O que é IoT do Azure?

IoT do Azure é o portfólio de serviços da Microsoft para conectar, gerenciar e derivar inteligência de dispositivos IoT e equipamentos industriais em escala.

Ele usa uma coleção de serviços de nuvem, componentes de borda e SDKs e aplica a abordagem de nuvem adaptável para unificar dispositivos conectados à nuvem e ambientes de OT (tecnologia operacional local) em um modelo comum de gerenciamento, dados e IA. A telemetria bruta do sensor flui por meio de um pipeline consistente e, em última análise, torna-se inteligência acionável para equipes de operações, cientistas de dados e tomadores de decisões de negócios.

O portfólio de IoT do Azure inclui duas plataformas primárias e dois serviços de nuvem compartilhados:

• Hub IoT do Azure: plataforma do Microsoft para dispositivos conectados, habilitando soluções de IoT conectadas à nuvem em escala. Hub IoT é adequado para cenários em que os dispositivos se conectam diretamente à nuvem por protocolos padrão, como MQTT, AMQP e HTTP.
• Operações do Azure IoT: plataforma da Microsoft para operações conectadas, habilitando soluções conectadas à edge para ambientes industriais e de tecnologia operacional. Operações do Azure IoT é a principal recomendação da Microsoft para novas soluções conectadas à edge.
• Azure Device Registry: um serviço de nuvem que representa dispositivos IoT e ativos industriais como recursos de Azure padrão, independentemente de estarem conectados por Hub IoT ou Operações do Azure IoT. Como dispositivos e ativos aparecem como recursos de Azure nativos, você pode gerenciá-los usando ferramentas de Azure familiares, modelos do ARM (Azure Resource Manager), RBAC (controle de acesso baseado em função), Azure Policy, marcas e monitoramento. Azure Registro de Dispositivo é o serviço de chave que permite a abordagem de nuvem adaptável para o gerenciamento de dispositivos em ambos os padrões de conectividade.
• Microsoft Fabric: a plataforma de dados unificada que serve como o plano de dados compartilhado para IoT do Azure. Fabric ingere, armazena e analisa a telemetria de dispositivos conectados por meio do Hub IoT ou do Operações do Azure IoT, e fornece painéis em tempo real, relatórios, dados prontos para inteligência artificial e recursos de gêmeo digital em todo o seu ecossistema IoT.

IoT do Azure dá suporte a dois padrões de conectividade amplos, cada um adequado para diferentes cenários de negócios e tipos de dispositivo. Muitas soluções empresariais combinam ambos os padrões:

• Em um padrão conectado à nuvem , seus dispositivos IoT se conectam diretamente à nuvem em que suas mensagens são processadas e analisadas. Esse padrão se ajusta a cenários em que os dispositivos podem se comunicar por protocolos de Internet padrão e não há restrições na conectividade de nuvem direta.
• Em um padrão de conexão na borda, seus dispositivos IoT se conectam a um ambiente de borda local que processa suas mensagens antes de encaminhá-las para a nuvem, opcionalmente. Esse padrão atende a cenários que envolvem protocolos industriais, como OPC UA, processamento local de baixa latência ou requisitos de segurança que impedem a conectividade direta com a Internet.

As seções a seguir fornecem uma exibição de alto nível dos componentes em cada padrão. Este artigo se concentra nos principais grupos de componentes: dispositivos, serviços de nuvem e tempo de execução na borda.

Padrão conectado à nuvem

O padrão conectado à nuvem usa um conjunto integrado de dispositivos, componentes e serviços IoT que conecta esses dispositivos diretamente à nuvem. Esse padrão é adequado para cenários em que os dispositivos são distribuídos geograficamente e podem se comunicar por protocolos padrão da Internet. Um exemplo é uma frota de caminhões de entrega que enviam dados do sensor para a nuvem para análise e visualização:

Crie soluções conectadas à nuvem com Hub IoT, plataforma da Microsoft para dispositivos conectados em escala. Hub IoT dá suporte a mensagens bidirecionais com milhões de dispositivos, gerenciamento de dispositivos, atualizações de firmware e integração com Azure Registro de Dispositivo para expor seus dispositivos como recursos de Azure gerenciáveis. Você pode estender soluções conectadas à nuvem com serviços como Device Provisioning Service e Gêmeos Digitais do Azure.

