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Azure IoT
Walter Silvestre Coan
Agenda
• Currículo
• Azure IoT
• Arquitetura
• Windows IoT Core
• Azure IoT Central
• Azure IoT Hub
• Microsoft Azure Iot Starter Kit
• Azure IoT Edge
• Azure Sphere
Azure IoT
Walter Silvestre Coan
• Microsoft Certified Solutions Associate –
Web Applications
• MCP em programação em C#
• MCP em desenvolvendo aplicações Web ASP.NET MVC
• Participação com projeto finalista da etapa nacional do
Microsoft Imagine Cup 2016 – Projeto Omni
• Sun Certified Programmer em Java 5.0
• Mestre em Ciência da Computação na área de Sistemas
Distribuídos e Redes de Sensores sem Fio
• Professor no Bacharelado em Sistemas de Informação e do
Bacharelado em Engenharia de Software da UNIVILLE.
walter.coan@gmail.com – www.faltoupontoevirgula.com.br
Azure IoT
Azure IoT Hub
“O Hub IoT do Azure fornece os recursos e um modelo de extensibilidade que habilitam desenvolvedores de
dispositivos e back-end a criar soluções robustas de gerenciamento de dispositivos. Os dispositivos variam
de sensores restritos e microcontroladores de finalidade única a gateways poderosos para encaminhar
comunicações para grupos de dispositivo”
Azure IoT
• Protocolos
• MQTT
• MQTT sobre WebSockets
• AMQP
• AMQP sobre WebSockets
• HTTPS
Azure IoT Hub
Azure IoT
Windows IoT Core
Azure IoT
Windows IoT Core
“Windows 10 IoT Core is a version of Windows 10 that is optimized for smaller devices with or without a
display that run on both ARM and x86/x64 devices.”
• Versões
• Windows IoT Core
• Gratuito para prototipação
• Versão paga
• Windows IoT Core Enterprise
• Desktop
• Versão paga - Insiders
Azure IoT
Windows IoT Core
Página de administração
DEMO
Azure IoT
Azure IoT - Arquiteturas
IoT Hub
Digital Twin
IoT Edge
Device
Stream
Analytics Power Bi
Devices Store Analyze Action
Azure IoT
Azure IoT Starter Kit (AZ3166)
• MXCHIP
• EMW3166 Wifi
• STSAFE-A100
Azure IoT
Azure IoT Starter Kit
https://microsoft.github.io/azure-iot-developer-kit/
Azure IoT
Azure IoT Starter Kit
https://docs.microsoft.com/pt-br/azure/iot-hub/iot-hub-live-data-visualization-in-power-bi
https://github.com/Microsoft/vscode-iot-workbench/blob/master/docs/iot-devkit/devkit_remote_monitoringv2.md
DEMO
Azure IoT
Criando projeto Visual Studio Code
Azure IoT
Monitorando mensagens
Azure IoT
Azure IoT Hub
Azure IoT
Stream Analytics
Azure IoT
Stream Analytics - Input
Azure IoT
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Azure IoT
Stream Analytics - Query
Azure IoT
Stream Analytics - Start
Azure IoT
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Azure IoT
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Azure IoT
Azure IoT Edge
O Azure IoT Edge move análises de nuvem e lógica de negócios personalizada para
dispositivos, de modo que sua organização pode se concentrar em ideias de negócios
em vez de gerenciamento de dados.
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Azure IoT
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IoT Edge
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Azure IoT
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• Desenvolvimento do módulo do IoT Edge
Container
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dispositivos.
