Zelfstudie: Azure Stream Analytics implementeren als een IoT Edge-module

Van toepassing op: IoT Edge 1.5

In deze zelfstudie maakt u een Azure Stream Analytics taak in de Azure-portal en implementeert u deze als een IoT Edge-module zonder extra code.

In deze handleiding leer je hoe je:

De Stream Analytics-module in deze zelfstudie berekent de gemiddelde temperatuur over een voortschrijdend venster van 30 seconden. Wanneer het gemiddelde 70 bereikt, stuurt de module een waarschuwing voor het apparaat om actie te ondernemen. In dit geval is de actie het opnieuw instellen van de gesimuleerde temperatuursensor. In een productieomgeving kunt u deze functionaliteit gebruiken om een machine af te sluiten of preventieve maatregelen te nemen wanneer de temperatuur gevaarlijke niveaus bereikt.

Waarom Azure Stream Analytics gebruiken in IoT Edge?

Veel IoT-oplossingen maken gebruik van analyseservices om inzicht te krijgen in gegevens wanneer deze binnenkomen in de cloud vanaf IoT-apparaten. Met behulp van Azure IoT Edge verplaatst u Azure Stream Analytics logica naar het apparaat zelf. Het verwerken van telemetriestromen aan de rand vermindert de hoeveelheid geüploade gegevens en de tijd die nodig is om te reageren op bruikbare inzichten. Azure IoT Edge en Azure Stream Analytics integreren om uw workloadontwikkeling te vereenvoudigen.

Azure Stream Analytics maakt gebruik van een gestructureerde querysyntaxis voor gegevensanalyse in de cloud en op IoT Edge apparaten. Zie Azure Stream Analytics documentatie voor meer informatie.

Vereisten

Als u geen Azure account hebt, maakt u een free-account voordat u begint.

• Een Azure IoT Edge apparaat.

  Gebruik een Azure virtuele machine als een IoT Edge-apparaat door de stappen in de quickstart te volgen voor Linux of Windows-apparaten.

• Een gratis of standaardniveau IoT Hub in Azure.

Een Azure Stream Analytics taak maken

In deze sectie maakt u een Azure Stream Analytics taak die:

• Ontvangt gegevens van uw IoT Edge apparaat.
• Query's uitvoeren op de telemetriegegevens voor waarden buiten een bepaald bereik.
• Neemt actie op het IoT Edge apparaat op basis van de queryresultaten.

Een opslagaccount maken

Wanneer u een Azure Stream Analytics taak maakt die moet worden uitgevoerd op een IoT Edge-apparaat, moet u deze opslaan zodat het apparaat er toegang toe heeft. U kunt een bestaand Azure Storage-account gebruiken of een nieuw account maken.

1. Ga in de Azure-portal naar Maak een resource > Storage > Storage-account.

2. Geef de volgende waarden op om uw opslagaccount te maken:

   Veld	Waarde
   Abonnement	Kies hetzelfde abonnement als uw IoT-hub.
   Resourcegroep	Gebruik dezelfde resourcegroep voor al uw testresources voor de IoT Edge startgidsen en handleidingen. zoals IoTEdgeResources.
   Naam	Voer een unieke naam in voor het opslagaccount.
   Locatie	Selecteer een locatie dicht bij u in de buurt.

3. Behoud de standaardwaarden voor de andere velden en selecteer Beoordelen en maken.

4. Controleer uw instellingen en selecteer Aanmaken.

Een nieuwe taak maken

1. Selecteer in de Azure-portal:

   1. Een resource maken
   2. Internet of Things in het menu aan de linkerkant
   3. Typ Stream Analytics in de zoekbalk om deze te vinden in Azure Marketplace
   4. Selecteer Maken en vervolgens Stream Analytics-taak in de vervolgkeuzelijst

2. Geef de volgende waarden op om uw nieuwe Stream Analytics-taak te maken:

   Veld	Waarde
   Naam	Geef de taak een naam. Bijvoorbeeld IoTEdgeJob.
   Abonnement	Kies hetzelfde abonnement als uw IoT-hub.
   Resourcegroep	Gebruik dezelfde resourcegroep voor alle testresources die u maakt tijdens de IoT Edge quickstarts en zelfstudies. Bijvoorbeeld een resource met de naam IoTEdgeResources.
   Regio	Kies een locatie dicht bij u in de buurt.
   Hostingomgeving	Selecteer Edge. Met deze optie kunt u implementeren op een IoT Edge apparaat in plaats van in de cloud.