Padrão conectado à extremidade

O padrão conectado à camada periférica utiliza um conjunto integrado de dispositivos IoT, componentes e serviços que conecta esses dispositivos a um ambiente periférico próximo. Esse padrão é adequado para cenários industriais e de OT, por exemplo:

• Dispositivos que se comunicam usando protocolos de rede locais, como OPC UA, que exigem um conector local.
• Ambientes em que os requisitos de segurança impedem que os dispositivos se conectem diretamente à Internet pública.

Uma solução conectada à borda também pode encaminhar dados de seus dispositivos para a nuvem para processamento adicional, como análise e visualização:

Crie soluções conectadas à borda com Operações do Azure IoT. Operações do Azure IoT é a plataforma recomendada da Microsoft para novas soluções conectadas à edge e é a base da estratégia de operações digitais para ambientes industriais e de OT. Operações do Azure IoT converge o OT, a TI e a ciência de dados na nuvem e na borda usando um plano de gerenciamento compartilhado (Azure Resource Manager) e um plano de dados compartilhado (Microsoft Fabric). Azure Device Registry expõe os ativos e dispositivos conectados por meio de Operações do Azure IoT como recursos de Azure nativos, permitindo um gerenciamento consistente em toda a sua propriedade.

Dispositivos e conectividade

Ambos os padrões de conectividade incluem dispositivos que coletam dados dos quais você deseja derivar insights de negócios. As seções a seguir descrevem os tipos de dispositivo em uma solução IoT do Azure e como eles se conectam.

Categorias de dispositivos de IoT

É útil classificar os dispositivos de IoT da seguinte forma:

• Dispositivo conectado à nuvem (categoria 1): dispositivos que se conectam diretamente à nuvem. Essa categoria inclui dispositivos que se conectam a serviços de nuvem, como Hub IoT usando protocolos padrão, como HTTP, MQTT ou AMQP. Esses dispositivos não são relevantes no padrão de conexão à borda (como o Operações do Azure IoT).

• Dispositivo conectado à borda (categoria 2): dispositivos que se conectam à nuvem por meio de um proxy ou gateway baseado em borda. Um exemplo é um dispositivo que se conecta indiretamente à nuvem por meio do agente MQTT no Operações do Azure IoT.

• Dispositivo específico do protocolo (categoria 3): esses dispositivos se conectam a um runtime baseado em borda por meio de um conector que permite que os dispositivos usem um protocolo específico. Por exemplo, um servidor OPC UA e seus dispositivos anexados se conectam por meio de um conector para OPC UA. Esses dispositivos não são relevantes no padrão conectado à nuvem (como Hub IoT do Azure).

O diagrama a seguir mostra as relações entre as categorias de dispositivo e os serviços de nuvem no padrão conectado à nuvem:

O diagrama a seguir mostra as relações entre as categorias de dispositivo e o tempo de execução de borda no padrão de conexão na borda.

Para simplificar, os diagramas anteriores mostram apenas fluxos de dados para a nuvem ou o runtime de borda. Muitas soluções permitem cenários de comando e controle, em que a nuvem ou o runtime da borda enviam comandos aos dispositivos. Por exemplo, um serviço de nuvem pode enviar um comando para uma câmera compatível com ONVIF para ampliar a imagem.

Conectividade no padrão de conexão de borda

No padrão de conexão na borda, os dispositivos IoT conectam-se a um ambiente local de borda que processa suas mensagens antes de encaminhá-las para a nuvem para armazenamento e análise. Os dispositivos podem usar protocolos e padrões de comunicação de rede, como:

• OPC UA em ambientes industriais.
• ONVIF para gerenciar e monitorar dispositivos de vídeo.
• MQTT como protocolo de mensagens padrão para dispositivos de IoT.

No diagrama de padrão conectado à borda mostrado anteriormente, os conectores de direção sul representam os protocolos e os padrões que os dispositivos usam para se conectar ao ambiente de borda.

Comparações entre dispositivos

A tabela a seguir resume as opções atuais de dispositivos e conectividade:

Serviços e aplicativos

No padrão conectado à nuvem, os serviços de nuvem específicos de IoT fornecem a infraestrutura para se conectar, monitorar e controlar seus dispositivos. No padrão de conexão de borda, o ambiente de execução de borda hospeda os serviços para conectar, monitorar e controlar seus dispositivos. Outros serviços de nuvem fornecem serviços genéricos, como armazenamento, análise e visualizações para sua solução.

