Bei der Vorstellung unserer Taktstraße wurde bereits kurz der Aufbau mit den einzelnen Komponenten gezeigt. In diesem Blogpost soll nun das Thema Edge Computing im Detail betrachtet werden. Was ist eigentlich Edge Computing, wozu braucht man es und welche Vorteile bietet es?
Generell beschreibt Edge Computing die dezentrale Datenverarbeitung am Rande des Netzwerks (der sogenannten Edge). Dadurch ergibt sich die Möglichkeit Daten und Dienste zumindest teilweise an Ort und Stelle zu verarbeiten. Anschließend können bearbeitete oder aggregierte Daten dennoch durch das Edge Device in die Cloud geschickt werden. Nachfolgend wird genauer darauf eingegangen, was Microsoft im Bereich von IoT Edge bietet, wie dies im Kontext unserer Taktstraße verwendet wird und welche Vor- bzw. Nachteile dies mit sich bringt.
Um Edge Computing nicht selbst zu implementieren, bietet Azure mit Azure IoT Edge einen Service, der aus zwei Komponenten besteht. Die Azure IoT Edge Runtime läuft direkt auf dem Edge Device und ermöglicht es, sogenannte Edge Module aus der Cloud zu laden und dann direkt auf dem Edge Device auszuführen (siehe Abbildung 1).
Abbildung 1: Ausliefern und Ausführen von Funktionen auf dem Edge Device
(Quelle: https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-edge/tutorial-deploy-function)
Die Edge Module sind Docker Container, die abstrakt betrachtet Anwendungen sind, die auf dem Edge Device ausgeführt werden und zusätzliche Funktionalität liefern. Diese Anwendungen können dann z.B. dafür genutzt werden, Daten über unterschiedliche Protokolle wie OPC UA anzubinden oder Daten vor zu filtern, zu transformieren oder mit Informationen anzureichern. Dadurch können nicht nur Bandbreite und Datenvolumen eingespart werden, sondern auch die Zeitverzögerung zwischen Anfrage und Antwort aus der Cloud, da die Funktionen dort nicht erst ausgeführt werden müssen. Auch Szenarien wie Offlinefähigkeit von Edge Devices lassen sich so bequem handhaben.
Auf der Cloudseite bietet jeder Azure IoT Hub eine Unterstützung für Edge Computing. Über diesen kann konfiguriert werden, welche Edge Module auf welche Edge Devices ausgeliefert werden sollen. Auch die Provisionierung der Edge Devices läuft dann über den entsprechenden Azure IoT Hub.
Im Kontext unserer Taktstraße wird das Edge Device verwendet, um den OPC UA Server der Siemenssteuerung über ein OPC Modul anzubinden und dessen Daten an die Cloud zu schicken. Einen tieferen Einblick in die einzelnen Funktionen von Azure IoT Edge, gibt es im späteren Verlauf der Blogserie.
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