Wie Sie Ihre IoT-Projekte mit Azure auf den Weg bringen

Mit der Popularität des Internets der Dinge entstehen überall neue Proof of Concepts und Prototypen. Wenn Sie mit dem Gedanken spielen, in das Internet der Dinge einzusteigen oder einen Anstoß in die richtige Richtung brauchen, finden Sie in diesem Artikel einige großartige Möglichkeiten für den Einstieg. Einige Projekte laufen ins Leere, während andere sehr erfolgreich sind. Aber selbst im letzteren Fall wird eine neue IoT-Plattform scheitern, wenn bei der Auswahl der Technologie gleich zu Beginn des Projekts die falschen Entscheidungen getroffen wurden.

Eine IoT-Lösung hat einige Schlüsselkomponenten, selbst für einen Prototyp. Es muss ein robustes Nachrichtensystem vorhanden sein. Dies ermöglicht Ihnen eine bidirektionale Kommunikation mit Ihren Geräten. Außerdem müssen Sie eine Sammlung von Geräten speichern, denen Sie vertrauen können und deren Konfiguration korrekt funktioniert. Diese Geräte befinden sich am "Rand", ein Sammelbegriff für jeden Ort, von der Fabrik über die Bahngleise bis hin zum Haus einer Person. Diese Geräte können von einem winzigen Mikrocontroller bis hin zu leistungsfähigeren Computern reichen, die mit künstlicher Intelligenz arbeiten. Beide senden Nachrichten an die Plattform, und wenn diese Nachrichten empfangen werden, werden sie umgewandelt, analysiert und visualisiert, um Erkenntnisse aus den Daten zu gewinnen. Die Informationen werden dann gespeichert, vorzugsweise auf unterschiedliche Weise für die langfristige Speicherung im Vergleich zur Speicherung, die schnell verfügbar sein muss. Bei so vielen beweglichen Teilen ist die Wahl der richtigen Technologie von entscheidender Bedeutung, denn sie wird die Zukunft Ihres Projekts beeinflussen.

Ein Beispiel für ein Projekt, das ich gesehen habe, kam durch das Gewicht seiner eigenen Komplexität zum Stillstand. Ein kleiner IoT-Prototyp war ein Erfolg und wurde Teil des Kerngeschäfts des Unternehmens. Aber er ließ sich einfach nicht weiter als ein paar Geräte skalieren. Die Technologien, die zur Entwicklung dieses Projekts verwendet wurden, schienen damals "in Ordnung" zu sein. Sie können das doch sicher wieder in Ordnung bringen, oder? Aber ein paar Jahre später arbeiten sie mit einem benutzerdefinierten Message Broker und einer Handvoll Datenbanken und Tabellenkalkulationen, um alles miteinander zu verbinden. Die IT-Abteilung will ihre Plattform nicht hosten und so läuft sie nun in Ihrer "privaten Cloud" auf dem Dachboden.

Die oben beschriebene Software ist keine Übertreibung, und ich bin sicher, dass es noch viele weitere Plattformen wie diese gibt. Und wer kann den Autoren dieser Projekte einen Vorwurf machen? Sie haben vielleicht etwas Neues ausprobiert und dabei die Fähigkeiten genutzt, die sie zu diesem Zeitpunkt hatten. Als der Prototyp ein Erfolg wurde, wurde er in Produktion gegeben, anstatt ihn zunächst in eine skalierbare Lösung zu verwandeln. Wie können Sie also vermeiden, denselben Fehler zu machen?

Bauen Sie für den Erfolg mit Azure

Anstatt alles von Grund auf neu zu entwickeln und zu gestalten, können Sie sich einen Vorsprung verschaffen, indem Sie Azure Platform as a Service (PaaS) Komponenten verwenden. Dies sind die gleichen Komponenten, die für globale IoT-Plattformen verwendet werden, die Millionen von Geräten verwalten. Auch wenn dies zunächst nach einer übertriebenen Maßnahme für einen Prototyp mit nur wenigen Geräten klingt, skalieren die PaaS-Komponenten in Azure bemerkenswert gut. Der beste Startpunkt für die meisten Plattformen ist Azure IoT Hub. Sie können mit einem voll funktionsfähigen IoT Hub für etwa 20 Euro pro Monat beginnen, und bei 400.000 IoT-Nachrichten pro Tag wird es lange dauern, bis Sie ihn hochskalieren müssen. Selbst für einen Proof of Concept können Sie also Ihren eigenen IoT Hub aufsetzen und sich das Hosting von benutzerdefinierten Message Broker-, Identitätsmanagement- und Message Routing-Lösungen sparen.

Wenn Sie IoT Hub verwenden, haben Sie viele Möglichkeiten, die empfangenen Daten umzuwandeln und zu analysieren. Ein typisches Szenario bei neuen Projekten ist, mit Azure Functions zu beginnen, um Daten zu transformieren und von einem Ort zum anderen zu bringen. Der Wechsel zu Azure Stream Analytics kann eine gute Wahl sein, wenn die Anforderungen komplexer werden oder Zeitfenster berücksichtigt werden müssen. Damit können Sie Analysen über Datenströme durchführen und die wichtigsten Erkenntnisse extrahieren. Außerdem ist die Erkennung von Anomalien integriert, eine komplexe Funktion, die von Grund auf neu entwickelt werden muss.