Registro de dispositivo Azure

Azure Device Registry é um serviço de nuvem que funciona com Hub IoT e Operações do Azure IoT para fornecer uma exibição unificada de seus dispositivos e ativos industriais como recursos de Azure padrão. É uma parte fundamental da abordagem de nuvem adaptável, pois estende o plano de gerenciamento do Azure, incluindo RBAC, imposição de política, marcação, escopo e auditoria, ao seu patrimônio IoT. As principais funcionalidades incluem:

• Representação de ativosunificada: dispositivos conectados por meio de Hub IoT e ativos conectados por meio de Operações do Azure IoT são expressos como recursos do ARM, tornando-os visíveis e gerenciáveis por meio do portal Azure, CLI do Azure, Bicep e modelos do ARM.
• Gerenciamento de esquema e namespace: dá suporte à configuração de esquemas de mensagens, frequência de amostragem e organização de ativos em namespaces que espelham seu ambiente físico.
• Sincronização bidirecional: definições e configurações de ativo no registro são sincronizadas com a borda, portanto, as alterações feitas na nuvem são refletidas no local e vice-versa.
• Integração com ferramentas do Azure: habilita fluxos de trabalho de infraestrutura-como-código, políticas centralizadas de RBAC e integração com Azure Monitor e Microsoft Defender para uma governança consistente em todas as localidades.

Microsoft Fabric

Microsoft Fabric é a plataforma de dados unificada para IoT do Azure e é o plano de dados compartilhado na abordagem de nuvem adaptável. Ele ingere telemetria de dispositivos conectados por meio de Hub IoT e Operações do Azure IoT e transforma dados brutos de dispositivo em insights acionáveis para equipes de operações, cientistas de dados e tomadores de decisão de negócios. Os principais recursos para cenários de IoT incluem:

• Real-Time Intelligence: ingere e analisa fluxos de telemetria de alta frequência de dispositivos e ativos, com suporte para detecção de anomalias, análise de série temporal e painéis operacionais dinâmicos.
• OneLake: um data lake único e controlado que armazena dados de dispositivo brutos, limpos e coletados de todos os sites e sistemas, fornecendo uma base consistente para cargas de trabalho de IA e análise.
• Fabric IQ e ontologias: modela as relações entre ativos, locais e pontos de dados usando modelos de informações semânticas, tornando os dados do dispositivo preparados para IA e habilitando cenários de gêmeo digital.
• Integração com o Power BI: fornece visualizações e relatórios avançados sobre telemetria de dispositivos, KPIs operacionais e desempenho dos processos diretamente para as pessoas responsáveis por essas ações.
• Microsoft Copilot integração: permite que equipes de operações e profissionais de dados consultem e raciocinam sobre os dados do dispositivo usando linguagem natural.

Ambos os padrões de conectividade encaminham dados para Microsoft Fabric. No padrão conectado à nuvem, Hub IoT roteia a telemetria do dispositivo para Fabric. No padrão conectado à periferia, Operações do Azure IoT processa e transforma dados na periferia antes de encaminhá-los para o Fabric, onde podem ser analisados e visualizados.

IA e inteligência

Uma meta central de IoT do Azure é transformar telemetria de dispositivo bruto em insights prontos para IA. Isso acontece por meio de um pipeline de dados progressivo:

A IA é aplicada em dois níveis em uma solução IoT do Azure:

• Edge AI: Operações do Azure IoT dá suporte à execução de modelos de inferência de IA diretamente no cluster de borda. Isso fornece tempos de resposta medidos em milissegundos para cenários de alta prioridade, como inspeção de qualidade, detecção de anomalias e monitoramento de segurança, sem a necessidade de uma viagem de ida e volta para a nuvem.
• Cloud AI: Microsoft Fabric fornece recursos de IA em escala de nuvem, incluindo Agentes de Operações— agentes de IA inseridos no Real-Time Intelligence que monitoram continuamente os fluxos de telemetria e tomam automaticamente ações corretivas ou de otimização. Fábrica de IA do Azure fornece uma plataforma centralizada para a criação, treinamento, validação e implantação de modelos de IA personalizados com governança de nível empresarial e integra-se a Fabric para consumo de modelo em escala.