DEMO
Azure IoT
Monitoramento real de um CLP
Azure IoT
CLP
• Empresa ProXSys
• CP-WS11/4DO4DI USB RS485
• Alimentação em 24Vcc ou 12Vcc
• Duas (02) saídas digitais para RELE
• Quatro (04) entradas digitais a transistor tipo
PNP
• Porta de comunicação RS 485
• Porta de comunicação/gravação USB
• Protocolo MODBUS RTU
Azure IoT
Monitoramento real de um CLP
Azure
IoT
Edge
Equipamento
Industrial
CLP
1 seg
Azure IoT Hub
AMQP
RTU - USB
3 seg
Azure IoT
Monitoramento real de um CLP
https://github.com/Azure/iot-edge-modbus
Azure IoT
Monitoramento real de um CLP
Azure IoT
Monitoramento real de um CLP
Nome: iotedgemodbus
Image URI: waltercoan/iotedgemodbus
{
"HostConfig": {
"User": "root",
"Privileged": true,
"Devices": [
{
"PathOnHost": "/dev/ttyACM0",
"PathInContainer": "/dev/ttyACM0",
"CgroupPermissions": "mrw"
}
]
}
}
Container create options:
Azure IoT
Monitoramento real de um CLP
{
"properties.desired":{
"PublishInterval": "3000",
"SlaveConfigs": {
"Slave01": {
"SlaveConnection": "/dev/ttyACM0",
"TcpPort": "0",
"RetryCount": "10",
"RetryInterval": "50",
"HwId": "CLP",
"BaudRate": "9600",
"DataBits": "8",
"StopBits": "1",
"Parity": "ODD",
"FlowControl": "NONE",
"Operations": {
Module twin’s desired properties
"Op01": {
"PollingInterval": "1000",
"UnitId": "1",
"StartAddress": "100002",
"Count": "1",
"DisplayName": "disjuntor1"
},
"Op02": {
"PollingInterval": "1000",
"UnitId": "1",
"StartAddress": "100003",
"Count": "1",
"DisplayName": "disjuntor2"
}
}
}
}
}
}
Azure IoT
Monitoramento real de um CLP
{
"routes": {
"route": "FROM /messages/* INTO $upstream"
}
}
Message Routes
Azure IoT
Azure IoT
Azure IoT
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Azure IoT
Azure Iot Edge Device Simulator
Azure IoT
Azure Iot Edge Device Simulator
Azure IoT
Azure Iot Edge Device Simulator
Azure IoT
Azure Iot Edge Device Simulator
Azure IoT
Azure Iot Edge Device Simulator
Name:tempSensor
Image: mcr.microsoft.com/azureiotedge-simulated-temperature-sensor:1.0
Azure IoT
Azure Iot Edge Device Simulator
{
"routes": {
"route": "FROM /messages/* INTO $upstream"
}
}
Azure IoT
Azure Iot Edge Device Simulator
Azure IoT
Azure Sphere
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Product Architect Microsoft Azure Sphere
Azure IoT
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• Primeira onda 1970
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Azure IoT
Azure Sphere
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Azure IoT
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Azure IoT
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Root of Trust
Seu dispositivo é Identificável
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In Depth
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Authentication
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Failure
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Seu dispositivo reporta
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! Renewable
Security
Seu dispositivo atualiza
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automática?
Suporte do Hardware Suporte do Sistema Operacional Suporte do Serviço de Nuvem
Azure IoT
Algumas necessidades dependem do suporte do hardware
Hardware
Root of Trust
Chave criptográfica não comprovada
gerada e protegida por hardware
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software seguro dentro do hardware
Hardware protege a Identidade do Dispositivo
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Hardware atesta a Integridade do Sistema
Azure IoT
Algumas necessidades dependem do suporte do hardware e do
software
Dynamic
Compartments
Barreiras internas limitam o alcance
de qualquer falha
As proteções de segurança do seu
dispositivo podem melhorar após a
implantação?
Hardware cria Barreiras de Segurança
Software cria Compartimentos
hardware firewall ou unidades de memória
gerenciadas
isolamento de processos
Azure IoT
Algumas necessidades dependem do suporte do hardware, do
software e da nuvem
Renewable
Security
A segurança do dispositivo é
renovada para superar as ameaças
em evolução e as violações de
segurança.
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de forma automática?
Nuvem provê as atualizações
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Hardware previne rollback attacks
Azure IoT
Três pilares de segurança do Azure Sphere
Secured MCUs
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chamado Azure Sphere, produzidos
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tecnologia de segurança da
Microsoft, que fornece
conectividade, alto desempenho e
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hardware.
Secured Operating System
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Sphere OS que combina as melhores
práticas da Microsoft e da
comunidade Open Source, criando
uma plataforma confiável para uma
nova experiência em IoT.
Secured by our Cloud Service
Azure Sphere Security Service protege cada
dispositivo e os clientes, detecta falhas de
segurança e responde de forma proativa.
Azure IoT
Arquitetura do Azure Sphere MCU
Microsoft Pluton Security Subsistem – Root of
Trust
ARM Cortex-A provê isolamento de processos
através do gerenciamento de unidades de
memória. Azure Sphere OS cria containers para as
aplicações que utilizam espaços de memória
reservados.