Eine weitere gute Anlaufstelle ist Azure IoT Central. Dieses Software-as-a-Service (SaaS)-Produkt baut auf IoT Hub und anderen Azure-Komponenten auf und bietet ein hoch skalierbares Produkt. Für ein paar Cent pro Monat können Sie in wenigen Minuten stolzer Besitzer einer IoT Central-Instanz werden, so dass der Preis kein limitierender Faktor sein sollte. Es verfügt über Dashboarding, Geräteregistrierung, eine Entscheidungsmaschine und sogar über einige neue mandantenfähige Funktionen. Das bedeutet, dass Sie Ihr Unternehmen mit einer kompletten IoT-Plattform beeindrucken können, ohne das Rad neu erfinden zu müssen. Und wenn Sie Funktionen benötigen, die nicht in Azure IoT Central enthalten sind, können Sie die Gerätedaten in Ihre eigene Software streamen. Ihr IoT-Prototyp ist so erfolgreich geworden, dass das Unternehmen die Daten in seine CRM-Plattform integrieren möchte? Kein Problem, streamen Sie die Daten zur weiteren Verarbeitung an Service Bus oder Event Hub oder senden Sie sie direkt an einen HTTP-Endpunkt Ihrer Wahl.

In beiden Fällen erhalten Sie einen großen Funktionsvorsprung und können mit etwas viel Wichtigerem beginnen: der Entwicklung von Funktionen, die nur Sie erstellen können. Sie kennen Ihr Geschäft besser als jeder andere, also bauen Sie auf diese erstklassigen Komponenten und konzentrieren Sie sich auf das, was Sie am besten können. Beim Aufbau einer IoT-Plattform sollte es nicht darum gehen, immer und immer wieder alle Klempnerarbeiten zu erledigen. Es geht darum, Wert zu schaffen.

Cloud-Logik, am Rande

Wenn Sie die obigen Ratschläge befolgen, haben Sie einen guten Start in der Cloud, aber zum IoT gehören auch Geräte. Ihr Projekt könnte Standardhardware verwenden, aber vielleicht brauchen Sie auch ein Gerät, das es noch nicht gibt. Die Entwicklung von IoT-Geräten wird in der Regel von professionellen Gerätebauern durchgeführt. Die Kombination von Elektronik und das Schreiben von Code für Mikrocontroller gehört nicht zu den Fähigkeiten eines jeden Entwicklers. Das heißt aber nicht, dass Sie keine einfachen Prototypen bauen können. Sie können damit beginnen, Geräte mit Arduino oder .NET nanoFramework zu bauen. Letzteres bietet Ihnen eine Teilmenge der .NET CLR, mit der Sie Software für Mikrocontroller in C# schreiben können. Der Einstieg in nanoFramework ist rasend schnell, und die verschiedenen Anwendungen, die Sie damit schreiben können, verdienen einen eigenen Artikel. Das Wichtigste ist, dass sowohl für Arduino als auch für nanoFramework viele Bibliotheken zur Verfügung stehen, die Ihnen die Arbeit abnehmen, so dass Sie selbst bei schwierigen Bedingungen schnell loslegen können.

Aber vielleicht brauchen Sie eine robustere Hardware. Wenn Sie KI im Edge-Bereich einsetzen oder über die Beschränkungen eines Mikrocontrollers hinausgehen müssen, wird Azure IoT Edge Ihre Gerätelösung beschleunigen. Es ermöglicht Ihnen, Gerätesoftware in einer Sprache zu schreiben, die Sie wahrscheinlich schon bei Ihrer täglichen Arbeit verwenden. Wenn Sie sich mit .NET, Python, Node.js, Java oder C auskennen und etwas Erfahrung mit der Erstellung von Docker-Containern haben, haben Sie das Zeug zum Azure IoT Edge-Entwickler. Ein weiterer Vorteil von Azure IoT Edge ist, dass Sie CI/CD verwenden können, um Updates auf Ihrem Gerät bereitzustellen, so dass Ihnen der Entwicklungsprozess vertraut sein sollte.

Microsoft liefert auch Standard-IoT-Edge-Module für Azure Functions, SQL-Datenbanken, Stream Analytics und mehr. Bauen Sie also, wie in der Cloud, auf diesen vorhandenen Modulen auf, um das Rad nicht neu zu erfinden.

Fazit

Ein neues IoT-Projekt auf den Weg zu bringen, kann schwierig sein. Mit kleinen Prototypen und Proof-of-Concepts zu beginnen, ist eine hervorragende Möglichkeit, das Wasser zu testen. Die Chancen stehen gut, dass Sie bereits über das nötige Rüstzeug verfügen, um in die Tiefe zu gehen. Es gab noch nie so viele Möglichkeiten für Softwareentwickler, ohne viel Erfahrung in der Embedded-Entwicklung einzusteigen, sei es bei Mikrocontrollern oder Edge-Computing-Geräten. Und wenn Sie damit beginnen, auf denselben sicheren, zuverlässigen und leistungsstarken Cloud-Komponenten aufzubauen, die Millionen von Geräten weltweit unterstützen, können Sie sich auf das konzentrieren, was Ihr Projekt einzigartig macht. Und wenn es an der Zeit ist, Ihre Plattform zu skalieren, müssen Sie sie nicht mehr auf Ihrem Dachboden betreiben.