Tutorial: Implantar Azure Stream Analytics como um módulo de IoT Edge

Aplica-se a: IoT Edge 1.5

Neste tutorial, você criará um trabalho Azure Stream Analytics no portal do Azure e o implantará como um módulo IoT Edge sem código extra.

Neste tutorial, você aprenderá como:

O módulo do Stream Analytics neste tutorial calcula a temperatura média em uma janela ininterrupta de 30 segundos. Quando a média atinge 70, o módulo envia um alerta para que o dispositivo tome medidas. Nesse caso, a medida é redefinir o sensor de temperatura simulado. Em um ambiente de produção, você pode usar essa funcionalidade para desligar um computador ou tomar medidas preventivas quando a temperatura atingir níveis perigosos.

Por que usar Azure Stream Analytics em IoT Edge?

Muitas soluções de IoT usam serviços de análise para obter insights sobre dados quando estes chegam na nuvem vindos de dispositivos de IoT. Usando o Azure IoT Edge, você move a lógica do Azure Stream Analytics para o próprio dispositivo. O processamento de fluxos de telemetria na borda reduz a quantidade de dados carregados e o tempo necessário para reagir a ideias acionáveis. Azure IoT Edge e Azure Stream Analytics integram para simplificar o desenvolvimento de cargas de trabalho.

Azure Stream Analytics usa uma sintaxe de consulta estruturada para análise de dados na nuvem e em dispositivos IoT Edge. Para obter mais informações, consulte Azure Stream Analytics documentação.

Pré-requisitos

Se você não tiver uma conta Azure, crie uma conta free antes de começar.

• Um dispositivo Azure IoT Edge.

  Use uma máquina virtual Azure como um dispositivo IoT Edge seguindo as etapas no início rápido para dispositivos Linux ou Windows.

• Uma camada gratuita ou padrão IoT Hub em Azure.

Criar um trabalho de Azure Stream Analytics

Nesta seção, você criará um trabalho Azure Stream Analytics que:

• Recebe dados de seu dispositivo IoT Edge.
• Consulta os dados de telemetria para valores fora de uma faixa definida.
• Executa uma ação no dispositivo IoT Edge com base nos resultados da consulta.

Criar uma conta de armazenamento

Ao criar um trabalho Azure Stream Analytics para ser executado em um dispositivo IoT Edge, você precisará armazená-lo para que o dispositivo possa acessá-lo. Você pode usar uma conta de Azure Storage existente ou criar uma nova.

1. No portal do Azure, acesse Criar um recurso > Storage > Conta de Armazenamento.

2. Forneça os seguintes valores para criar sua conta de armazenamento:

   Campo	Valor
   Subscrição	Escolha a mesma assinatura que o Hub IoT.
   Grupo de recursos	Use o mesmo grupo de recursos para todos os recursos de teste nos inícios rápidos e tutoriais do IoT Edge. Por exemplo, IoTEdgeResources.
   Nome	Forneça um nome exclusivo para sua conta de armazenamento.
   Localização	Escolha uma localização perto de você.

3. Mantenha os valores padrão para os outros campos e selecione Examinar + Criar.

4. Examine as configurações e selecione Criar.

Criar um novo trabalho

1. No portal Azure, selecione:

   1. Criar um recurso
   2. Internet das Coisas no menu à esquerda
   3. Digite Stream Analytics na barra de pesquisa para encontrá-lo no Azure Marketplace
   4. Selecione Criar e depois Trabalho do Stream Analytics no menu suspenso

2. Forneça os seguintes valores para criar o trabalho do Stream Analytics:

   Campo	Valor
   Nome	Forneça um nome para o seu trabalho. Por exemplo, IoTEdgeJob
   Subscrição	Escolha a mesma assinatura que o Hub IoT.
   Grupo de recursos	Use o mesmo grupo de recursos para todos os recursos de teste criados durante os inícios rápidos e tutoriais do IoT Edge. Por exemplo, um recurso chamado IoTEdgeResources.
   Região	Escolha um local perto de você.
   Ambiente de hospedagem	Selecione Edge. Essa opção permite implantar em um dispositivo IoT Edge em vez da nuvem.

3. Selecione Examinar + criar.

4. Confirme as opções e selecione Criar.

Configurar seu trabalho

Depois de criar seu trabalho do Stream Analytics no portal do Azure, configure-o com uma entrada, uma saída e uma consulta para serem executados nos dados que transitam.

Esta seção mostra como criar um trabalho que recebe dados de temperatura de um dispositivo IoT Edge. Ele analisa os dados em uma janela de 30 segundos sem interrupção. Se a temperatura média durante esse período ultrapassar 70 graus, o sistema enviará um alerta para o dispositivo IoT Edge.

