Wegen eines angenagten Internetkabels eines Fahrstuhls, waren mehrere Personen stundenlang eingeschlossen.
Wann immer Skeptiker sich über IoT auslassen, werden Geschichten wie diese ausgetauscht.
Dieses Beispiel diente schon unzählige Male als das Horrorszenario schlechthin – doch dem soll hier ein Ende bereitet werden!
Ein defektes Internetkabel sollte den Fahrstuhl nicht von seiner Funktion abhalten. Wenn dies doch der Fall ist, hat jemand fahrlässig gehandelt und sollte sich mit dem Thema Azure IoT Edge befassen.
Edge Computing
Edge Computing – oder auch Fog-Computing – kann als Architekturkonzept für das Internet der Dinge (IoT) verstanden werden.
Daten werden von einem lokalen Gerät direkt verarbeitet, ohne dass eine Übertragung an einen Server erfolgen muss. Zusätzlich können die Vorteile der Cloud genutzt werden.
Microsoft wird mit Azure IoT Edge weder allen Skeptikern die Argumente nehmen noch sämtliche Fehlfunktionen eliminieren.
Vielmehr ermöglicht es den Herstellern ihre Geschäftslogik wieder auf den Endgeräten auszuführen. Richtig, wieder.
Dazu ein Beispiel: Standardmäßig werden Lichtschalter hart verdrahtet in den Stromkreis verbaut. Jeweils an den Stellen, in denen das Licht gesteuert werden soll. Hier ist die Logik mechanisch an den Lichtschalter gebunden. Um die Möglichkeit einer zentralen Lichtsteuerung zu ermöglichen, müssen die Lichtschalter an einer zentralen Steuereinheit angeschlossen werden. Die Entscheidung, ob das Licht eingeschaltet sein soll, wird dann beispielsweise von einer Siemens LOGO! entschieden. Ist diese ausgeschaltet oder defekt, kann es zu einem Systemausfall kommen. Die einzelnen Räume haben keine Möglichkeit mehr, das Licht zu steuern.
Beim Edge Computing könnten die Lichtanlagen in den Räumen je einem IoT Edge Device entsprechen und lokal die Lichtsteuererung übernehmen. Die Technologiekonzepte sind nicht komplementär zu vorangegangenen zu verstehen. Vielmehr schließen sie die Lücke zwischen autonomer und zentraler Steuerung.
Der Hardware wird mehr Intelligenz gegeben.
Sensordaten können lokal im Edge Device verarbeitet werden. Anhand der definierten Geschäftslogik wird die Peripherie entsprechend lokal gesteuert – ohne Internetverbindung.
Ist eine Internetverbindung zu einem späteren Zeitpunkt wieder verfügbar, könnten die Auswertungsergebnisse wie ein Log an einen Cloud-Server gesendet werden (“Der Prozess wurde um 8:00 Uhr gestartet.“).
Die lokale Ausführung ohne Datenübertragung kann die Performance deutlich verbessern, beispielsweise durch kleinere Latenzzeiten bei der direkten Verarbeitung. Auch die Reduzierung der ins Netz gesendeten Datenmengen kann sich positiv auf die Gesamtleistung auswirken.
Zudem wird durch die lokale Auswertung eine Manipulation oder der Diebstahl sensitiver Daten erschwert.
Im genannten Horrorszenario könnte der Fahrstuhl ohne eine Datenverbindung zum Server die Passagiere auf der gewünschten Etage abliefern. Sobald der Server wieder erreichbar ist, könnten die protokollierten Daten im Nachgang übermittelt werden.
Für eine Fernsteuerung ist natürlich weiterhin eine Datenverbindung nötig.
Wann immer Daten in Echtzeit erfasst und verarbeitet werden müssen, kann der Ansatz des Edge Computing eine sinnvolle Möglichkeit darstellen.
Diese kann jedoch nicht zu einer allgemeingültigen Empfehlung führen. Weitere Anforderungen wie Sicherheit, Datenvolumen oder Vertraulichkeit müssen bei der Entscheidungsfindung bedacht werden.
Azure IoT Edge
Microsoft bietet mit Azure IoT Edge ein breites Funktionspaket für die Edge Entwicklung, was weit mehr als nur eine Basis darstellt.
Lösungen für Bereitstellung, Authentifizierung und Remotesteuerung werden durch Technologien für Künstliche Intelligenz und Analyseworkloads in den wichtigsten Programmiersprachen angeboten, um diese nur als Beispiele zu nennen.
Azure IoT Edge besteht aus drei Komponenten:
- IoT Edge-Modulen,
- einer IoT Edge-Runtime und
- einer cloudbasierten Schnittstelle.
IoT Edge Runtime
Die IoT Edge Runtime stellt eine Sammlung von Funktionen bereit, welche die Hosthardware zu einem Azure IoT Edge Device aufwerten.
Zwei Hauptverantwortlichkeiten werden in internen Komponenten bereitgestellt.
Die Kommunikation, sowohl unter den Modulen als auch mit dem IoT Hub in der Cloud, übernimmt das Edge Hub Modul. Die Verbindungen zur Cloud werden in einer einzigen physikalischen Verbindung gebündelt.
Das Monitoring und Deployment der Module wird durch den IoT Edge Agent und dem IoT Hub unterstützt.
IoT Edge Module
IoT Edge Module sind Docker-kompatible Container, die in der IoT Edge Runtime ausgeführt werden.
Die Module können in verschiedenen Programmiersprachen implementiert werden, derzeit unterstützt Microsoft C, C#, Java, Python und Node.js.
Neben individueller Geschäftslogik können auch Azure-Dienste (z.B. Azure Functions, Machine Learning, Bilderkennung etc.) in Modulen bereitgestellt werden, die offline und im Edge-Bereich laufen.
Cloudbasierten Schnittstelle
Azure IoT Hub unterstützt die Remoteüberwachung und -verwaltung von IoT Devices und Modulen. Microsoft bietet hier beispielsweise eine nahtlose Integration mit Azure IoT Solution Accelerators. Mehr dazu von Florian Bader: IoT zum Anfassen – Was bietet Microsoft Azure?
Lesen sie im nächsten Beitrag dieser Serie mehr über zwei industriefähige IoT Edge Devices: Das RevPi Connect+ von der Firma KUNBUS GmbH und die UC-8100-ME-T Serie von Moxa.
Sprechen Sie uns an, wenn auch Sie Hilfe bei der Planung, Einführung oder Umsetzung von IoT und Industrie 4.0 in Ihrem Unternehmen benötigen. Wir führen Sie gerne ans Ziel.
Sie möchten mehr zum Thema IoT erfahren? Besuchen Sie doch unseren kostenlosen Workshop „IoT in a day – Von Null auf Cloud in einem Tag“ oder buchen Sie unseren zweitägigen IoT Proof of Concept-Workshop.