Fabric IQ onologias são centrais para fazer com que esse pipeline funcione de ponta a ponta. Modelando as relações semânticas entre ativos, locais e pontos de dados, Fabric IQ fornece modelos de IA e Copilot experimenta o contexto de negócios necessário para produzir insights significativos, não apenas anomalias estatísticas, mas descobertas fundamentadas em como suas operações realmente funcionam. Por exemplo, Fabric IQ pode reconhecer que uma anomalia de temperatura em um sensor específico pertence a uma correia transportadora em uma linha de produção específica, habilitando recomendações de manutenção direcionadas em vez de alertas genéricos.

Cenários comuns de IA em soluções de IoT do Azure incluem:

• Manutenção preditiva: detecte sinais iniciais de falha de equipamento das tendências de telemetria e agende a manutenção antes que ocorra uma parada, reduzindo o tempo de parada não planejada.
• Otimização do processo: identifique gargalos e ineficiências entre linhas de produção e recomende ações corretivas quase em tempo real.
• Detecção de anomalias: Monitore continuamente os fluxos de telemetria ao vivo, alertando os operadores sobre padrões incomuns à medida que surgem.
• Trabalhadores Conectados: Destaque insights e recomendações gerados por IA para os trabalhadores de campo por meio de painéis operacionais e consultas de linguagem natural alimentadas por Microsoft Copilot.

Serviços de nuvem de IoT

Em uma solução de IoT conectada à nuvem, os serviços de nuvem IoT normalmente:

• Receber dados de sensores em escala a partir dos seus dispositivos e definir como processar e armazenar esses dados.
• Envie comandos da nuvem para o dispositivo específico.
• Provisione dispositivos e controle quais dispositivos podem se conectar à sua infraestrutura.
• Gerenciar o estado dos dispositivos e monitorar suas atividades.
• Gerenciam o firmware instalado nos dispositivos.

Por exemplo, em uma solução de monitoramento remoto para uma estação de bombeamento de petróleo, os serviços usam dados dos sensores das bombas para identificar comportamentos anômalos. Quando o serviço de nuvem identifica uma anomalia, ele pode enviar de modo automático um comando ao dispositivo para executar uma ação corretiva. Esse processo implementa um loop de comentários automatizado entre o dispositivo e a nuvem, o que aumenta a eficiência da solução.

Runtime de borda

No padrão conectado à borda, os serviços locais hospedados no ambiente de runtime de borda normalmente:

• Gerencie a conectividade com seus dispositivos por meio dos conectores de direção sul.
• Receber dados em escala dos seus dispositivos e definir para onde encaminhar as mensagens para processamento adicional.
• Encaminhar comandos da nuvem para dispositivos específicos.
• Executam um processamento de mensagens locais. Em Operações do Azure IoT, esse processamento ocorre nos conectores de direção norte.

Comparações entre serviços de IoT

A seguinte tabela resume as opções atuais de serviço e aplicativo de borda:

Comparações entre implantações

A seguinte tabela resume as opções de implantação atuais:

Gerenciamento de soluções

A estratégia IoT do Azure do Microsoft baseia-se na abordagem adaptive cloud, que unifica equipes siloed, sites distribuídos e sistemas diferentes em um único modelo de operações, segurança, aplicativo e dados. Essa abordagem permite a convergência inteligente de OT, TI e ciência de dados, para que você possa usar as mesmas tecnologias de nuvem e IA para gerenciar e monitorar soluções conectadas à borda, conectadas à nuvem e híbridas.

A abordagem de nuvem adaptável tem dois pilares principais:

• Um plano de gerenciamento compartilhado com base no ARM (Azure Resource Manager). Esse plano de controle estende a governança do Azure—RBAC, aplicação de políticas, auditoria e monitoramento—para dispositivos conectados à nuvem e a recursos baseados na borda.
• Um plano de dados compartilhado com base em Microsoft Fabric. Este avião fornece uma plataforma unificada para armazenar, processar e analisar dados de fontes de nuvem e periféricos, permitindo insights prontos para IA, desde o chão de fábrica até a sala de reuniões.

Próximas etapas

As próximas etapas sugeridas para explorar IoT do Azure incluem:

• O que é Operações do Azure IoT?
• O que é Hub IoT do Azure?

Para saber mais sobre arquiteturas de IoT do Azure, confira:

• Práticas recomendadas de arquitetura para o Hub IoT do Azure.
• arquiteturas de IoT no Azure Architecture Center