Der IoT-Hub ist das Tor für Daten zum Microsoft Azure Portal. Der Datenaustausch mit dem IoT-Hub kann per MQTT erfolgen. Wir zeigen die MQTT-Anbindung des IoT-Hub Schritt für Schritt mit dem OPC Router als MQTT-Client.

Die Microsoft Azure Cloud ist eine der führenden Cloud-Umgebungen am Markt. Über das Azure Portal stehen viele fertige Services zur Verfügung, die auf einfache Weise verbunden werden können. Cloud Applikationen entstehen so durch das Verschalten der fertigen Komponenten. Eine dieser Komponenten ist der IoT Hub, der als wichtigster bidirektionaler Verbinder für externe Datenquellen und IoT-Geräte dient. Mit dem OPC Router kann der IoT Hub und damit die Azure Cloud angebunden werden, um Daten in die Azure Cloud zu schreiben, aber auch um Daten aus der Cloud für die Feldebene zu beziehen. Die Anbindung des IoT-Hub wird mit dem OPC Router MQTT Client Plug-in realisiert. Die Weitergabe der Daten in der Feldebene oder auch die Datenbeschaffung für die Cloud wird mit den diversen Plug-ins des OPC Routers umgesetzt.

Azure IoT Hub MQTT Anbindung

MQTT Anbindung des Azure IoT Hub

Für die Anbindung sind folgende Schritte notwendig, welche wir weiter unten im Detail ausführen. Wenn Sie noch keinen Zugang zum Azure Portal haben, können Sie hier einen kostenlosen Azure Zugang erstellen.

  1. Erstellen eines Azure IoT Hub im Azure Portal
  2. Ermitteln der Azure IoT Hub Verbindungsdaten
  3. Konfiguration des MQTT Client für den IoT Hub

(Bilder per Click vergrößern)

Erstellen eines Azure IoT Hub

  1. Melden Sie sich am Azure Portal mit Ihrem Zugang an.
  2. Erstellen Sie eine neue Ressource vom Typ “IoT Hub”.
    Azure IoT Hub erstellen

    Azure IoT Hub erstellen

  3. Erstellen Sie den IoT Hub:
    Azure IoT Hub erstellen

    Azure IoT Hub erstellen – Bestätigen

     

  4. Wählen Sie die Ressourcengruppe (1) (evtl. neu anlegen), benennen Sie den IoT Hub (2) und überprüfen Sie die Auswahl (3):
    Azure IoT Hub erstellen - Ressourcengruppe und Name

    Azure IoT Hub erstellen – Ressourcengruppe & Name

  5. Nach der Überprüfung endgültig erstellen:
    Azure IoT Hub erstellen - Abschluss

    Azure IoT Hub erstellen – Abschluss

Azure IoT Hub Verbindungsdaten ermitteln

  1. Den neu erstellten IoT Hub unter “Alle Ressourcen” (1) auswählen und die “Richtlinien für den gemeinsamen Zugriff” (2) aufrufen. Unter “Einstellungen” den Punkt “iothubowner” (3) anwählen:
    IoT Hub Verbindungsdaten - Gemeinsamer Zugriff

    IoT Hub Verbindungsdaten – Gemeinsamer Zugriff

  2. Aus der Richtlinie “iothubowner” die “Verbindungszeichenfolge – Primärschlüssel” kopieren:
    IoT Hub Verbindungszeichenfolge

    IoT Hub Verbindungs-zeichenfolge

  3. Die Verbindungszeichenfolge muss mit dem “DeviceExplorer” umgewandelt werden. Der DeviceExplorer kann hier heruntergeladen werden (oder hier direkt den DeviceExplorer Installer herunterladen).
  4. Im DeviceExplorer die Verbindungszeichenfolge (1) und den Hostnamen (2) eintragen und “Update” (3) klicken:
    IoT Hub Device Explorer

    IoT Hub Device Explorer

  5. Im DeviceExplorer danach über “Create” (1) ein Device mit beliebigem Namen (2) anlegen und bestätigen (3):
    IoT Hub Device erstellen

    IoT Hub Device erstellen

  6. Zum Abschluss im Kartenreiter “Management” (1) ein SAS Token erzeugen (2):
    IoT Hub SAS Token Create

    IoT Hub SAS Token erzeugen

  7. Für den Token das gerade angelegte Device wählen (1) und eine TimeToLive einstellen (2). Nach dem Generieren (3) schließlich den benötigten Teil für den Client herauskopieren (4):
    IoT Hub SAS Token

    IoT Hub SAS Token

MQTT Client für Zugriff auf IoT Hub konfigurieren (hier OPC Router MQTT Client Plug-in)

  1. Die Verbindungsdaten aus dem DeviceExplorer in die MQTT Client Konfiguration übernehmen. Dazu der MQTT Anbindung einen freien Namen geben (1), den Host aus dem DeviceExplorer als Brokeranbindung hinterlegen (2), als Client ID die gewählte DeviceID aus dem DeviceExplorer verwenden (3), als Benutzernamen den Hostnamen und die DeviceID mit einem “/” verbinden (4), als Passwort den kopierten Teil des SAS Tokens aus dem DeviceExplorer verwenden (5) und zuletzt noch die Quality of Service auf den Wert “Mindestens einmal” setzen (6). Danach die Verbindung testen (7) und bei Erfolg speichern (8):
    OPC Router Azure IoT Hub Konfiguration

    OPC Router Azure IoT Hub Konfiguration

  2. Zum Senden der Daten das entsprechende Topic einsetzen. Für Daten, die in die Cloud gesendet werden, kann “devices/{device-id}/messages/events/” verwendet werden:
    MQTT Transfer_Objekt

    MQTT Transfer_Objekt

  3. Für das Empfangen von Events einen Trigger definieren mit dem Topic für Events. Es kann “devices/{device-id}/messages/devicebound/#” für das Senden von Daten aus der Cloud an das Gerät verwendet werden:
    MQTT Client Trigger

    MQTT Client Trigger

Beispiel: Temperaturübertragung an den Azure IoT Hub mit dem OPC Router

In diesem Beispiel werden Daten einer Temperaturerfassung aus einer SQL Datenbank geladen und als Zeichenkette formatiert an den Azure IoT Hub gesendet. Durch den DeviceExplorer und das integrierte Monitoring werden die empfangenen Daten wieder zur Anzeige gebracht.

Azure IoT Hub Beispiel Anbindung OPC Router
Azure IoT Hub Monitoring über DeviceExplorer

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