gerätezustände zu überwachen. Auch Firmware-Updates und Konfigurationsänderungen sind möglich.

Bei IoT Solution Accelerators handelt es sich um PaaS-Lösungen, mit denen Entwickler eigene Anwendungen bereitstellen können. Wenn bereits eine IoT-Plattform im Einsatz ist, können Unternehmen wiederum auf IoT Central setzen.

IoT-Architektur
Abbildung 1: Wie eine IoT-Architektur mit Cloud-Anbindung schematisch aufgebaut ist.

Azure IoT Central

Bei Azure IoT Central handelt es sich um einen verwalteten Dienst, der als SaaS zur Verfügung gestellt wird. Der Service ist mit wenigen Klicks einsatzbereit und kann sich mit vorhandenen Diensten und Plattformen verbinden.

Das Produkt ermöglicht den Aufbau einer eigenen Infrastruktur und bietet zahlreiche Einstellungsmöglichkeiten. Es ist aber nicht möglich, eigene Anwendungen in die Lösung so zu integrieren, dass Funktionen aus IoT Central in der eigenen Anwendung übernommen werde können. Es ist daher eher als Komplettlösung zu verstehen

Auf Basis der IoT-Anwendungen, die im Unternehmen zum Einsatz kommen, kann IoT Central mit einem Benutzer- und Rollenkonzept dafür sorgen, dass die jeweiligen Geräte sicher angebunden werden. In IoT Central ist es möglich, Analysen und Messungen zu erstellen. Die Anbindung der Geräte erfolgt mit MQTT und AMQP. Die SaaS-Lösung kann Geräte anbinden und die Kommunikation steuern. Es stehen außerdem verschiedene Analysefunktionen zur Verfügung.

Azure IoT Edge

Azure IoT Edge lässt sich als Gateway einsetzen und bietet somit die Möglichkeit, Cloud-Dienste in Azure sowie Analysefunktionen auf Edge-Geräte auszudehnen. Möchte man lokale KI-Anwendungen oder andere Funktionen auf IoT-Geräten einsetzen, lässt sich dies über IoT Edge erreichen.

Um Anwendungen für die Kommunikation von IoT-Geräten mit Azure IoT Edge zu entwickeln, bietet Microsoft das Azure IoT EdgeHub Dev Tool an. Damit lassen sich zum Beispiel in Visual Studio Anwendungen entwickeln und die Verbindung mit Azure IoT simulieren. Entsprechende Anleitungen existieren über die Dokumentation zu IoT Plug & Play.

Microsoft Azure IoT Suite

In der Microsoft Azure IoT Suite stehen wiederum Preconfigured Solutions für den Aufbau einer IoT-Infrastruktur zur Verfügung. Die Lösungen sind Open Source und ermöglichen den Aufbau einer eigenen Umgebung. Damit haben Unternehmen die volle Kontrolle, müssen aber die Infrastruktur selbst konfigurieren und steuern. Über die Webseite der Microsoft IoT Solution Accelerators können Firmen vorgefertigte Lösungen nutzen, um eine eigene IoT-Infrastruktur aufzubauen.

Windows 10 IoT

Für Industrie-PCs ohne Monitor und sehr kleine Geräte ist Windows 10 IoT das Betriebssystem, welches mit Azure IoT-Funktionen zusammenarbeitet. Das System wird vor allem dann eingesetzt, wenn die IoT-Geräte in Microsoft-Netzwerken laufen und mit Azure IoT-Diensten kommunizieren.

In diesem Zusammenhang sind auch Azure IoT Hub Device SDKs praktisch. Die SDKs ermöglichen die Anbindung von IoT-Geräten und die Verwendung von verschiedenen Programmiersprachen, darunter C, C++ und C#.

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