Definir a entrada e a saída

1. Navegue até o job de Stream Analytics no portal do Azure.

2. Em Topologia de trabalho, selecione Entradas e, em seguida, selecione Adicionar entrada.

3. Escolha Hub do Edge na lista suspensa.

   Se você não vir a opção Edge Hub na lista, talvez tenha criado seu trabalho do Stream Analytics como um trabalho hospedado na nuvem. Tente criar um novo trabalho e selecione o Edge como o ambiente de hospedagem.

4. No painel Nova entrada, insira temperatura como o alias de entrada.

5. Use os valores padrão para os outros campos e selecione Salvar.

6. Em Topologia de trabalho, selecione Saídas e, em seguida, selecione Adicionar.

7. Escolha Hub do Edge na lista suspensa.

8. No painel Nova saída, insira alerta como o alias de saída.

9. Use os valores padrão para os outros campos e selecione Salvar.

Criar uma consulta

1. Em Topologia do trabalho, selecione Consulta.

2. Substitua o texto padrão pela seguinte consulta:

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

   O código SQL enviará um comando de reinicialização à saída do alerta se a temperatura média do computador em um período de 30 segundos atingir 70 graus. O comando de redefinição é preprogramado no sensor como uma ação.

3. Selecione Salvar consulta.

Definir configurações de IoT Edge

Para implantar seu trabalho do Stream Analytics em um dispositivo IoT Edge, associe seu trabalho de Azure Stream Analytics a uma conta de armazenamento. Ao implantar seu trabalho, a definição de trabalho é exportada para a conta de armazenamento como um contêiner.

1. No serviço do Stream Analytics, no menu Configurações , selecione as configurações da conta de armazenamento.

2. Escolha a opção Selecionar armazenamento de blobs/ADLS Gen 2 de suas assinaturas.

3. Sua conta de armazenamento Azure é exibida automaticamente na página. Se não aparecer um armazenamento, crie um. Caso você precise escolher uma opção de armazenamento diferente da listada no campo Conta de Armazenamento, selecione-a no menu suspenso.

4. Selecione Salvar se você fez alguma alteração.

Implantar o trabalho

Agora você está pronto para implantar o trabalho de Azure Stream Analytics em seu dispositivo IoT Edge.

Nesta seção, você usará o assistente Set Modules no portal Azure para criar um manifesto de implantação . Um manifesto de implantação é um arquivo JSON que descreve todos os módulos que são implantados em um dispositivo. O manifesto também mostra os registros de contêiner que armazenam as imagens do módulo, como os módulos devem ser gerenciados e como os módulos podem se comunicar entre si. Seu dispositivo IoT Edge recupera seu manifesto de implantação de IoT Hub e, em seguida, usa as informações nele para implantar e configurar todos os módulos atribuídos.

Para este tutorial, você deve implantar dois módulos. O primeiro é SimulatedTemperatureSensor, um módulo que simula um sensor de temperatura e umidade. O segundo é o seu trabalho do Stream Analytics. O módulo do sensor fornece o fluxo de dados que a consulta do trabalho analisará.

1. No portal do Azure, navegue até o hub IoT.

2. Selecione Devices no menu Device management e selecione seu dispositivo IoT Edge para abri-lo.

3. Selecione Definir módulos.

4. Se você implantou o módulo SimulatedTemperatureSensor neste dispositivo, talvez ele seja automaticamente preenchido. Caso contrário, adicione o módulo com as seguintes etapas:

   1. Selecione + Adicionar e escolha IoT Edge Module.
   2. Para o nome, digite SimulatedTemperatureSensor.
   3. Para o URI da imagem, insira mcr.microsoft.com/azureiotedge-simulated-temperature-sensor:1.5.
   4. Deixe as outras configurações padrão e selecione Adicionar.

5. Adicione seu trabalho do Azure Stream Analytics Edge com as seguintes etapas:

   1. Selecione + Adicionar e escolha Azure Stream Analytics Module.
   2. Selecione sua assinatura e o trabalho Azure Stream Analytics Edge que você criou.
   3. Clique em Salvar.

   Depois de salvar as alterações, os detalhes de seu trabalho do Stream Analytics serão publicados no contêiner de armazenamento que você criou.

6. Depois que a adição do Stream Analytics concluir a implantação, confirme se dois novos módulos aparecem na página Definir módulos.

   

7. Selecione Examinar + criar. O manifesto de implantação é exibido.

8. Selecione Criar.

9. Na página Definir módulos do dispositivo, após alguns minutos, você verá os módulos listados e em execução. Atualize a página se os módulos não aparecerem ou aguarde mais alguns minutos e atualize-a novamente.

Entender os dois novos módulos

1. Na guia Set módulos do seu dispositivo, selecione o nome do módulo do Stream Analytics para levá-lo à página Update IoT Edge Module. Aqui você pode atualizar as configurações.

   A guia Settings tem o URI Image que aponta para uma imagem de Azure Stream Analytics padrão. Essa única imagem é usada para cada módulo do Stream Analytics que é implantado em um dispositivo IoT Edge.