3. Kies Beoordelen + creëren.

4. Bevestig uw opties en selecteer Maken.

Uw taak configureren

Nadat u uw Stream Analytics-taak in de Azure-portal hebt gemaakt, configureert u deze met een input, een output en een query om uit te voeren op de gegevens die worden doorgegeven.

In deze sectie wordt beschreven hoe u een taak maakt die temperatuurgegevens ontvangt van een IoT Edge apparaat. De gegevens worden geanalyseerd in een doorlopend venster van 30 seconden. Als de gemiddelde temperatuur in dat venster meer dan 70 graden bedraagt, stuurt de taak een waarschuwing naar het IoT Edge apparaat.

Uw invoer en uitvoer instellen

1. Navigeer naar uw Stream Analytics-taak in de Azure-portal.

2. Selecteer Invoer onder Taaktopologie en selecteer Invoer toevoegen.

3. Kies Edge Hub in de vervolgkeuzelijst.

   Als u de optie Edge Hub niet in de lijst ziet, hebt u mogelijk uw Stream Analytics-taak gemaakt als een in de cloud gehoste taak. Probeer een nieuwe taak te maken en zorg ervoor dat u Edge als hostingomgeving selecteert.

4. Voer in het deelvenster Nieuwe invoer de temperatuur in als de invoeralias.

5. Behoud de standaardwaarden van de andere velden en selecteer Opslaan.

6. Selecteer uitvoer onder taaktopologie en selecteer vervolgens Toevoegen.

7. Kies Edge Hub in de vervolgkeuzelijst.

8. Voer in het deelvenster Nieuwe uitvoer de waarschuwing in als de uitvoeralias.

9. Behoud de standaardwaarden van de andere velden en selecteer Opslaan.

Een query maken

1. Selecteer Query onder Taaktopologie.

2. Vervang de standaardtekst door de volgende query:

   SELECT  
       'reset' AS command
   INTO
      alert
   FROM
      temperature TIMESTAMP BY timeCreated
   GROUP BY TumblingWindow(second,30)
   HAVING Avg(machine.temperature) > 70
   

   In deze query verzendt de SQL-code een opdracht voor opnieuw instellen naar de waarschuwingsuitvoer als de gemiddelde temperatuur van de machine in een venster van 30 seconden 70 graden bereikt. De opdracht Reset wordt vooraf in de sensor geprogrammeerd als een actie.

3. Selecteer Query opslaan.

Instellingen voor IoT Edge configureren

Als u uw Stream Analytics-taak op een IoT Edge apparaat wilt implementeren, koppelt u uw Azure Stream Analytics taak aan een opslagaccount. Wanneer u uw taak implementeert, exporteert de taakdefinitie als een container naar het opslagaccount.

1. Selecteer in uw Stream Analytics-service in het menu Instellingen de instellingen van het opslagaccount.

2. Kies de optie Selecteer Blob Storage/ADLS Gen 2 uit uw abonnementen.

3. Uw Azure-opslagaccount wordt automatisch weergegeven op de pagina. Als u er geen ziet, controleer dan of u een opslagruimte aanmaakt. Als u een andere opslag wilt kiezen dan de opslag die wordt vermeld in het veld Opslagaccount , selecteert u deze in de vervolgkeuzelijst.

4. Selecteer Opslaan als u wijzigingen hebt aangebracht.

De taak implementeren

U bent nu klaar om de Azure Stream Analytics taak op uw IoT Edge apparaat te implementeren.

In deze sectie gebruikt u de wizard Modules instellen in de Azure-portal om een deploymentmanifest te maken. Een implementatiemanifest is een JSON-bestand dat alle modules beschrijft die op een apparaat worden geïmplementeerd. Het manifest toont ook de containerregisters waarin de moduleinstallatiekopieën worden opgeslagen, hoe de modules moeten worden beheerd en hoe de modules met elkaar kunnen communiceren. Uw IoT Edge apparaat haalt het implementatiemanifest op uit IoT Hub en gebruikt vervolgens de informatie in het apparaat om alle toegewezen modules te implementeren en te configureren.