ARM Cortex-M é o MCU tradicional, que executa o
processamento e tem acesso aos periféricos.
Azure IoT
Arquitetura do Azure Sphere MCU
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implementadas no hardware e não em software
Hardware root of trust
• Aceleração de operações criptográficas ECC/AES
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dispositivo esta executando software genuíno e
atualizado.
Azure IoT
Geração do Device ID no Azure Sphere
• Cada dispositivo possui um identificador único;
• O ID é gerado no processo de fabricação do
MCU;
• Microsoft possui o controle de todos os IDs dos
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https://azure.microsoft.com/mediahandler/files/resourcefiles/azure-sphere-device-authentication-and-attestation-
service/Device_Authentication_and_Attestation_Service.pdf?v=cba244cabba1e2c8d7ceb8f3389d4c7eb8a97d1eacae2cdce17d73dc686a476b
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Azure Sphere MT3620 Dev Kit
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Azure IoT Floripa Tech Day

  • 1.
  • 2.
  • 4. Agenda • Currículo • Azure IoT • Arquitetura • Windows IoT Core • Azure IoT Central • Azure IoT Hub • Microsoft Azure Iot Starter Kit • Azure IoT Edge • Azure Sphere
  • 5. Azure IoT Walter Silvestre Coan • Microsoft Certified Solutions Associate – Web Applications • MCP em programação em C# • MCP em desenvolvendo aplicações Web ASP.NET MVC • Participação com projeto finalista da etapa nacional do Microsoft Imagine Cup 2016 – Projeto Omni • Sun Certified Programmer em Java 5.0 • Mestre em Ciência da Computação na área de Sistemas Distribuídos e Redes de Sensores sem Fio • Professor no Bacharelado em Sistemas de Informação e do Bacharelado em Engenharia de Software da UNIVILLE. walter.coan@gmail.com – www.faltoupontoevirgula.com.br
  • 6. Azure IoT Azure IoT Hub “O Hub IoT do Azure fornece os recursos e um modelo de extensibilidade que habilitam desenvolvedores de dispositivos e back-end a criar soluções robustas de gerenciamento de dispositivos. Os dispositivos variam de sensores restritos e microcontroladores de finalidade única a gateways poderosos para encaminhar comunicações para grupos de dispositivo”
  • 7. Azure IoT • Protocolos • MQTT • MQTT sobre WebSockets • AMQP • AMQP sobre WebSockets • HTTPS Azure IoT Hub
  • 9. Azure IoT Windows IoT Core “Windows 10 IoT Core is a version of Windows 10 that is optimized for smaller devices with or without a display that run on both ARM and x86/x64 devices.” • Versões • Windows IoT Core • Gratuito para prototipação • Versão paga • Windows IoT Core Enterprise • Desktop • Versão paga - Insiders
  • 10. Azure IoT Windows IoT Core Página de administração
  • 11. DEMO
  • 12. Azure IoT Azure IoT - Arquiteturas IoT Hub Digital Twin IoT Edge Device Stream Analytics Power Bi Devices Store Analyze Action
  • 13. Azure IoT Azure IoT Starter Kit (AZ3166) • MXCHIP • EMW3166 Wifi • STSAFE-A100
  • 14. Azure IoT Azure IoT Starter Kit https://microsoft.github.io/azure-iot-developer-kit/
  • 15. Azure IoT Azure IoT Starter Kit https://docs.microsoft.com/pt-br/azure/iot-hub/iot-hub-live-data-visualization-in-power-bi https://github.com/Microsoft/vscode-iot-workbench/blob/master/docs/iot-devkit/devkit_remote_monitoringv2.md
  • 16. DEMO
  • 17. Azure IoT Criando projeto Visual Studio Code
  • 26. Azure IoT Azure Iot Hub – Direct method
  • 27. Azure IoT Azure IoT Edge O Azure IoT Edge move análises de nuvem e lógica de negócios personalizada para dispositivos, de modo que sua organização pode se concentrar em ideias de negócios em vez de gerenciamento de dados. DOCKER
  • 28. Azure IoT Install Azure IoT Edge runtime on Linux (ARM32v7/armhf) https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-edge/how-to-install-iot-edge-linux-arm Orquestrador de containers MobyProject Processo que integra com o IoT Edge IoT Edge Daemon Conexão com o Broker Provisionar dispositivo no IoT Hub
  • 29. Azure IoT Publicar modulo nos dispositivos https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-edge/quickstart-linux#deploy-a-module Codificação • Desenvolvimento do módulo do IoT Edge Container • Compilação • Geração da imagem do container Docker Publicação da Imagem • Imagem copiada para um Container Registry Deploy • Azure Iot Edge aciona publicação nos dispositivos.
