工业物联网软件：Microsoft Azure IoT二次开发_12.边缘计算与模块开发.docx

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12.边缘计算与模块开发

12.1边缘计算的概述

边缘计算是指在数据生成的源头附近进行数据处理和分析的计算模型。与传统的云计算模型相比，边缘计算可以显著减少数据传输的延迟，提高数据处理的实时性，减轻云端的计算负担，并增强数据的安全性和隐私保护。在工业物联网（IIoT）中，边缘计算尤为重要，因为它可以实现设备的本地智能，快速响应生产过程中的异常情况，优化设备的运行效率。

12.1.1边缘计算的应用场景

在工业环境中，边缘计算可以应用于多种场景，例如：

实时监控与控制：通过在设备边缘部署计算模块，可以实时监控设备状态并快速响应，例如自动调整设备参数以优化生产。

数据预处理：在将数据发送到云端之前，可以先在边缘设备上进行预处理，例如数据清洗、聚合和压缩，从而减少数据传输量。

本地决策：在某些情况下，数据需要在本地进行决策，例如设备故障检测和预测，以避免生产中断。

安全与隐私：敏感数据可以在边缘设备上进行处理，避免传输到云端，从而增强数据的安全性和隐私保护。

12.1.2边缘计算的优势

边缘计算在工业物联网中的优势包括：

低延迟：数据处理在边缘设备上进行，减少了数据传输的时间，从而实现了低延迟的实时处理。

高带宽效率：通过数据预处理和过滤，减少了需要传输到云端的数据量，提高了网络带宽的使用效率。

高可靠性：边缘设备可以独立运行，即使云端出现故障，也不会影响到本地的生产过程。

降低云成本：减少了数据传输和云端计算的资源需求，从而降低了整体的云成本。

12.2MicrosoftAzureIoTEdge

MicrosoftAzureIoTEdge是一个开源的边缘计算平台，旨在将云分析和自定义业务逻辑扩展到边缘设备。通过AzureIoTEdge，可以在边缘设备上运行云服务和自定义模块，实现数据的本地处理和分析。

12.2.1AzureIoTEdge的架构

AzureIoTEdge的架构主要包括以下几个组件：

IoTEdge运行时：在边缘设备上运行的轻量级环境，负责模块的管理和数据的路由。

IoTEdge模块：可以在边缘设备上运行的容器化应用程序，可以是Azure服务（如AzureFunctions、AzureStreamAnalytics）或自定义应用程序。

IoTHub：用于管理IoTEdge设备和模块的Azure服务，提供设备连接、管理和监控功能。

模块孪生：用于存储模块的配置和状态信息，可以在云端和边缘设备之间同步。

12.2.2安装和配置AzureIoTEdge

安装和配置AzureIoTEdge需要以下步骤：

创建IoTHub：使用Azure门户或AzureCLI创建一个IoTHub。

注册IoTEdge设备：在IoTHub中注册一个IoTEdge设备，并获取连接字符串。

安装IoTEdge运行时：在边缘设备上安装IoTEdge运行时。

配置IoTEdge运行时：使用设备连接字符串配置IoTEdge运行时。

创建IoTHub

使用Azure门户创建IoTHub的步骤如下：

登录Azure门户。

点击“创建资源”。

在有哪些信誉好的足球投注网站框中输入“IoTHub”并选择。

点击“创建”并填写相关配置信息，如资源组、位置、SKU等。

点击“创建”完成IoTHub的创建。

使用AzureCLI创建IoTHub的命令如下：

#登录Azure

azlogin

#创建资源组

azgroupcreate--namemyResourceGroup--locationchinaeast

#创建IoTHub

aziothubcreate--namemyIoTHub--resource-groupmyResourceGroup--skuS1

注册IoTEdge设备

使用Azure门户注册IoTEdge设备的步骤如下：

在Azure门户中导航到已创建的IoTHub。

点击“IoTEdge”选项卡。

点击“添加IoTEdge设备”。

输入设备名称并点击“保存”，获取设备连接字符串。

使用AzureCLI注册IoTEdge设备的命令如下：

#注册IoTEdge设备

aziothubdevice-identitycreate--device-idmyEdgeDevice--hub-namemyIoTHub--edge-enabled

#获取设备连接字符串

aziothubdevice-identi