In deze zelfstudie gaat u twee modules implementeren. De eerste is SimulatedTemperatureSensor, een module waarmee een temperatuur- en vochtigheidssensor wordt gesimuleerd. De tweede is uw Stream Analytics-taak. De sensormodule biedt de gegevensstroom die door uw taakquery wordt geanalyseerd.

1. Navigeer in de Azure-portal naar uw IoT-hub.

2. Selecteer Devices onder het menu Device-beheer en selecteer vervolgens uw IoT Edge apparaat om het te openen.

3. Selecteer Modules instellen.

4. Als u de module SimulatedTemperatureSensor al eerder op dit apparaat hebt geïmplementeerd, wordt deze mogelijk automatisch ingevuld. Als dit niet het probleem is, voegt u de module toe met de volgende stappen:

   1. Selecteer + Toevoegen en kies IoT Edge Module.
   2. Typ SimulatedTemperatureSensor als de naam.
   3. Voer voor de afbeeldings-URI mcr.microsoft.com/azureiotedge-simulated-temperature-sensor:1.5 in.
   4. Laat de overige standaardinstellingen staan en selecteer Vervolgens Toevoegen.

5. Voeg uw Azure Stream Analytics Edge-taak toe met de volgende stappen:

   1. Selecteer + Toevoegen en kies Azure Stream Analytics Module.
   2. Selecteer uw abonnement en de Azure Stream Analytics Edge-taak die u hebt gemaakt.
   3. Selecteer Opslaan.

   Zodra u de wijzigingen hebt opgeslagen, worden de details van uw Stream Analytics-taak gepubliceerd in de opslagcontainer die u hebt gemaakt.

6. Nadat de implementatie van de Stream Analytics-toevoeging is voltooid, controleert u of er twee nieuwe modules worden weergegeven op de pagina Modules instellen.

   

7. Kies Beoordelen + creëren. Het implementatiemanifest wordt weergegeven.

8. Klik op Creëren.

9. Op de pagina Modules instellen van uw apparaat ziet u na een paar minuten dat de modules worden vermeld en uitgevoerd. Vernieuw de pagina als u geen modules ziet of wacht nog een paar minuten en vernieuw deze opnieuw.

Begrijp de twee nieuwe modules

1. Selecteer op het tabblad Modules instellen van uw apparaat de naam van de Stream Analytics-module om naar de pagina Update IoT Edge Module te gaan. Hier kunt u de instellingen bijwerken.

   Het Settings-tab bevat de Image URI die verwijst naar een standaard Azure Stream Analytics afbeelding. Deze enkele installatiekopie wordt gebruikt voor elke Stream Analytics-module die wordt geïmplementeerd op een IoT Edge apparaat.

   Op het tabblad Moduledubbelinstellingen wordt de JSON weergegeven die de eigenschap Azure Stream Analytics (ASA) definieert met de naam ASAJobInfo. De waarde van deze eigenschap verwijst naar de taakdefinitie in uw opslagcontainer. Deze eigenschap bepaalt hoe de Stream Analytics image wordt geconfigureerd met de specifieke details van uw taak.

   Standaard krijgt de Stream Analytics-module dezelfde naam als de taak waarop deze is gebaseerd. U kunt de modulenaam desgewenst op deze pagina wijzigen, maar dat hoeft niet.

2. Selecteer Toepassen als u wijzigingen hebt aangebracht of Annuleren als u geen wijzigingen hebt aangebracht.

Routes toewijzen aan uw modules

1. Op de pagina Modules instellen op apparaat:<uw-apparaatnaam>, selecteer Volgende: Routes.

2. Op het tabblad Routes definieert u hoe berichten worden doorgegeven tussen modules en de IoT Hub. Berichten worden samengesteld met behulp van naam- en waardeparen.

   Voeg de routenamen en -waarden toe met de paren die worden weergegeven in de volgende tabel. Vervang instanties van {moduleName} door de naam van uw Azure Stream Analytics module. Deze module moet dezelfde naam hebben die u ziet in de moduleslijst van uw apparaat op de pagina Modules instellen, zoals wordt weergegeven in de Azure-portal.