   A guia Module Twin Settings mostra o JSON que define a propriedade Azure Stream Analytics (ASA) chamada ASAJobInfo. O valor dessa propriedade aponta para a definição de trabalho em seu contêiner de armazenamento. Esta propriedade é como a imagem do Stream Analytics é configurada com os detalhes de seu trabalho específico.

   Por padrão, o módulo Stream Analytics usa o mesmo nome que o trabalho no qual ele se baseia. Você pode alterar o nome do módulo nesta página, se desejar, mas isso não é necessário.

2. Selecione Aplicar se você fez alterações ou Cancelar se não fez nenhuma alteração.

Atribuir rotas aos módulos

1. Na página Definir módulos em device:<your-device-name>, selecione Avançar: Rotas.

2. Na guia Routes, você define como as mensagens são passadas entre módulos e a IoT Hub. As mensagens são construídas usando pares nome e valor.

   Adicione os nomes e os valores de rota com os pares mostrados na tabela a seguir. Substitua instâncias de {moduleName} pelo nome do módulo Azure Stream Analytics. Este módulo deve ser o mesmo nome que você vê na lista de módulos do dispositivo na página Set, conforme mostrado no portal Azure.

   

   Nome	Valor
   TelemetriaParaNuvem	FROM /messages/modules/SimulatedTemperatureSensor/* INTO $upstream
   alertsToCloud	FROM /messages/modules/{moduleName}/* INTO $upstream
   alertsToReset	FROM /messages/modules/{moduleName}/* INTO BrokeredEndpoint("/modules/SimulatedTemperatureSensor/inputs/control")
   telemetryToAsa	FROM /messages/modules/SimulatedTemperatureSensor/* INTO BrokeredEndpoint("/modules/{moduleName}/inputs/temperature")

   As rotas que você declara aqui definem o fluxo de dados por meio do dispositivo IoT Edge. Os dados de telemetria do Sensor de Temperatura Simulado são enviados para o IoT Hub e para a entrada temperature configurada no trabalho do Stream Analytics. As mensagens de saída alert são enviadas para IoT Hub e para o módulo SimulatedTemperatureSensor para disparar o comando de redefinição.

3. Selecione Avançar: Examinar + Criar.

4. Na guia Examinar + Criar, você poderá ver como as informações fornecidas no assistente são convertidas em um manifesto de implantação JSON.

5. Quando terminar de examinar o manifesto, selecione Criar para concluir a configuração do módulo.

Exibir dados

Acesse seu dispositivo IoT Edge para ver a interação entre o módulo Azure Stream Analytics e o módulo SimulatedTemperatureSensor.

1. Verifique se todos os módulos estão em execução no Docker:

   iotedge list  
   

2. Exibir todos os logs do sistema e dados de métricas. Substitua {moduleName} pelo nome do módulo Azure Stream Analytics:

   iotedge logs -f {moduleName}  
   

3. Veja como o comando de redefinição afeta o SimulatedTemperatureSensor vendo os logs de sensor:

   iotedge logs SimulatedTemperatureSensor
   

   Você pode observar a temperatura do computador aumentar gradualmente até atingir 70 graus por 30 segundos. Em seguida, o módulo do Stream Analytics dispara uma redefinição e a temperatura da máquina cai para 21.

   

Limpar os recursos

Se você quiser continuar para o próximo artigo recomendado, mantenha os recursos e configurações criados e reutilize-os. Você também pode continuar usando o mesmo dispositivo IoT Edge como um dispositivo de teste.

Caso contrário, exclua as configurações locais e Azure recursos usados neste artigo para evitar encargos.

Excluir recursos de Azure

Não é possível desfazer a exclusão dos recursos do Azure e grupos de recursos. Não exclua acidentalmente grupo de recursos ou recursos incorretos. Se você criou o IoT Hub dentro de um grupo de recursos existente que tem recursos que deseja manter, exclua apenas o recurso IoT Hub em si, não o grupo de recursos.

Para excluir os recursos:

1. Entre no Azure portal e selecione Resource groups.
2. Selecione o nome do grupo de recursos que contém seus recursos de teste IoT Edge.
3. Examine a lista de recursos que seu grupo de recursos contém. Se você deseja excluir todos eles, selecione Excluir grupo de recursos. Se você quiser excluir apenas alguns deles, selecione cada recurso para excluí-los individualmente.

Próximas etapas

Neste tutorial, você configurará um trabalho de Azure Stream Analytics para analisar dados de seu dispositivo IoT Edge. Você carregou o módulo Azure Stream Analytics em seu dispositivo IoT Edge para processar e reagir a aumentos de temperatura localmente e enviou o fluxo de dados agregado para a nuvem. Para saber como Azure IoT Edge pode ajudá-lo a criar mais soluções, prossiga para o próximo tutorial.