مشاركة عبر

أفضل الممارسات لتكوين الجهاز ضمن حل IoT

  • مقالة

تعمل الإدارة التلقائية للأجهزة في مركز Azure IoT على أتمتة العديد من المهام المتكررة والمعقدة لإدارة أساطيل الأجهزة الكبيرة على مدار دورات حياتها بأكملها. تحدد هذه المقالة العديد من أفضل الممارسات للأدوار المختلفة المتضمنة في تطوير وتشغيل حل IoT.

  • شركات التكامل/مُصانِّع أجهزة إنترنت الأشياء: مُصنِّعو أجهزة إنترنت الأشياء أو شركات التكامل الذين يقومون بتجميع الأجهزة من مُصنِّعين مختلفين، أو الموردين الذين يقدمون الأجهزة لنشر إنترنت الأشياء المصنَّع أو المتكامل بواسطة موردين آخرين. تشارك في تطوير وتكامل البرامج الثابتة وأنظمة التشغيل المضمنة والبرامج المضمنة.

  • مطور حلول إنترنت الأشياء: يتم تطوير حل إنترنت الأشياء عادةً بواسطة مطور الحلول. قد يكون هذا المطور جزءاً من فريق داخلي أو شركة تكامل نظام متخصصة في هذا النشاط. يمكن لمطور حلول IoT تطوير مكونات مختلفة من حل IoT من الصفر، ودمج مكونات قياسية مختلفة أو مفتوحة المصدر.

  • مشغل حلول إنترنت الأشياء: بعد نشر حل إنترنت الأشياء، فإنه يتطلب مراقبة وترقيات وصيانة وعمليات طويلة المدى. يمكن تنفيذ هذه المهام من قبل فريق داخلي يتكون من متخصصي تكنولوجيا المعلومات وفرق عمليات الأجهزة والصيانة والمتخصصين في المجال الذين يراقبون السلوك الصحيح للبنية الأساسية الشاملة لإنترنت الأشياء.

فهم الإدارة التلقائية للأجهزة لتكوين أجهزة IoT على نطاق واسع

تتضمن الإدارة التلقائية للأجهزة العديد من مزايا توائم الجهازوتوائم الوحدة النمطية لمزامنة الحالات المطلوبة والمبلغ عنها بين السحابة والأجهزة. تقوم التكوينات التلقائية للجهاز تلقائيًا بتحديث مجموعات كبيرة من التوائم وتلخيص التقدم والتوافق. تصف الخطوات عالية المستوى التالية كيفية تطوير الإدارة التلقائية للأجهزة واستخدامها:

  • تنفذ الشركة المصنعة/المتكاملة لأجهزة IoT ميزات إدارة الأجهزة داخل تطبيق مضمن باستخدام توائم الجهاز. قد تتضمن هذه الميزات تحديثات البرامج الثابتة وتثبيت البرامج وتحديثها وإدارة الإعدادات.

  • ينفذ مطور حلول IoT طبقة الإدارة لعمليات إدارة الأجهزة باستخدام توائم الجهازوتكوينات الجهاز التلقائية. يجب أن يتضمن الحل تعريف واجهة عامل التشغيل لتنفيذ مهام إدارة الجهاز.

  • يستخدم عامل تشغيل حلول IoT حل IoT لتنفيذ مهام إدارة الجهاز، خاصة لتجميع الأجهزة معًا، وبدء تغييرات التكوين مثل تحديثات البرامج الثابتة، ومراقبة التقدم، واستكشاف المشكلات التي تنشأ وإصلاحها.