   

   Naam	Waarde
   telemetrieNaarDeCloud	FROM /messages/modules/SimulatedTemperatureSensor/* INTO $upstream
   waarschuwingen naar de cloud	FROM /messages/modules/{moduleName}/* INTO $upstream
   waarschuwingenOmTeResetten	FROM /messages/modules/{moduleName}/* INTO BrokeredEndpoint("/modules/SimulatedTemperatureSensor/inputs/control")
   telemetrieNaarAsa	FROM /messages/modules/SimulatedTemperatureSensor/* INTO BrokeredEndpoint("/modules/{moduleName}/inputs/temperature")

   De routes die u hier declareert, definiëren de gegevensstroom via het IoT Edge apparaat. De telemetriegegevens van SimulatedTemperatureSensor worden verzonden naar IoT Hub en naar de temperature invoer die is geconfigureerd in de Stream Analytics-taak. De uitvoerberichten alert worden verzonden naar IoT Hub en naar de module SimulatedTemperatureSensor om de opdracht reset te activeren.

3. Selecteer Volgende: Beoordelen en maken.

4. Op het tabblad Beoordelen en maken kunt u zien hoe de gegevens die u in de wizard hebt opgegeven, worden geconverteerd naar een JSON-implementatiemanifest.

5. Wanneer u klaar bent met het controleren van het manifest, selecteert u Maken om de instelling van de module te voltooien.

Gegevens weergeven

Ga naar uw IoT Edge apparaat om de interactie tussen de Azure Stream Analytics-module en de module SimulatedTemperatureSensor te bekijken.

1. Controleer of alle modules worden uitgevoerd in Docker:

   iotedge list  
   

2. Bekijk alle systeemlogboeken en metrische gegevens. Vervang {moduleName} door de naam van de Azure Stream Analytics-module:

   iotedge logs -f {moduleName}  
   

3. Bekijk hoe de opdracht Reset van invloed is op simulatedTemperatureSensor door de sensorlogboeken weer te geven:

   iotedge logs SimulatedTemperatureSensor
   

   U ziet nu dat de temperatuur van de machine geleidelijk stijgt totdat deze gedurende 30 seconden 70 graden is. Vervolgens worden met de Stream Analytics-module de beginwaarden ingesteld. De temperatuur van de machine zakt nu weer naar 21 graden.

   

De hulpbronnen opschonen

Als u wilt doorgaan naar het volgende aanbevolen artikel, moet u de resources en configuraties die u hebt gemaakt behouden en opnieuw gebruiken. U kunt ook hetzelfde IoT Edge apparaat blijven gebruiken als een testapparaat.

Verwijder anders de lokale configuraties en Azure resources die u in dit artikel hebt gebruikt om kosten te voorkomen.

Azure resources verwijderen

U kunt het verwijderen van Azure resources en resourcegroepen niet ongedaan maken. Zorg ervoor dat u niet per ongeluk de verkeerde resourcegroep of bronnen verwijdert. Als u de IoT Hub hebt gemaakt in een bestaande resourcegroep met resources die u wilt behouden, verwijdert u alleen de IoT Hub resource zelf, niet de resourcegroep.

Om de resources te verwijderen:

1. Meld u aan bij de Azure-portal en selecteer vervolgens Resource-groepen.
2. Selecteer de naam van de resourcegroep die uw IoT Edge testresources bevat.
3. Bekijk de lijst met resources die uw resourcegroep bevat. Als u alle mappen wilt verwijderen, kunt u Resourcegroep verwijderen selecteren. Als u slechts enkele resources wilt verwijderen, selecteert u elke resource om ze afzonderlijk te verwijderen.

Volgende stappen

In deze zelfstudie stelt u een Azure Stream Analytics taak in om gegevens van uw IoT Edge apparaat te analyseren. U hebt de Azure Stream Analytics-module op uw IoT Edge apparaat geladen om temperatuurstijgingen lokaal te verwerken en erop te reageren en de geaggregeerde gegevensstroom naar de cloud te verzenden. Als u wilt weten hoe Azure IoT Edge u kunt helpen meer oplossingen te bouwen, gaat u verder met de volgende zelfstudie.