  • 30. DEMO
  • 32. Azure IoT CLP • Empresa ProXSys • CP-WS11/4DO4DI USB RS485 • Alimentação em 24Vcc ou 12Vcc • Duas (02) saídas digitais para RELE • Quatro (04) entradas digitais a transistor tipo PNP • Porta de comunicação RS 485 • Porta de comunicação/gravação USB • Protocolo MODBUS RTU
  • 33. Azure IoT Monitoramento real de um CLP Azure IoT Edge Equipamento Industrial CLP 1 seg Azure IoT Hub AMQP RTU - USB 3 seg
  • 34. Azure IoT Monitoramento real de um CLP https://github.com/Azure/iot-edge-modbus
  • 36. Azure IoT Monitoramento real de um CLP Nome: iotedgemodbus Image URI: waltercoan/iotedgemodbus { "HostConfig": { "User": "root", "Privileged": true, "Devices": [ { "PathOnHost": "/dev/ttyACM0", "PathInContainer": "/dev/ttyACM0", "CgroupPermissions": "mrw" } ] } } Container create options:
  • 37. Azure IoT Monitoramento real de um CLP { "properties.desired":{ "PublishInterval": "3000", "SlaveConfigs": { "Slave01": { "SlaveConnection": "/dev/ttyACM0", "TcpPort": "0", "RetryCount": "10", "RetryInterval": "50", "HwId": "CLP", "BaudRate": "9600", "DataBits": "8", "StopBits": "1", "Parity": "ODD", "FlowControl": "NONE", "Operations": { Module twin’s desired properties "Op01": { "PollingInterval": "1000", "UnitId": "1", "StartAddress": "100002", "Count": "1", "DisplayName": "disjuntor1" }, "Op02": { "PollingInterval": "1000", "UnitId": "1", "StartAddress": "100003", "Count": "1", "DisplayName": "disjuntor2" } } } } } }
  • 38. Azure IoT Monitoramento real de um CLP { "routes": { "route": "FROM /messages/* INTO $upstream" } } Message Routes
  • 42. Azure IoT Azure Iot Edge Device Simulator
  • 43. Azure IoT Azure Iot Edge Device Simulator
  • 44. Azure IoT Azure Iot Edge Device Simulator
  • 45. Azure IoT Azure Iot Edge Device Simulator
  • 46. Azure IoT Azure Iot Edge Device Simulator Name:tempSensor Image: mcr.microsoft.com/azureiotedge-simulated-temperature-sensor:1.0
  • 47. Azure IoT Azure Iot Edge Device Simulator { "routes": { "route": "FROM /messages/* INTO $upstream" } }
  • 48. Azure IoT Azure Iot Edge Device Simulator
  • 49. Azure IoT Azure Sphere Dr. Ed Nightingale Product Architect Microsoft Azure Sphere
  • 50. Azure IoT Segunda transformação digital • Primeira onda 1970 • Primeiros Microcontroladores MCU • Segunda onda 2010 – 2020 • Conectividade pela Internet dos MCU • Consequências • Mudança drástica nas experiências de uso dos dispositivos
  • 51. Azure IoT Azure Sphere Nenhuma empresa lançaria um produto com problemas de segurança
  • 52. Azure IoT Principais riscos dos dispositivos conectados • Não é possível atualizar os dispositivos • Protegidos por senhas fracas
  • 53. Azure IoT The Seven Properties of Highly Secure Devices: the new standard for securing MCU powered IoT experiences Hardware Root of Trust Seu dispositivo é Identificável e a integridade do software é confirmada por hardware? Defense In Depth Seu dispositivo se mantém seguro se um mecanismo de segurança for destruído? Small Trusted Computing Base O seu dispositivo esta protegido de erros em outros códigos fonte? Dynamic Compartments As proteções de segurança do seu dispositivo pode melhorar após a implantação? Certificate-Based Authentication Seu dispositivo utiliza certificados digitais ao invés de senhas para autenticação? Failure Reporting Seu dispositivo reporta falhas e anomalias? ! Renewable Security Seu dispositivo atualiza o software de forma automática? Suporte do Hardware Suporte do Sistema Operacional Suporte do Serviço de Nuvem
  • 54. Azure IoT Algumas necessidades dependem do suporte do hardware Hardware Root of Trust Chave criptográfica não comprovada gerada e protegida por hardware A identidade do dispositivo e o software seguro dentro do hardware Hardware protege a Identidade do Dispositivo Hardware protege a Inicialização com Segurança Hardware atesta a Integridade do Sistema