مُصنِّع / مُدمج أجهزة IoT

فيما يلي الممارسات المثلى لمصنعي الأجهزة والمدمجين الذين يتعاملون مع تطوير البرامج المضمنة:

  • تنفيذ الأجهزة المزدوجة: تتيح الأجهزة المزدوجة المزامنة التكوين المطلوب من السحابة وللإبلاغ عن التكوين الحالي وخصائص الجهاز. تتمثل أفضل طريقة لتنفيذ الأجهزة المزدوجة داخل تطبيقات الحلول السحابية من خلال حزم Azure IoT SDK. تعد توائم الجهاز هي الأنسب للتكوين لأنها:

    • تدعم الاتصال ثنائي الاتجاه.
    • تسمح بكل من حالات الجهاز المتصلة وغير المتصلة.
    • تتبع مبدأ الاتساق النهائي.
    • قَابلة للاستعلام بشكل كامل على السحابة.

  • بنية الجهاز المزدوج لإدارة الجهاز: يجب أن يكون الجهاز المزدوج منظم بحيث يتم تجميع خصائص إدارة الجهاز منطقيا معا في أقسام. يؤدي القيام بذلك إلى تمكين تغييرات التكوين من العزل دون التأثير على أقسام أخرى من الجهاز المزدوج. على سبيل المثال، إنشاء قسم داخل الخصائص المطلوبة للبرامج الثابتة، وقسم آخر للبرامج، وقسم ثالث لإعدادات الشبكة.

  • قم بالإبلاغ عن سمات الجهاز المفيدة لإدارة الجهاز: تعتبر السمات مثل نموذج الجهاز المادي والنموذج والبرامج الثابتة ونظام التشغيل والرقم التسلسلي والمعرفات الأخرى مفيدة لإعداد التقارير وكمعلمات لتغييرات تكوين الاستهداف.

  • تعريف الحالات الرئيسية لحالة التقارير والتقدم: يجب تعداد حالات المستوى الأعلى بحيث يمكن إبلاغ المشغل بها. على سبيل المثال، قد يُبلغ تحديث البرنامج الثابت عن الحالة على أنها جارية، وتنزيل، وتطبيق، وجاري، وخطأ. حدد حقولًا إضافية للحصول على مزيد من المعلومات حول كل حالة.

مُطور حلول IoT

فيما يلي الممارسات المثلى لمطوري حلول IoT الذين يقومون بإنشاء أنظمة تستند إلى Azure:

  • تنفيذ الأجهزة المزدوجة: تتيح الأجهزة المزدوجة المزامنة التكوين المطلوب من السحابة وللإبلاغ عن التكوين الحالي وخصائص الجهاز. تتمثل أفضل طريقة لتنفيذ توائم الأجهزة داخل تطبيقات الحلول السحابية من خلال حزم Azure IoT SDK. تعد توائم الجهاز هي الأنسب للتكوين لأنها:

    • تدعم الاتصال ثنائي الاتجاه.
    • تسمح بكل من حالات الجهاز المتصلة وغير المتصلة.
    • تتبع مبدأ الاتساق النهائي.
    • قَابلة للاستعلام بشكل كامل على السحابة.

  • تنظيم الأجهزة باستخدام علامات الأجهزة المزدوجة: يجب أن يسمح الحل للمشغل بتحديد حلقات الجودة أو مَجموعات أخرى من الأجهزة استنادا إلى استراتيجيات توزيع مختلفة، مثل الكاناري. يمكن تنفيذ تنظيم الجهاز داخل الحل باستخدام علامات واستعلامات الجهاز المزدوج. يعد تنظيم الجهاز ضروريا للسماح بإطلاق التكوين بأمان ودقة.

  • تنفيذ التكوينات التلقائية للجهاز: توزع التكوينات التلقائية للجهاز وتراقب تغييرات التكوين لمجموعات كبيرة من أجهزة IoT عبر الأجهزة المزدوجة.