  • 55. Azure IoT Algumas necessidades dependem do suporte do hardware e do software Dynamic Compartments Barreiras internas limitam o alcance de qualquer falha As proteções de segurança do seu dispositivo podem melhorar após a implantação? Hardware cria Barreiras de Segurança Software cria Compartimentos hardware firewall ou unidades de memória gerenciadas isolamento de processos
  • 56. Azure IoT Algumas necessidades dependem do suporte do hardware, do software e da nuvem Renewable Security A segurança do dispositivo é renovada para superar as ameaças em evolução e as violações de segurança. Seu dispositivo atualiza o software de forma automática? Nuvem provê as atualizações Software aplica as atualizações Hardware previne rollback attacks
  • 57. Azure IoT Três pilares de segurança do Azure Sphere Secured MCUs Uma nova categoria de MCU’s chamado Azure Sphere, produzidos por empresas parceiras, com tecnologia de segurança da Microsoft, que fornece conectividade, alto desempenho e características de segurança no hardware. Secured Operating System Sistema operacional seguro Azure Sphere OS que combina as melhores práticas da Microsoft e da comunidade Open Source, criando uma plataforma confiável para uma nova experiência em IoT. Secured by our Cloud Service Azure Sphere Security Service protege cada dispositivo e os clientes, detecta falhas de segurança e responde de forma proativa.
  • 58. Azure IoT Arquitetura do Azure Sphere MCU Microsoft Pluton Security Subsistem – Root of Trust ARM Cortex-A provê isolamento de processos através do gerenciamento de unidades de memória. Azure Sphere OS cria containers para as aplicações que utilizam espaços de memória reservados. ARM Cortex-M é o MCU tradicional, que executa o processamento e tem acesso aos periféricos.
  • 59. Azure IoT Arquitetura do Azure Sphere MCU Funcionalidades do Microsoft Pluton são implementadas no hardware e não em software Hardware root of trust • Aceleração de operações criptográficas ECC/AES • Geração de chaves públicas e privadas • Implementação da inicialização segura Núcleo de processamento dedicado Gerador de números aleatórios Suporte a checagem remota na nuvem se o dispositivo esta executando software genuíno e atualizado.
  • 60. Azure IoT Geração do Device ID no Azure Sphere • Cada dispositivo possui um identificador único; • O ID é gerado no processo de fabricação do MCU; • Microsoft possui o controle de todos os IDs dos dispositivos produzidos. https://azure.microsoft.com/mediahandler/files/resourcefiles/azure-sphere-device-authentication-and-attestation- service/Device_Authentication_and_Attestation_Service.pdf?v=cba244cabba1e2c8d7ceb8f3389d4c7eb8a97d1eacae2cdce17d73dc686a476b
  • 61. Azure IoT Comprovação remota • Ocorre durante o processo de autenticação • Azure Sphere assina digitalmente um conjunto de informações para provar que o dispositivo é original; • Dados são enviados para o Device Authentication and Attestation no Azure; • Retorna um certificado de curta duração atestando que é um dispositivo original.
  • 62. Azure IoT Azure Sphere MT3620 Dev Kit
  • 63. Azure IoT Azure Sphere MT3620 Dev Kit
  • 64.
  • 65. Azure IoT Azure Sphere tenant • No Azure Sphere Security Service possui um grupo de dispositivos Azure Spheres ligado a um tenant (proprietário), comumente ligado ao nome de uma empresa; • Cada grupo separado por proprietários diferentes é totalmente isolado; • Cada dispositivo deve ser reivindicado (claimed) para um proprietário (tenant);
  • 68. DEMO