    تستهدف تكوينات الجهاز التلقائي مجموعات من التوائم الجهاز عن طريق الشرط المستهدف، وهو استعلام على علامات الأجهزة المزدوجة أو الخصائص المبلغ عنها. المحتوى المستهدف هو مجموعة من الخصائص المطلوبة التي سيتم تعيينها داخل الأجهزة المزدوجة المستهدفة. يجب أن يتماشى المحتوى المستهدف مع الهيكل المزدوج للجهاز المحدد من قبل الشركة المصنعة / مدمج أجهزة IoT. المقاييس هي استعلامات على خصائص الجهاز المزدوج المبلغ عنها ويجب أيضا المحاذاة مع بنية الجهاز المزدوج المعرفة من قبل الشركة المصنعة/ مدمج أجهزة IoT.

    يتم تشغيل تكوينات الجهاز التلقائية لأول مرة بعد وقت قصير من إنشاء التكوين ثم على فترات زمنية مدتها خَمس دقائق. كما أنها تستفيد من مركز IoT الذي يقوم بعمليات الجهاز المزدوج بمعدل لن يتجاوز أبدًا حدود الاختناق لقراءات وتحديثات الجهاز المزدوج.

  • استخدم خدمة توفير الأجهزة: يجب على مطوري الحلول استخدام خدمة توفير الأجهزة لتعيين علامات للأجهزة المزدوجة الجديدة، بحيث يتم تكوينها تلقائيًا بواسطة تكوينات الجهاز التلقائية التي تستهدف الأجهزة المزدوجة مع تلك العلامة.

مشغل حلول IoT

فيما يلي الممارسات المثلى لمشغلي حلول IoT الذين يستخدمون حل IoT مبني على Azure:

  • تنظيم الأجهزة للإدارة: يجب أن يحدد حل IoT أو يسمح بإنشاء حلقات عالية الجودة أو مجموعات أخرى من الأجهزة استنادا إلى استراتيجيات توزيع مختلفة مثل الكاناري. يتم استخدام مجموعات الأجهزة لطرح تغييرات التكوين وتنفيذ عمليات إدارة الأجهزة الأخرى على نطاق واسع.

  • إجراء تغييرات التكوين باستخدام بدء التنفيذ على مراحل: بدء التنفيذ المرحلي هو عملية شاملة يقوم المشغل بموجبها بتوزيع التغييرات على مجموعة موسعة من أجهزة IoT. الهدف هو إجراء تغييرات تدريجية لتقليل مخاطر إجراء تغييرات واسعة النطاق.  يجب على المشغل استخدام واجهة الحل لإنشاء تكوين تلقائي للجهاز ويجب أن يستهدف شرط الهدف مجموعة أولية من الأجهزة (مثل مجموعة الكاناري). ثم يجب على المشغل التحقق من صحة تغيير التكوين في المجموعة الأولية من الأجهزة.

    فور اكتمال التحقق من الصحة، سيقوم المشغل بتحديث تكوين الجهاز التلقائي ليشمل مجموعة أكبر من الأجهزة. يجب على المشغل أيضا تعيين أولوية التكوين لتكون أعلى من التكوينات الأخرى التي تستهدف حاليا إلى تلك الأجهزة. يُمكن مراقبة بدء التنفيذ باستخدام المقاييس التي تم الإبلاغ عنها من خلال التكوين التلقائي للجهاز.

  • إجراء عمليات العودة إلى الحالة السابقة في حالة وجود أخطاء أو تكوينات خاطئة: يُمكن التراجع عن تكوين الجهاز التلقائي الذي يسبب أخطاء أو تكوينات خاطئة عن طريق تغيير شرط الهدف بحيث لا تفي الأجهزة بشرط الهدف. تأكّد من أن تكوين جهاز تلقائي آخر ذي أولوية أقل لا يزال مستهدفا لهذه الأجهزة. تحقّق من نجاح عملية التراجع بعرض المقاييس: يجب ألا يظهر التكوين المتراجع حالة الأجهزة غير المستهدفة، ويجب أن تتضمن مقاييس التكوين الثاني الآن تعدادات للأجهزة التي لا تزال مستهدفة.

الخطوات التالية